煤矿采煤机指的是利用机器来代替人工完成采煤工作，这一工作模式的转变意味着煤矿企业不再需要过多的人力资源，且整体工作模式的工作效率会随着机械设备的应用而提高。自动化技术顾名思义指的是煤矿采煤机可以按照提前制定好的程序自动完成对应工作，不再需要人员全程控制，这种工作模式同样起到了提高工作效率的作用，对推动我国煤矿产业发展有大的帮助作用。智能化则指的是煤矿采煤机模仿挖矿工人自动的完成一些工作所能完成的工作，整体操作系统和工作模式更加智能，不再需要过多的调试，机器反应速度和工作状态都可以满足煤矿需求。

一、煤矿采煤机发展现状

近年来，中国煤矿采煤机行业经历了显著的变革和发展，技术进步和产业升级推动了这一行业向智能化和自动化方向迅速发展。从产业规模来看，2012年至2021年，中国煤机装备制造业取得了巨大成就，生产了大量采煤机及相关设备，煤机工业总产值显著增长，达到了2695亿元。这不仅体现了产业规模的扩大，也反映了行业综合实力的增强^【1】。技术创新是推动行业发展的关键因素，中国采煤机行业在智能化开采技术及装备方面取得了重大突破，智能化煤矿建设示范项目取得了显著成效，部分煤矿已经达到了中级智能化水平。此外，国产煤机装备已基本实现国产化，支撑了现代化特大型安全高效煤矿的建设，并逐步提升了国际市场的竞争力。产业结构的优化也是行业发展的一个重要方面，中国煤炭机械工业在产业布局上持续优化，形成了重点制造企业集群，推动了产业集中度的提升，促进了产业的健康发展。采煤机的智能化和自动化是智慧煤矿建设的关键，目前，采煤机技术正朝着自动化、智能化方向发展，部分采煤机已实现机器人化操作，显著提升了开采效率和安全性。比如，在技术创新方面，‌中国煤炭科工集团上海研究院研制的适应最小采高1.3米薄煤层采煤机，‌近日在国家能源集团神东煤炭公司石圪台煤矿成功应用，‌创造了最低1.3米煤层年产260万吨的世界纪录，‌这一成就奠定了国产薄煤层采煤机的世界领先地位。总体来看，中国煤矿采煤机行业正处于一个快速发展的阶段。技术创新和产业升级不断推进，智能化和自动化水平显著提高，市场竞争力持续增强。未来，随着技术的不断进步和市场需求的增长，采煤机行业有望实现更高质量的发展。

二、采煤机自动化和智能化技术的优势

采煤机的自动化和智能化技术是煤矿生产现代化的关键组成部分，它们带来了多方面的优势。在效率方面，自动化和智能化技术可以减少人工操作，提高采煤作业的连续性和稳定性，从而提升生产效率。例如，采煤机智能自主截割系统可以按照实际学习的采煤工艺实现两端头复杂的斜切、割三角煤、扫底等自动截割运行，有效提升了采煤机的自动化水平。在强度方面，通过自动化截割和远程控制，操作人员可以在安全的环境中进行操作，远离采煤工作面的高风险区域，从而降低劳动强度并提升作业安全性。在安全方面，智能化采煤系统可以实时监测工作面状态，并通过机载视频技术配合巷道通信技术实现远程监控和控制，有效预防安全事故的发生。在资源配置方面，智能化系统通过精确控制采煤过程，可以减少资源浪费，提高煤炭的回采率，同时也有助于减少对环境的影响。除此之外，煤矿采煤机还具有基于地质模型的自适应截割技术，采煤机可以根据煤层的实际情况自动调整截割高度和速度，实现精准开采，提高煤炭品质。智能化技术可以实时监测采煤机的运行状态，通过数据分析预测潜在的故障，及时进行维护和修理，减少停机时间，提高设备的可靠性和使用寿命。同时智能化采煤系统可以收集和分析大量数据，利用大数据技术优化开采策略和提高决策效率。总之，采煤机的自动化和智能化技术是实现煤矿安全生产、提高效率、降低成本和推动行业技术进步的重要手段。随着技术的不断进步，预计未来采煤机的智能化水平将进一步提升，为煤矿生产带来更多的革新和发展^【2】。

三、煤矿采煤机自动化和智能化技术的具体应用

（一）智能采掘系统

近年来，煤矿采煤机的自动化和智能化技术发展迅速，极大地推动了煤炭工业的现代化进程。例如，上海创力公司所生产的智能化采煤机就拥有全国范围内较为顶级的智能采掘系统，创力集团通过与晋能控股、华为公司、山西移动等合作，在同忻煤矿实施的“5G＋智能掘进”项目中取得了圆满成功 。该公司的智能采掘系统具备多项先进技术，如3D激光雷达成像、惯导融合定位、可视化控制、数字孪生和智能掘进等。这些技术的应用不仅提升了采掘效率，还大幅降低了煤矿的安全生产风险，并改善了矿工的工作环境。智能化系统通过实时监测工作面状态，利用机载视频技术配合巷道通信技术，实现了远程监控和控制。这种远程监控不仅提升了作业的安全性，还有效预防了安全事故的发生。此外，智能化系统还能够实现故障诊断与预测，通过实时监测采煤机的运行状态，预测潜在的故障，及时进行维护和修理，减少停机时间，提高设备的可靠性和使用寿命^【3】。在资源配置方面，智能化系统通过精确控制采煤过程，减少资源浪费，提高煤炭的回采率。例如，基于地质模型的自适应截割技术，采煤机可以根据煤层的实际情况自动调整截割高度和速度，实现精准开采，提高煤炭品质。这种精准开采不仅提升了资源利用效率，还减少了对环境的影响。此外，智能化技术还支持大数据和智能分析。智能化系统可以收集和分析大量数据，利用大数据技术优化开采策略和提高决策效率。通过数据挖掘和分析，系统能够发现主要影响因子以及数据之间的潜在关联规则，为智能开采提供决策支持。在设备健康管理方面，智能化系统可以对采煤机等设备进行健康状态监测，实现故障预警和劣化趋势分析。通过深度学习技术，系统能够挖掘数据间的关联关系和因素，揭示不同关联因素影响下的设备状态规律，对设备健康状况进行预警和故障率预测。智能决策支持也是智能化技术的重要优势之一。智能系统通过深度学习等技术，挖掘数据间的关联关系和因素，为智能开采提供能效评估和安全决策支持。这种智能决策支持不仅提升了开采的智能化水平，还为煤矿安全生产提供了有力保障。最后，智能化技术还推动了智能服务的发展。智能系统可以提供远程智能连线、开采数据共享传输等服务，实现专家系统与客户之间的协作，优化装备生产率。这种智能服务不仅提升了客户体验，还为煤矿用户提供了更高效、更便捷的技术支持。

（二）物联网技术

煤矿采煤机的自动化和智能化技术，结合物联网技术，正在引领煤炭工业的一场技术革命^【4】。这些技术的综合应用不仅极大地提高了煤矿的生产效率和安全性，而且显著降低了矿工的劳动强度，优化了资源的配置。自动化采煤机通过预设程序自动进行割煤作业，减少了人工操作的需求，从而降低了工作面的安全风险。智能化技术进一步通过实时监控和数据分析，提高了采煤作业的连续性和稳定性。操作人员可以在安全的环境中通过远程控制中心操作采煤机，远离直接的危险。物联网技术的应用使得煤矿采煤机的运行状态可以实时监控，通过传感器收集的数据可以传输到地面控制中心，实现实时的数据分析和故障预警。这不仅提高了设备的可靠性和使用寿命，而且通过预测性维护减少了停机时间。智能化系统通过深度学习和大数据分析，能够挖掘数据间的关联关系，为采煤作业提供能效评估和安全决策支持。智能决策系统可以根据实时数据调整采煤机的截割高度和速度，实现精准开采，提高煤炭品质。物联网技术还推动了智能服务的发展，通过远程智能连线和数据共享，实现了专家系统与客户之间的协作，优化了装备生产率。煤矿设备的健康管理系统通过实时监测设备状态，实现了故障预警和劣化趋势分析，提前消除隐患。煤矿采煤机的自动化、智能化技术，以及物联网技术的应用，为煤矿带来了革命性的变化。这些技术不仅提升了煤矿的安全生产水平，保障了煤炭稳定供应，而且为煤炭行业的高质量发展提供了坚实的技术支撑。随着技术的不断进步，预计未来这些技术将为煤矿生产带来更多的革新和发展。

（三）传感器和测量技术

煤矿采煤机的自动化和智能化技术，通过传感器和测量技术的应用，正在显著提升煤矿生产的效率和安全性。这些技术的核心在于实现采煤机的精准控制和实时监测^【5】。首先，姿态感知传感器通过测量采煤机摇臂相对于机身的摆动角度，推算出实时截割高度。视频监控技术则通过高清晰度摄像头和辅助照明设备，实现工作面的实时视频监控，为远程操作和监控提供视觉支持。交互通信技术通过FSK载波通信、EIP、工业以太网TCP/IP、CAN通信协议等，实现采煤机与巷道之间的稳定传输和远程控制。记忆截割系统通过截割控制模块、自动截割软件包、传感检测模块，使采煤机能够按照预设工艺自动截割。精准定位技术，特别是惯导定位方法，通过光纤陀螺仪和加速度计，为记忆割煤、液压支架动作、开采工艺决策提供基础。煤岩识别技术通过传感器识别煤岩界面，帮助采煤机实现自动调高。智能供液系统通过乳化液泵站的智能控制，实现电磁卸载自动控制、泵站智能控制、变频驱动、多级过滤、乳化液自动配比、状态在线监测等功能。自测矿压技术通过监测液压支架立柱油缸工作阻力和伸缩量，反映承压顶板压力和下沉量，为顶板管理和压力预警提供数据。自动补压系统在顶板压力变化时，自动补充液压支架立柱压力至初撑力，保持安全支撑。巷道集控技术在工作面巷道构建集中控制中心，实现液压支架的自动运行状态远程监控。智能启动与调速技术通过刮板输送机的智能启动技术实现预张紧控制，智能调速技术根据运行电流、煤流量等参数调整运行速度。功率协调技术则保证头尾驱动电机随负载变化自适应分配功率，提高运输效率^【6】。

结束语：

综上所述，在煤矿企业中，煤矿采掘工作的效率和采掘安全性至关重要，在某种程度上直接决定着煤矿企业的未来发展效果，对煤矿企业的经济效益也有较大影响。为了保障煤矿企业能够实现可持续发展，企业需要着重针对煤矿采煤机展开研究，提高重视程度，不断提高现阶段的采煤机自动化技术和智能化技术发展水平，开发新系统，不断推广新技术，以此来创造更大的经济价值。

参考文献：

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[2]杨仁鹏,刘生江.煤矿采煤机智能化关键技术探讨[J].中国设备工程,2023,(20):37-39.

[3]郭锦儒.煤矿采煤机自动化与智能化技术研究[J].能源与节能,2023,(10):114-116.

[4]闵文,安国斌.探讨煤矿采煤机的智能化与自动化技术[J].设备管理与维修,2023,(10):127-129.

[5]岳建武.煤矿采煤机自动化与智能化技术探析[J].当代化工研究,2023,(10):115-117.

[6]佟化洲,鲁玉龙,李洪阳.煤矿采煤机智能化关键技术探讨[J].中国设备工程,2023,(07):31-33.