煤矿井下综合机械化掘进系统智能化建设

解宏亮

华晋焦煤有限责任公司 山西吕梁 033000

摘要：在我国当今社会中，煤炭一直都是我国经济发展中的一项重要能源。随着现代化科学技术的不断发展和进步，煤炭企业也加入了不少新型现代技术，从而促进企业从劳动密集型企业开始向技术密集型企业转变。其中，煤矿井下的智能化操纵中，其中一个最重要环节便是掘进系统智能化建设。掘进系统会通过5G移动网和大数据分析方式将掘进机机身增加感和元器件执行元件有效结合，从而解决综合机械化掘进机所出现的一系列问题。

关键词：综合机械化；智能化；掘进系统

引言：

在我国所实施的十三五计划中的相关规则明确指出，我国初步形成的初级智能化建设能够最大限度的提高煤矿井下综合机械化的劳动生产率，减少井下现场操作人员的作业难度，并最终实现向劳动密集型转变的目标。到2020年为止，我国所建成的100个初级智能化示范煤矿，已经实现了煤矿设计中最基本的开拓设计、地质保障、采掘运通等多个环节的操作。在此基础上解决远程监控困难、部分岗位人员不足、自动化运行等多项系统问题。到2025年为止，大型煤矿智能化构建成了多种信息融合的智能化装备，实现开拓设计等多个系统的自动化协同运行，最终实现采掘运输等多种系统的自动化协作运行。到2035年，全面建成智慧煤矿所支撑的煤炭工业技术设备等，最终成功实现器械人性化的自动化运行操作方式。

一、煤矿掘进技术的过程与现状分析

煤矿掘进系统在发展过程中，施工源头从20世纪初期就开始施工、打眼等基本人工操作工作。发展初期的挖掘方式很落后、很原始，效率也相对应较低。每次操作时，更需要大量的人力劳作，费很大的人力物力。直至20世纪60年代，铲斗式卸式装岩机才开始被采用。不过运输速度慢、效率又低，技术也相对落后，因此其施工过程十分不方便，还是具备很大的局限性。到了20世纪70年代，挖掘技术才开始向机械化转变。这个时期很多先进的设备都运用于掘进中，使得挖掘的流程变得顺利且简单，挖掘速度也相对变快了许多。

施工作业的现状：我国主要煤炭开采方式包括打眼、爆破、施工支护等多种方式。这些施工方式不仅运用起来相对简单，且维修方便，海投资费用较低，施工的可靠性也基本有所保障。不过这一系列流程中所需要的人力、物力相对较多，施工所用时间也较长。

二、掘进智能化系统

（一）掘进智能化系统基本含义

为掘进智能化系统增加两个元器件，即执行原器件和感知元器件。装置好之后，就能让掘进机远程可视化控制，最终实现手持遥控器操作、防撞和职能定位等各种方式，解决掘进机工作所面临的多种问题。

（二）掘进职能化系统的基本组成

整个智能化系统中，所采取的模块化设计，可以根据现场设备的需求，将各个职能单元灵活有效的配合起来。将主控单位、感知单元、定位单元、防撞单位、遥控单位、预警保护单元、通讯单位和集控单元等有机结合起来，从而实现集控室结合视频监控和掘进机工况数据的远程化操纵系统。

（三）多系统耦合系统

系统之间的作用机制相对来说比较复杂，使得整体工作的性能指标无法得到充分发挥。

（四）智能化导航系统

智能化导航系统是将有源监控和无源导航有效结合起来，并用激光指引烦恼装置进行导航。在掘进过程中，激光指引装置会发出一道光芒代表巷道的前进方向，从而指引掘进系统一路向前。

（五）掘进智能化系统的应用和未来

掘进智能化高效快速掘进系统，在建立在传统掘进系统之上的掘进、支护和运输的同时，来实现平行作业、多比支护、连续运输和长压段抽通风以及智能操纵的高效一体化运行的高科技智能化系统。

综合机械化掘进系统的拥有远程监控、定位切割功能等多数优点，最后向着掘进机器化发展。最后在掘进系统实现工艺的前提下，可根据实际地质与环境调整掘进机械的安全和效率，在无人干涉的条件下依旧正常运行。

三、掘进智能的必要性

按照世界标准水平来看，我国煤矿的整体发展水平其实已经到了世界先进行列。我国煤矿矿井的机械化综合开采技术也已经到了国际先进水平，拥有着可以媲美世界其他发达国家的市场竞争力，足以在世界市场上占有重要地位。

但我国煤矿矿井技术发展起来其实也不过最近几年时间，在上世纪80年代之前，我国的掘进技术整体还处于落后水平，甚至连施工都处于较差环境中。我国很多技术人员的劳动强度和打眼都需要强有力的人力保证才敢施工，就连速度也只能维持在一定范围内。这样落后的掘进技术已经严重影响到煤矿的整体经济效益，最终影响整个煤矿行业的发展。因此，将新型智能化技术运用于掘进技术中，对于煤矿开采技术具有非常深远的意义，是非常具有必要的。

四、结束语

我国社会的巨大需求、国家的政策支持以及现代新兴技术的进步，都决定了我国煤矿掘进系统将会向着跟更加智能化的方向发展。我国煤矿未来的发展方向必然是与煤矿井下掘进装备的最新技术和人工智能相结合，才能拓展出更加宽广的未来。而若想拓展实现这一目标，其最重要的一点是打破传统井下掘进模式和突破传统相对老化的瓶颈方式，最终才能实现安全快速掘进装备智能化。

参考文献：

[1] 黄宝强. 煤矿井下综合机械化掘进系统智能化建设[J]. 信息周刊, 2020, 000(010):P.1-2.

[2]郭宇.综掘工作面综掘机二运防脱道断电装置应用的分析[J].机械管理开发.2020,(5).