摘要：为降低煤矿生产安全事故发生率，提高我国煤炭工业的自动化开采水平，必须走上智能化开采的道路，加强智能化无人开采技术研究。本文结合山东丰源远航煤业有限公司煤矿机械化开采实际，就我国煤矿智能化开采技术的发展现状进行了分析，然后对其发展趋势做了预估。

关键词：煤矿；智能化开采；创新

1 国外智能开采技术现状

自21世纪初以来，国外煤炭开采一直奉行“安全，高效，简单，实用，可靠，经济”的原则，智能采矿的技术理念为:通过钻井与地质勘探和开挖相结合，描绘了工作面上的煤层。2017年，澳大利亚联邦科学与工业研究组织CSIRO开展了由ACARP成立的综合采矿自动化项目，开展综采工作面自动化和智能技术研究，直到2005年，军用高精度光纤陀螺仪和定制定位已经通过。并取得了3项主要成果，即采煤机位置三维精确定位(误差±10cm)、工作面矫直系统(误差±50cm)和工作面水平。澳大利亚Beltana矿已经成功通过测试，并于2008年对LASC系统进行了优化，以增加煤矿机械的自动控制，煤流量负荷的平衡和道路的集中监控。智能开采服务中心作为一种增值产品和服务，智能采矿服务中心在其辖区内实时监控矿山，并根据通过即时电子邮件或电话提醒缺陷信息，每天、每周、每月和每季度提供分析的报告，并根据缺陷信息进行调整。提交运营分析报告，指导矿山以提高运营管理水平，合理准备设备维护，分析报告包括每日触发响应行动计划通知，每周智能服务评估，每月下行运营评估，包括季度生产绩效评估。

2 我国煤矿智能化开采技术现状

2.1 整体情况

我国是煤炭大国，煤炭储量丰富，对煤炭需求量也大，截至目前，煤矿开采先后经历了人力开采、爆破开采、普通机械化开采、综合机械化开采几个阶段，随着技术不断进步，煤矿开采自动化、智能化是当前以及今后的主要趋势。为减少作业人员，甚至实现无人开采，最终必然朝着全智能方向发展，但对智能化水平有着很高要求，包括水平控制技术、高度控制技术、生产运营技术等都要达到一定的高度。就我国目前的科技水平来看，实现全智能开采还需一段时间，所以基本处于半智能时期，形成了“工作面自动化＋远程干预控制”的半智能开采技术。山东丰源远航煤业有限公司不断探索工作面自动化开采模式，通过工作面自动化的集中控制系统，实现对工作面设备可靠、实时的监测和自动控制，为煤矿高效、安全、绿色开采提供科技和安全基础，达到工作面自动化采煤的目标。

2.2 关键技术

首先，自动跟机技术和记忆截割技术。在开采过程中，利用网络通信等手段进行远程干预和控制，实现液压支架跟随采煤机的自动化移动，进而自动完成刮板输送机直线推进、喷雾等操作。因为是无人开采，机械自动化要能够判断，并合理控制牵引速度和滚筒高度，确保采煤机能够像人工一样作业。所谓记忆截割，就是记录人工操作数据，输入机械系统后，令其自动效仿的技术，包括人工示教、记忆截割、人工纠正三个步骤。可见，在应用时，会根据实际情况对其参数进行调整，以保证作业顺利开展。其次，集中控制和视频监控技术。无人开采并非盲目作业，同样需要了解矿井内的情况，视频监控技术起着很大作用，通过在煤壁安装专业的摄像仪，可实时获取矿井内的信息，并以视频的方式发送至控制中心，实现可视化监控，方便技术人员观察分析。这一系列活动对技术要求极高，必须有一套先进的集成控制系统，能够对所有设备进行集中化控制管理。另外，供液系统是采煤自动化的重要组成部分，为体现智能化特点，提高作业效率，减少消耗，还需用到集成供液控制技术。

2.3 技术创新

公司在使用智能化无人开采技术的过程中，实现了多方面的技术创新。比如，在记忆截割技术的基础上，采煤机可以开展自动化作业，进刀时是斜切入，所以会形成三角煤区域，液压支架则依靠自动化技术始终跟随采煤机移动。这需要两者能完美地配合，然而开采过程中，常出现数据交互不及时、无法同步等问题。于是，在原有基础上加以创新，研发出“机架协同控制”割三角煤技术，使采煤机和液压支架保持动作同步，若其中一个先完成动作，会及时获取另一个的状态，待其合格完成后，才会一起开始下一个动作。远程操控也是关键技术之一，使用过程中需保证有较高的干预效率，包括实时控制、系统安全等。为此，技术人员不断对远程控制系统进行完善，当液压支架有漏推等情况时，系统会及时发出预警信号，技术人员通过远程操作，切换到相应位置，便能在监控视频中清楚地看到一切。

2.4 综合效益

智能化无人采煤技术的应用，首先降低了对人工安全的影响，开采人员无需再在危险的工作面作业，而是在监控中心远程控制机器开展作业，为煤炭这种高危行业指明了新的发展方向。其次，人工费用是过去很大一项经济支出，智能无人开采技术的应用，使作业人员数量明显减少，但工作效率丝毫没有下降，每年可节约上百万元的人工成本。另外，新技术投入使用后，相继涌现出很多新的技术人员，提高了开采队伍整体素质，装备的现代化水平也达到了一定高度，并改善了工人的工作环境，使其更加放心、更加热爱岗位，进而为我国的煤炭事业做更多贡献。

3 煤矿智能化开采技术的未来发展

智能化无人开采技术是一项长期工程，并不能一蹴而就，就我国目前的水准而言，还处于探索研究阶段，无论技术、设备还是管理，都要进一步加强。要想全面推广智能无人开采技术，必须加强相关技术研究，提高技术水平和稳定性，并培养一批高素质的员工，使其能够熟练应用新技术。山东丰源远航煤业有限公司在智能化研究方面，努力在通过构建由一个核心智能化控制系统，实现工作面液压支架、采煤机、刮板输送机、转载机、破碎机、皮带运输机、乳化液泵站、电力负荷系统的协调联动控制，完成工作面生产过程自动化控制功能，提高生产效率；并对主要生产设备工况的进行实时在线监测、及时发现故障隐患，提高设备开机率；对工作面的相关信息分类整理，通过工业环网将数据上传地面调度中心，通过地面调度中心将数据融合到基于物联网技术的综放设备智能化管理系统，实现数据共享、远程管理和深度利用。

4 结语

智能化无人开采是煤炭行业在高新科技推动下的必然趋势，如今我国已有多起成功的智能化无人开采案例，标志着我国煤炭开采技术的进步，也为煤炭工业升级转型提供了技术基础。

参考文献：

[1]范京道.煤矿智能化开采技术创新与发展[J].煤炭科学技术,2017(9).

[2]王国法,张德生.煤炭智能化综采技术创新实践与发展展望[J].中国矿业大学学报,2018(3).