摘要：我国煤炭工业以井工开采为主，井下开采环境复杂，劳动繁重，怎么来实现自动高效开采成为煤矿建设重要目标。工作面综采自动化能改善劳动环境，促进工作面安全高效生产，而综采自动化的实现依赖于软件系统的支持，通过自动化软件可实现生产工况数字化监测与设备远程控制，进而达到减人提效的目标，因此自动化软件的设计研发成为实现综采自动化的关键技术。综采工作面自动化系统在开采装备、远程干预、协同控制、智能决策等方面取得了一定的研究成果，这些成果需要自动化软件作为数据载体和控制核心，而面向综采工作面的自动化软件研究较少，软件产品缺乏，导致自动化系统的优势和性能发挥受限，影响自动化系统的效能。通用的工业组态软件在综采工作面应用中面临接口协议各异、通信建立复杂、缺乏行业针对性、对综采自动化业务场景适应性差等问题，不能完全满足自动化系统对于软件方面的需求。基于此，本篇文章对煤矿井下作业面自动化综采技术的应用进行研究，以供参考。
摘要：我国煤炭工业以井工开采为主，井下开采环境复杂，劳动繁重，怎么来实现自动高效开采成为煤矿建设重要目标。工作面综采自动化能改善劳动环境，促进工作面安全高效生产，而综采自动化的实现依赖于软件系统的支持，通过自动化软件可实现生产工况数字化监测与设备远程控制，进而达到减人提效的目标，因此自动化软件的设计研发成为实现综采自动化的关键技术。综采工作面自动化系统在开采装备、远程干预、协同控制、智能决策等方面取得了一定的研究成果，这些成果需要自动化软件作为数据载体和控制核心，而面向综采工作面的自动化软件研究较少，软件产品缺乏，导致自动化系统的优势和性能发挥受限，影响自动化系统的效能。通用的工业组态软件在综采工作面应用中面临接口协议各异、通信建立复杂、缺乏行业针对性、对综采自动化业务场景适应性差等问题，不能完全满足自动化系统对于软件方面的需求。基于此，本篇文章对煤矿井下作业面自动化综采技术的应用进行研究，以供参考。
煤矿井下综采作业属于劳动密集型产业，同时作业人员数量多，由于煤矿井下作业面空间狭小、作业环境恶劣，因此导致作业安全性差，严重影响了井下综采作业的顺利进行。目前多数企业在不断推行综采的自动化，以采煤机、液压支架、刮板输送机为代表的高自动化的设备不断投入应用，但是由于缺乏智能化集中控制体系，导致各自动化综采设备均处在独立运行或者极个别设备联动运行模式，无法充分的发挥自动化设备的优势，效率低、故障率高。结合井下综采作业需求和各设备综采作业流程，本文提出了一种新的煤矿井下作业面自动化综采控制技术，通过建立智能化集中控制体系，实现了井下综采作业环境状态监测、综采作业设备联动运行控制，满足了井下综采、支护、运输“一个流”的联动运行控制要求。
传统煤矿开采以人工操作方式为主，其管理也属于粗放式管理。经过很长一段时间的努力和探索，基于我国能源分布的实际现状，国内煤矿井下开采逐步迈向人工与自动化相结合、半自动化到全部自动化的大跨越大发展。近几年来，随着科学技术的进步和社会经济的发展，我国煤矿的智能化水平逐渐提升，煤矿的管理方式也有了较大的改观和提升，从粗放式管理到体系化的建设，再到逐步分级管理控理念的深入和体制引入，煤矿井下智能化开采逐步实现，同时与之配套的煤矿安全管理也逐步提升，从简单粗放到制度专业，再到精细化，集约化，管理模式由初级逐渐向中高级管控迈进。
在煤矿开采过程中相对于普通层来说，所处的地质构造更为复杂，受到旁边的环境因素的影响也更多。因此，相应的开采难度也必然会更大，从而导致的开采效率比较低。部分煤炭企业一味地追求开采进度和企业的经济效益，在对进行开采之前并没有对相应的煤层情况做出全面的调查和具体的分析，导致周边的岩体以及环境无法进行科学有效的预判，极可能在开采过程中造成很大的安全隐患。同时，的开采由于不确定因素很多，多种外部复杂的外因会严重地制约开采的效率，如果提前没有进行充足的地质勘探，就很难保证活动的顺利进展。
由于的开采需要涉及到许多先进的机械设备和技术手段，这就需要更多具有专业技术能力的人员来进行开采工作。但是，在实际开采过程中，许多煤矿企业对于专业技术人才的储备并不很多。有些煤炭企业甚至非常缺乏能够熟练掌握综采技术的专业技术人员，因此导致在开采的时候，由于专业技术人员的数量不足，难以满足开采工作的需求，造成开采工作受阻，影响了开采的进度和企业的效益。工作人员技术的缺乏也导致了开采面临着更多的技术问题，严重制约了煤矿企业的发展。
普通机械化采煤技术是比较传统的一种采煤技术和工艺，该种技术是需要在大量工作人员配合的前提下，采用机械工具来进行煤炭资源开采的一种技术。该采煤技术对机械设备的技术上的含金量要求不太高，往往会采用单滚筒或者双滚筒采煤机来进行采煤，需要大量劳动力来对采煤工作进行协调配合才能完成。采用普通机械化采煤技术能很大程度的降低企业的生产所带来的成本，增加企业的经济效益。若企业劳动人员充足，采用该种采煤技术是既经济又实用的采煤技术。
连续采煤技术在我国目前的煤矿企业当中应用比较少，因为该技术是一项很成熟的采煤技术，需要有成套的设备工具作为支撑。而我国许多煤矿企业并不具备掌握该技术的能力，这也是作为我国煤矿企业在下一阶段所要研究和发展的主要方向之一。连续采煤技术能将煤炭资源的掘进和开采结合为一个整体，充分将采煤工作所涉及到的每一个环节进行有机整合。这样不仅仅可以极大提高工作效率，降低劳动强度，且能提高煤炭资源利用率，从环境保护的方面出发也是符合生态开采和节能环保的目标和要求。
该作业面自动化控制技术的核心，在于实现采煤机的自动综采作业、实现液压支架的自动跟机支护作业、实现刮板输送机的联动运行控制作业，从而完全解决传统控制方案中刮板输送机、采煤机、液压支架动作不匹配而导致的综采运行异常，其联动控制的核心是通过对采煤机和液压支架、刮板输送机相对位置的监测，实现液压支架的跟机自动支护，同时通过对采煤机综采作业效率和刮板输送机运输速度的监测，实现采煤量和运煤量的有机统一。该自动化综采作业体系建立后，通过对连续一年的运行数据统计分析，优化后的井下综采面同时作业的人员数量由最初的73人减少到了目前的45人，人员数量降低了38.35%。井下综采面的作业速度由5.1m/d上升到了目前的6.5m/d，效率提升了27.45%。联动运行后井下各设备间因匹配失衡导致的故障数量由最初的2.4起/d降低到了目前的0.8起/d，降低了66.7%，有效提升了井下综采作业的效率和安全性，为实现无人化智能综采作业奠定了坚实的基础。
面向综采工作面的自动化软件通过驱动层的设计，实现了与各类综采设备的双向通信，屏蔽了协议之间的差异；依据综采设备的类别，定义了综采设备的数据模型，构建了数据模型树用以对接驱动层采集的数据，可以较好地适应综采工作面的业务场景；实现了设备的远程集控功能，减少了操作人员数量，提升了工作效率；通过数据同步功能，实现了结构化和非结构化数据在服务端与客户端之间的传输，使用户得到满足使用多种客户端进行远程监控的需求；利用数据可视化技术为用户更好的提供多种数据展示方式和丰富的交互界面。自动化软件采用分布式部署将各端软件分别部署在井下巷道和地面调度室。从应用效果上看：在辅助生产方面，面向综采工作面的自动化软件达到了减员提效的目的；在提升自动化的高级应用方面，面向综采工作面的自动化软件实现了多类设备自动化协同控制功能，提升了综采工作面自动化水平。
[2]郭振东.综采工作面自动化无人化开采实现策略分析[J].当代化工研究,2021(09):55-56.
[5]车振辉.煤矿机电自动化集控发展及应用分析[J].科技与创新,2018(01):35.
作者简介：周强（1986-），重庆垫江人，工程师，本科，2011年毕业于重庆交通大学，主要是做瓦斯监测系统现场应用技术、仪器仪表、综合自动化等方面的研究与技术推广等工作。