煤矿井下综合机械化掘进系统智能化建设

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摘要：随着社会发展，煤矿相关行业也逐渐向技术密集型产业靠拢。利用智能化技术对煤矿进行开采能够最大程度提升生产效率，并且对井下的作业人员数量加以控制。煤矿企业未来发展规划必须重视智能化煤矿建设，展开高效的开拓设计，增强地质保障，确保决策智能化、传输数字化、操作自动化的目标达成。利用信息技术，构建全覆盖的智能化综合机械化掘进系统，统一制定煤矿技术标准规范制度，从实质上升级煤矿智能系统技术相关配套设备，实现多系统的协同操作。构建科学合理的煤矿工业体系，必须在立足于智慧煤矿建设的基础上，形成采煤矿区的多产业链条，推动煤矿智能化系统深入建设。

关键词：煤矿；综合机械化；掘进系统；智能化建设 引言

中国大多数煤矿需要在地下开采，开采过程中需要掘进大量巷道。在煤矿巷道掘进时，不仅要考虑掘进的效率，还要考虑掘进的安全性。由于煤矿巷道掘进过程中需要面对未知的地质条件，施工过程中很容易引发一些地质灾害，例如冲击地压、煤与瓦斯突出等。随着中国煤矿进入到深部开采时代，煤矿巷道掘进过程中各种地质灾害发生的可能性大大增加。为了减少对地下岩体的扰动，应该采用机械化掘进工艺。然而，在机械化掘进工艺应用过程中，面临着许多不利的情况，例如设备的适用性差、掘进的效率低等。因此，需要认识到巷道机械化掘进工艺的特点。本文从煤矿巷道机械化掘进工艺的主要设备入手，重点探讨该项工艺存在的问题及优化措施。

1煤矿井下综合机械化掘进系统的智能化技术

在对综合机械化掘进系统进行智能化建设的过程中，需要多方面的技术与此相配，才能不断完善该系统。因此，对智能化技术进行分类有重要意义，下文从

几个方面对智能化技术进行了逐一分析。首先，煤矿井下综合机械化掘进系统中会使用单机智能控制技术，而该技术中主要包括无线通信系统、人机交互系统、无线遥感系统等等。在综合机械化掘进系统中使用单机智能控制技术可以使各个设备之间能够进行协同工作，而且该系统还可以事先对工作流程进行设定，从而使工作人员运用计算机就能够对各种设备进行控制。其次，煤矿井下综合机械化掘进系统中还会使用智能结构技术，该技术主要包括自动定位系统、自动截割技术等等。通过使用自动定位系统，可以对井下煤矿作业进行全方位的监控，也可以及时向工作人员发送工作指令，确保各个设备安全稳定运行的同时进一步强化煤矿井下挖掘工作的工作效率。而使用自动截割技术还可以利用该技术准确地获取截割滚筒的位置，并且利用该技术被截割滚筒的各种参数进行准确分析，最终实现自动截割。最后，煤矿井下综合机械化掘进系统中还会使用多机协同控制技术，该技术的运用能够对煤矿井下的运输系统进行共同控制，并且还能够使连采机、破碎机、梭车等设备都可以朝着智能化的方向发展。

2煤矿井下综合机械化掘进系统智能化建设 2.1截割头及齿座表面喷涂耐磨技术

对于岩巷掘进设备而言，若能提高设备关键部位的耐磨性，则可以提高设备的使用性能。岩巷掘进设备在使用时，截齿受到高强度的磨损会产生负后角，负后角会在设备运行过程中挤压岩石，造成大量岩粉的出现。以往通常使用堆焊耐磨材料的办法减少负后角的出现，但现在主要使用激光熔覆的方法解决截割头与齿座表面磨损问题。激光熔覆主要利用硬质合金碳化钨基或自熔合金类的耐磨材料，在使用时利用数控激光熔覆与激光表面淬火工艺，将耐磨类材料与基材表面的薄层同时融化，经过快速凝固后将在部件表层形成与基体冶金表面相结合的耐磨涂层，耐磨涂层一般厚1.5～2.0mm。通过激光熔覆可以提高部件覆抗磨损性能，并且激光熔覆后的齿座耐磨性提高、为普通堆焊耐磨材料的5倍。

2.2合理地规划巷道的位置

考虑到机械化掘进工艺对地质条件有着一定的适用性，在进行巷道设计时应该合理地规划巷道的位置，从而使巷道避开一些地质构造区域。为此，应该做好

以下几方面的工作：a)提前对巷道所处的岩层环境进行探测，要重点探测区域内的地质构造情况。为了保证探测的效果，应该采用综合探测的方法，即采用物探方法与钻探方法相结合的手段。b)对掘进过程中遇到的一些地质构造的影响进行评估，若现有的技术能解决一些极端条件下的巷道掘进问题，则可以施工；否则，应该改变巷道的位置，以免后期出现返工的问题。c)对于巷道可能要穿越软岩区域的情况，则应该提前做好相应的预案，以免引发掘进安全事故。

2.3构建智能导航系统

第一，无源导航和有源导航。煤矿井下进行掘进工作时，对掘进设备进行导航，主要是以激光指引为主。在掘进机器中安装指引设备，让其发出激光，则机关就代表着巷道前进的方向。掘进设备中的工作人员可以根据自己的经验，将激光点放置在需要截割的位置上，从而帮助工作人员准确进行截割操作。这种导航方式就是无源导航，无法使掘进机自主进行截割操作。有源导航即是通过监控对掘进工作进行全面的监督与控制，使地面上的工作人员可以及时了解到煤矿井下的具体情况，在第一时间就能够发现其中存在的问题，从而采取针对性的策略予以解决。第二，自主识别系统。如今煤矿井下可使用的掘进设备中一般都安装测量系统，那么掘进设备就会定期进行自我检测，确保测量出来的数据更加精确，同时掘进设备还会对测量结果进行诊断和传输，并且提出有效的维修信息。通过掘进设备中的测量系统可以识别导航系统的精度是否正常，导航系统的精度出现问题从而导致绝境面出现了超差现象。第三，对多传感器接收信号进行科学的分析与合理使用。在对综合机械化掘进系统进行智能化建设的过程中，要以无源导航系统为方案，从而有效解决该系统配置颇为复杂的问题，使该系统具有更高的灵活性和可靠性。并且智能导航系统还可以加多传感信息融合进来，使其进行综合化应用，对掘进设备的位置进行准确全面的测量，进一步强化掘进设备操作时的灵活。第四，实现多系统的协同掘进作业。煤矿井下作业时所使用的掘进设备具备很多子系统，并且这些子系统的任务繁多，但是协同度却非常高，保证技术人员可以按照已经设定好的操作环节进行破煤、装煤、运煤等操作，还可以充分展现掘进设备的施工特点。在掘进设备安装和支出环节过程中，非常容易出现运输伤害或者器械伤人事件，这就为掘进设备中的自主识别系统提出了非常高的挑战与任务。在煤矿井下作业时最重要的就是要提升掘进设备的工作效率，确保掘

进设备能够安全快速地进行掘进操作。相关单位还应该引进新型的掘进装备技术，鼓励本单位的技术人员对掘进设备进行自主创新，最终实现煤矿井下作业的可持续发展。

结语

综合机械化掘进系统智能化构建，有利于实现快速高效的掘进施工成效，对促进煤巷快速掘进装备功能的发挥也产生了良好的作用。同时，系统智能化建设可从工序步骤来划分，包含支护技术、运输方式、掘进施工工艺等，利用高新技术来加以整合，可以更好地解决掘进、运输、支护相关问题，提升装置运行一体化、高效化的水平。

参考文献

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