陜煤集團黃陵礦業公司一號煤礦研發的黑匣子，可在5分鐘內對綜采工作面進行一次全面巡檢，提高綜采工作面回采率0.5個百分點，每班可減少1名跟機巡視員。

飛機上設置有黑匣子，主要記錄飛機各系統工作狀況和工作參數等內容。近日，筆者在陜西煤業化工集團黃陵礦業公司一號煤礦621智能化綜采工作面，看到一個類似飛機黑匣子的裝置正隨著采煤機同步運行。采煤機司機在順槽監控中心通過這個黑匣子傳輸的數據，就可以清晰觀察到采煤機滾筒的位置及割煤狀態、頂板底板與滾筒之間相對位置等內容。

“這個黑匣子是我們新研發的一套移動監測系統。它可在5分鐘內對綜采工作面進行一次全面巡檢，相比工人巡檢而言，它大大提高了我們的工作效率。” 一號煤礦礦長毛明倉說。

讓監測系統移動起來

一號煤礦可采儲量3.47億噸，礦區煤、油、氣共生，水、火、瓦斯等災害俱全，同時該礦還是陜西省瓦斯涌出量第二大礦井。由于煤層綜采工作面存在空間低狹、操作人員多、跟機作業難、生產環境惡劣等情況，容易產生安全隱患，誘發職業病。

據介紹，一號煤礦在2014年率先實現了國產裝備較薄煤層無人化開采，2015年10月在中厚煤層智能化工作面實現了地面遠程操控采煤作業，這些技術當時都達到了國際領先水平。

“但是綜采工作面自動找直技術、煤矸石識別技術等關鍵技術的研究和應用一直沒有新突破，導致設備運行困難、系統集成難度大、監測精度不準確等問題出現，難以滿足無人化開采的需求。綜采工作面急需研究開發一套移動監測系統替代傳統的固定監測系統，以解決上述問題。”一號煤礦機電副礦長符大利說，“我們礦組建了專業研究團隊，開始攻關這項技術。”

研究人員經過對慣性導航、視覺找直和激光矩陣等技術進行研究，在地面和井下進行試驗，發現效果并不理想。

經過分析，他們有了一種新的設想：能否將高清攝像儀、紅外線熱成像攝像儀等設備集成一套新的監測系統，安裝在綜采工作面電纜槽前部的小型刮板運輸機上，讓刮板機鏈條帶動監測系統在刮板機軌道上與采煤機同步運行，以替代傳統的固定監測系統。如果可以的話，采煤機司機只需在順槽監控中心控制采煤機搖臂的升降，對液壓支架自動跟機、刮板運輸機運轉進行實時監控，就能精準觀察、測量滾筒與支架頂梁的間距。

2016年8月，一號煤礦負責人找到北京天地瑪珂電液控制系統有限公司（以下簡稱天地瑪珂公司）商討合作，開始研究綜采工作面移動監測系統。

移動監測更加精確

為了在綜采工作面遠程控制采煤機滾筒搖臂的溫度、高度和記憶截割監測等，并將這些信息通過數字化、圖像化呈現，研究人員查閱了該礦開創智能化綜采工作面以來的所有資料。

綜采工作面移動監測系統如何才能精確監測，成為研究人員研究的一項重點內容。

“我們以天地瑪珂公司測量管理信息平臺為基礎，研究出一種4分鐘內實現高精度初始對準的技術。針對慣性導航系統在實際運行過程中受噪聲干擾的問題，我們在巡檢驅動電機上安裝軸編碼器，以精確測量慣性導航行走的距離，結合慣性元件測量數據濾波補償方法，不斷提高慣性導航系統在綜采工作面巡檢過程中的抗干擾能力和直線測量精度。”一號煤礦副礦長張大勇說。

一號煤礦綜采一隊隊長白建軍說：“移動監測系統在621工作面安裝調試的過程中，我們還做了一些小改造，如工作面運輸機兩臺主電機后側的擋煤板比較重，檢修起來難度大，我們就和廠家協商，將其更換為安裝架。我們還及時調整了雙機頭鏈輪鏈條長度，調整了摩擦限矩聯軸器，最大限度發揮移動監測系統的優越性能。”

“運用這套移動監測系統以來，我們解決了空間低狹、條件復雜的綜采工作面監測精度不夠及設備故障率高的難題。”在一號煤礦指揮控制中心智能化綜采工作面地面操作臺前，采煤機操控工劉錦告訴筆者。

“現在，我們礦實現了綜采工作面在推進過程中自動找直、快速巡檢等功能，提高了移動運行速度，僅用5分鐘就可以對綜采工作面進行一次全面巡檢。”一號煤礦機電部副部長李懸說。

一號煤礦經營副礦長米廣欣說：“移動監測系統應用后，綜采工作面回采率提高了0.5個百分點，每班可減少1名跟機巡視員，年節約人工費用60萬元，節約安裝維修費用40萬元。下一步，我們將繼續推廣使用這個系統，讓整個礦井都受益。”