孙继平

(中国矿业大学(北京)，北京 100083)

0 引言

煤炭是我国的主要能源，在我国能源生产与消费结构中所占比例最大。煤炭行业是高危行业，瓦斯爆炸、水灾、火灾、冲击地压、顶板冒落、运输事故、机电事故、放炮事故等困扰着煤矿安全生产。事故调查表明，在同样事故条件下，事故死亡人数和事故发生概率与煤矿井下作业人数呈正变关系[1-8]。因此，通过煤矿智能化、信息化和自动化，减少煤矿井下作业人员，是安全、高效、绿色现代化矿井的必然选择。

1 采掘工作面无人5G地面远程控制方法

事故调查和统计表明，我国煤矿事故主要发生在采掘工作面[1，7]。因此，通过煤矿智能化、信息化和自动化，减少采掘工作面作业人员，是建设安全、高效、绿色现代化矿井的关键。目前，综采工作面已实现采煤机、刮板输送机、液压支架、破碎机、转辙机等联动，记忆割煤，地质钻孔+工作面运输和回风巷道顶底板估算煤岩界面。但煤岩界面自动识别和工作面设备精确定位等关键技术问题仍没有解决[9]。

煤岩界面自动识别是综采工作面无人操作自动控制的关键技术之一。不能准确识别煤岩界面，将无法准确控制采煤机的截割高度，采煤机将会截割顶底板岩石或大量遗煤。采煤机截割顶底板岩石，会增加煤炭含矸量，加快截齿磨损；特别是截齿截割坚硬顶板，会产生火花，引起瓦斯爆炸。采煤机截割大量遗煤，不但浪费煤炭资源，降低资源采出率，还会造成采空区遗煤自燃，影响煤矿安全生产。……