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摘要：无人化开采技术被广泛应用与煤炭开采工作之中，随着社会主义经济的飞速发展，人们对煤炭的需求量越来越大，因此，无人化开采技术得到了人们的广泛关注。对于煤炭开采系统来说，综采煤工作面无人化开采技术是一项综合性较强的系统技术，并且随着煤炭事业的快速发展，其煤炭安全结构问题以及可持续开发问题逐渐受到人们的关注和重视，全面推动了无人采煤工作面的全面开展。本文首先阐述了采煤工作面的发展优势，并且根据无人采煤工作面发展条件总结出煤矿综采工作面开采关键技术分析。
关键词：煤矿综采工作面；无人化；开采技术
引言
对于矿井作业而言，采煤工作面是重要施工场所，采煤人员在开采煤炭的过程中也会受到一些因素的影响进而遇到瓦斯、火灾等一系列问题，而这对于采煤人员的生命及财产安全也会造成极大的威胁。通过对采煤工艺进行综合利用，采煤工作的质量及效率不仅可以得到提高，同时开采煤矿的安全性也会增强，因此这在很大程度上也会带动煤矿采煤工作向智能化及机械化方向发展。
1煤矿综采面无人化开采技术的优势分析
在煤矿生产作业过程中，安全问题一直是重点，一旦发生事故，不仅会影响煤矿正常生产，还可能造成人员伤亡，影响极为恶劣。在煤矿综采作业面作业过程中，以往主要是依靠人力完成大部分工作，在开采作业过程中，作业人员的安全问题受到多方面因素的影响，包括环境因素、技术因素、设备因素以及人为因素等，整个作业过程风险性比较高。煤矿综采面无人化开采技术的优势在于可以实现智能化、自动化、无人化作业，不仅可以最大限度减少作业人员的工作量，同时也能降低作业过程中人为因素的影响，确保开采作业安全。煤矿综采工作面无人化技术是煤矿开采领域的重大进步，无论是从安全、成本还是效率方面考量，无人化开采技术都具有明显优势。
2煤矿综采工作面存在的问题
2.1自燃问题
在煤矿采集过程中，煤矿通过接触氧气发生氧化，产生热量，加上硫元素、磷元素、硫化铁元素自身具备一定的水作用，更加引发其产生发热自燃现象。同时，煤炭表面一旦收到氧化作用后便产生氧化热量现象，一旦采煤现象通风不良，所产生的热量不易散发，那么，采矿现场的整体温度就会慢慢上升，致使煤矿的氧化作用也就快速加剧，如此长期以往，达到一定温度后，煤炭极有可能产生自燃现象，引发火灾。面对此类问题，技术人员应该针对采煤现场的环境因素进行探讨，比如，地质结构、采煤技术、生产流程、设备管理等因素，均会对采煤工作面的整体长度形成一定制约条件。
2.2顶板灾害
随着我国煤矿事业的不断发展，顶板灾害问题随之出现，而其在煤矿灾害中也占有极大的比重。随着国家科技及研究力度的不断增强，支护理论以及矿山压力等也得到了完善，工作面及巷道等支护技术也得到了提高，这也使得大规模的冒顶事故得以避免，当下仅有局部的冒顶事故会经常发生。截止目前，采煤工作面经常出现局部冒顶事故，比如支架前探梁以及工作面端头出现的冒顶事故。随着顶板灾害的出现，顶板大范围来压和冲击地压会对煤矿的生产带来极大的打击。针对顶板大范围来压，相关部门可以利用高压注水技术或者松动爆破技术将其解决，至于冲击地压目前并没有根治方法，相关部门只能对该灾害进行一定的预防。
2.3爆炸问题
在煤矿采集过程中，根据瓦斯爆炸现象的本质而言，主要由于当适量浓度的瓦斯与空气中的氧气进行充分接触，如果氧气内部温度较高，会产生剧烈的爆炸现象。而煤炭粉尘产生爆炸，其内部结构中必须具备三个条件：煤尘本身具有一定的爆炸性；煤尘长期在空中处于悬浮状态，在环境结构中达到一定浓度；周边存在高度热量源头。
3煤矿综采工作面无人化开采技术措施
3.1煤炭机械定位技术
在进行煤炭开采时，综合采集工作面的主要流程是由双滚筒式采煤设备、自动移动式液态压力支架以及可弯曲刮板运输设备进行实现和完成。在日常的煤炭开采过程中，为了方便维护煤炭开采现场的顶板结构安全和稳定性，其液态压力支架大多数采用的是及时支撑维护的方式，其中进行煤炭采集过程中，采煤设备首先需要进行割煤操作，随后使用采煤设备以及8～12台移动模式的支架，再次滞留后，将8～12台移动模式的支架推移至移动刮板运输设备中。而为了有效地实现割煤、移动支架、推动运输设备等操作方式的智能化，采煤设备应该及时并且准确地将现场需要采集的区域进行定位，只有这样，操作才能致使采煤工作顺利开展。
3.2数据标准化处理技术
在传统作业模式下，煤矿综采面作业系统相互独立，关联度较低，作业信号首先传输至系统主机，然后在不同系统主机之间交换数据信息，通常数据交换主要是以OPC、RS485、TCP/IP以及现场总线等形式完成，这种模式的缺陷在于数据传输的中转环节过多，系统兼容性极差，若采用的是不同厂家的设备，则相互之间还存在技术保护，会影响正常使用。考虑到煤矿综采作业面无人化开采技术的应用，使用的相关设备必须要符合EtherNet/IP通信协议的规定，所有配套设备都必须具备统一接口。在此基础上，系统就可以根据不同作业任务需求定义通信需求，将通信任务划分为参数配置、远程操作控制以及远程监测等，并搭建不同对象模型，完成通信任务，对于传输实时性要求的可以采用UPD/IP协议1类传输连接，其余数据则采用TCP/IP协议3类传输连接。通过对数据进行分级，不仅可以明确处理的优先级，对于保障系统安全、高效运行以及提升数据处理效率也具有重要作用。
3.3煤矿井下自动化喷雾降尘技术
为了提升煤矿的喷雾降尘效果，提出了一种新型的高压降尘装置，能根据采煤机的综采作业速度自动调整喷雾降尘工作压力，达到在确保降尘效果的情况下降低用水量的目的。该喷雾降尘装置的高压喷嘴模块设置在机械臂上，传输管路采用了逐级递减的变管径结构，在应用过程中首先对截割转速和不同工作压力情况下的喷雾降尘效果进行分析，确定不同转速情况下的最佳匹配喷雾压力，达到了煤矿井下喷雾降尘装置根据采煤机截割特性进行自适应喷雾降尘的目的。
3.4自适应割煤技术
要实现煤矿综采作业面的无人化开采，采煤机必须要具备自适应功能，可以对开采过程中可能出现的各种情况及时作出精准的判断，并根据情况进行优化调整。采煤机自适应功能最为关键的是模糊判断以及趋势控制，在实际作业过程中，割煤与割岩存在明显不同，最为直观的区别的就是能见度明显存在差距，对割煤或者割岩时的能见度进行检测，以明确煤岩的分界参数。而传感器传输的作业面粉尘浓度信息可以准确判断采煤机当前是割顶或割底，进而有针对性的调整滚筒的高度，注意控制调整幅度，不宜过大，否则可能会导致顶板过度出现问题。
结束语
综上所述，煤矿综采面无人化开采是煤矿发展的必然趋势，无人化开采技术虽然目前尚存在一定的限制性条件，但是未来必然会广泛使用。需要注意的是，无人化开采技术必须要依赖于各种先进技术手段，面对科技和社会的快速发展，仍然存在着许多技术、安全性的问题需要进一步探索和解决，只有不断地进行技术突破，建立更加完善、明确的技术体系，才能使煤炭开采工作发挥出自身更大的资源和经济价值。
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