刮板输送机是煤矿井下综采工作面的主要运输设备，随着煤炭开采技术现代化的发展和可控变频调速技术的推广应用，刮板输送机的机械结构和驱动技术越来越完善，自动化水平和主动控制精度也越来越高。

　　虽然在电机、减速器、链轮轴组、刮板链等易损坏的高故障零部件加装了状态监测和寿命预估系统，但从整体上来看，刮板输送机还远未实现智能化，尚未建立起完整的闭环信息感知系统;目前仅能实现几个关键点的故障预警，且刮板输送机的调速控制理论研究尚不完善，控制精度仍需进一步提高。

　　一、工况感知系统数据治理不到位

        精准、详实的数据是提高刮板输送机控制精度和置信度的基础。只有增加刮板输送机工况信息采集密度、细化信息颗粒度，以及与刮板输送机前、后端(环境数据、采煤机数据、输送机数据)煤机装备保持信息的实时无缝交互，才能提高刮板输送机的智能化控制水平。

　　而现实情况是，大部分煤矿井下环境差，信息采集、传输系统的可靠性和耐用度不能满足使用要求；工作面设备、通信系统由多个供应商分别提供，信息网络整合不到位，数据的可信度低；且未对工作面设备的数据标准、电磁兼容、数据共享提出要求，无法形成可信的数据池等。上述问题导致工况感知系统不能发挥出其应有作用，限制了智能技术的长期、稳定、可靠的应用。

　　二、数据交互及多机协同控制缺乏

        顶层管控井工煤机装备智能化应以工作面整体效益最优化为目标，刮板输送机智能化的目标也应与之一致。 在刮板输送机性能允许的边界内，刮板输送机首先需要满足工作面效益最优的目标，接受外部控制，而不能以自身最优化运行；要实现工作面最优化控制，需有一套高于工作面单机控制的上层控制系统，协调各煤机运行。理想的工作面多机智能协同系统，应基于工作面安全、效益、产量目标等设定参数，向各个煤机发送基于时间同步(规定的时间达到规定的运行状态)的指令信息，各单机判断该指令是否在控制界限内然后执行。在实际应用中，由于缺乏整体规划及统一的数据平台，且煤机装备信息化水平参差不齐、接口兼容性差、信息编码不统一、没有明确的层级控制关系等问题，导致工作面效益最优化无法实现。

　　井工开采装备是个协同作业群，每个煤机装备需要其他装备提供相关的工况及运行参数；此外，由于部分供应商不对外开放通信接口，造成了煤机装备重复采集相同的数据或无法获取高质量数据，从而导致数据质量差、无效数据多、通信阻塞、延时长等诸多问题。要解决上述问题，需将工作面生产作为一个完整的组织体系进行研究，由上至下定义整个体系的架构、逻辑、优先级及控制权等。

　　三、智能决策系统缺乏研究

        缺乏对智能决策系统的研究，导致无法形成有效的大数据平台，数据复用度低。由于各个煤矿的地质条件及开采工艺等差异较大，不同煤矿对刮板输送机的工作方式及评价标准认识不统一，造成刮板输送机智能决策系统在A矿学习与训练后形成的自主分析与决策知识无法复制到B矿，即使是少量工况相似度较高的煤矿，由于使用了不同的煤机组合(供应商不同)等原因，不能直接复制决策系统；每开采一个新工作面，都需重新学习刮板输送机的智能决策系统，并且需要经历较长的人工干预期。煤矿开采是一个复杂的过程，包括片帮、冒顶、切割或破碎矸石、顶底板处置等突发且不可控的因素，上述因素均会对刮板输送机的可靠性及稳定运行造成影响。目前，尚无可靠的技术手段来准确预测上述突发情况，且刮板输送机的控制系统尚不具备应对上述问题的能力。

　　四、运维团队缺乏及研发力量分散

       煤炭智能化开采尚处于初级阶段，大部分煤矿企业还未做好充分准备。虽然我国目前已实现了600多个工作面的智能采掘，但其综合信息化和智能设备的使用、管理、保障能力还有待提高，且作为信息化和智能化建设的基础，相关专业的技术人才缺口巨大;此外，智能化设备和信息化系统可靠性低、未明晰的问题多、可参考的处理经验少，亟需一支高技能、高素质且强有力的运维团队长期扎根生产一线，在实践中不断磨合、催熟新技术的应用，以及不断提高系统成熟度和功能适配性。目前的情况是，煤炭开采属于高危工作，工作环境差、劳动强度高、人才吸收能力弱，况且信息化、智能化方面的人才属于稀缺人才。

　　基于上述因素，造成煤机装备智能化在推进和实践的过程中，运维队伍能力差，对智能化开采设备认识不到位等问题，从而导致智能装备使用效果差，迟滞了煤机装备智能化技术的发展。煤炭开采智能化虽在多个技术方向上取得了一系列突破性成果，但同时也造成了各自为战，本就稀缺的专业技术力量存在更加分散，技术规划和标准散乱，数据共享性和通用性差等问题。亟待集行业之力，聚焦于部分工况条件好、基础工作扎实、管理优秀的现代化优质煤矿，集合业界优秀人才，从顶层设计、标准规范、架构规划、采煤工艺设计、设备配置等方面全局制定蓝图;组织优秀的实施、服务团队，熟悉工作面生产全流程，做好每一步的实践工作，才有可能使煤炭开采智能化技术得到发展。

作者简介：刘庆华，高级工程师，硕士，现任宁夏天地奔牛实业集团有限公司副总经理。主要从事煤矿输送设备技术研发和技术管理工作。先后主持或作为主要成员完成了“中厚偏薄煤层综采工作面超重型成套输送设备”“7 m超大采高综采成套技术与装备”“年产1 200万t综采工作面超重型成套输送设备”“变频驱动刮板输送机”等项目。负责的“智能控制刮板输送机”重大技术创新项目，解决了井工开采运输机械研制中的刮板输送机装载量实时检测、装煤量预测算法模型、变频调速模型、链张力主动调节等10余项技术难题。先后获得全国劳动模范、宁夏回族自治区劳动模范、全国重型机械行业优秀科技工作者、首届宁夏创新争先优秀科技工作者等荣誉称号。获国家能源科技进步奖、中国煤炭工业科学技术奖、自治区科学技术进步奖等各类科技奖等20余项。获得授权专利86项，其中发明专利13项。

来源：《刮板输送机智能控制技术现状与展望》