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煤矿智能化开采技术的创新与管理

摘要：随着社会的发展，我国的煤矿工程建设的发展也有了改善。煤矿是中

国的主要能源，保证安全高效的开采有着十分重要的意义。随着自动化开采的普

及，我国煤矿开采技术实现了由炮采向综采的转化，逐步进入了智能化开采阶段，

相关概念逐渐清晰，相关标准规范也在逐步完善。近年来，我国相继发布一些相

关规划，设定了我国煤矿智能化开采的目标，为我国煤矿智能化开采指明了发展

方向。以往煤岩界面识别被认为是综采面进行无人化开采的必要条件，但是经过

国内外的研究和实践表明，虽然从理论上存在可能性但是由于其物理特性的多样

性和复杂性使得煤岩界面识别并不能达到预期的效果。因此需要继续探索综采工

作面自适应无人开采技术，但是目前在智能化开采的关键技术上还存在一些问题，

例如综采技术方面，在原有记忆割煤、过载保护等基础功能上新增加的红外摄像、

雷达探测防机械碰撞等功能大都还处在研究阶段，相关技术还有待突破。

关键词：煤矿智能化；开采技术；创新与管理

引言

煤炭作为我国能源体系中的重要组成部分，也为其行业发展带来了很多机遇

和挑战，保证煤炭资源供给的持续性和稳定性。但在保障煤炭企业经济效益的同

时，也要关注煤炭开采的效率和质量。其中自动化技术作为一项前沿技术，在煤

矿综采工作面的应用，为煤矿行业的进一步发展创造了良好条件。因此，本文针

对以上问题，探讨煤矿综采工作面自动化技术。

1智能化开采阶段划分

智能化开采是自动化开采的高级阶段，通过设备智能学习实现自动化开采，

在开采过程中减少了人工的参与，使得开采的效率和安全性都得到了大幅提高。

中国的煤矿开采从最初的炮采到半机械化的普采再到现如今完全机械化的综采，

正在向着智能化开采发展，但是我国的智能化开采还处在初级阶段。煤矿智能化

发展是一个长期的阶段，利用技术特征进行阶段划分可以将煤矿智能化发展划分

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为四个阶段。①智能开采1.0阶段。智能化开采的第一阶段是对工作面情况进行

感知，包括开采设备的推进速度、所在位置等数据。在这一阶段初步形成以开采

系统自动控制为主，人工干预为辅的模式。②智能开采2.0阶段。在第二阶段，

智能开采系统需要对开采设备的姿态、围岩部分的信息进行感知，并且需要基于

感知到的信息来实现对工作面直线度和关键开采设备姿态的控制，这一阶段仅仅

适用于地质环境较好的工作面。③智能开采3.0阶段。在第三阶段，需要在前一

阶段的基础上增加对于工作面地质围岩和地理信息的感知，要求在这一阶段初步

形成工作面的信息透明化，并且需要在透明化的基础上实现截割方向的规划开采，

以便于适应地质条件更复杂的工作面。④智能开采4.0阶段。该阶段是智能化开

采的最后阶段，也是理想目标。这一阶段在工作面信息感知上更加全面，在工作

面开采设备的控制上人工干预的更少，最后实现回采工作面中开采装备能够自主

调节和控制，完成整个采煤过程以及设备的移动，在整个过程中不需要人工的干

预。目前国内只有少部分智能化矿井正在试验智能化开采的第二、第三阶段的部

分关键技术，距离智能化开采第四阶段的目标还有很长的距离。

2智能化开采技术特征

2.1液压支架跟机自动化技术

液压支架跟机自动化技术是指以采煤机的位置为基准，结合矿井开采工艺，

依据工作面顶板压力、倾角、液压支架姿态、采煤机运行状态等信息，将整个生

产过程划分为不同的阶段，确定合适的割煤工艺，自动决策并控制液压支架中部

跟机、端头清浮煤、转载机自动推进等动作，液压支架跟机自动化工艺能够有效

保证工作面生产的衔接性，实现安全高效的生产。液压支架跟机自动化工艺实现

的主要条件包括: