煤炭是我國重要的基礎(chǔ)能源和原料，雖然我國正加強(qiáng)對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，降低落后產(chǎn)能，關(guān)閉高耗能的落后企業(yè)，但對(duì)煤炭的需求仍然十分旺盛。在我國的一次能源構(gòu)成中，相對(duì)石油和天然氣而言，煤炭可以立足于國內(nèi)，而且作為能源的投資強(qiáng)度低，周期短，是最為易得的大規(guī)模一次能源。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，拉動(dòng)了能源消耗的大幅增長，導(dǎo)致以煤為主的能源結(jié)構(gòu)在今后相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)不會(huì)改變。2009年全國煤炭產(chǎn)量達(dá)到29.73億噸，2010年全國煤炭產(chǎn)量約達(dá)到33億噸，連續(xù)多年居世界第一位。經(jīng)過煤炭工業(yè)幾十年的不懈努力，我國煤礦百萬噸死亡率已下降到1%以下，但每年發(fā)生的礦井災(zāi)害時(shí)有發(fā)生刪掉發(fā)生的，2009年至今仍有數(shù)千名礦工失去寶貴的生命。顯然，在煤炭產(chǎn)量快速增加的同時(shí)也帶來了煤炭需求和安全生產(chǎn)能力嚴(yán)重不協(xié)調(diào)的挑戰(zhàn)。近年來，國家逐步加大對(duì)煤礦綜采工作面自動(dòng)化的建設(shè)力度，實(shí)現(xiàn)工作面機(jī)電裝備的自動(dòng)化、信息化和集成化。綜采工作面自動(dòng)化的關(guān)鍵就是綜采工作面機(jī)電設(shè)備要具有較高的自動(dòng)化水平，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)綜采工作面的“自動(dòng)化”和“少人化”，一旦事故發(fā)生時(shí)，最大限度地減少人員傷亡。

  目前，很多煤礦開始實(shí)施綜合自動(dòng)化項(xiàng)目，但唯獨(dú)綜采工作面的自動(dòng)化得不到解決。主要原因是工作面處于不斷推移和復(fù)雜多變的工作環(huán)境中，難以實(shí)現(xiàn)綜采工作面機(jī)電裝備的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。綜采工作面“少人化”和“自動(dòng)化”的關(guān)鍵就是對(duì)綜采工作面設(shè)備進(jìn)行可靠的故障預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)以及遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)少人值守，一旦事故發(fā)生時(shí)，最大限度地減少人員傷亡。因此，及時(shí)掌握綜采工作面設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，避免事故發(fā)生、降低事故危害和實(shí)時(shí)生產(chǎn)調(diào)度是煤礦安全生產(chǎn)的重要保障。為了順利達(dá)到安全、高效、高產(chǎn)、低耗的綜采多目標(biāo)效果，必須對(duì)煤礦綜采工作面關(guān)鍵設(shè)備（采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、液壓支架等）進(jìn)行可靠的遠(yuǎn)程監(jiān)控與調(diào)度。

  在采煤機(jī)、液壓支架和刮板輸送機(jī)的工作過程中，采煤機(jī)上裝配有紅外發(fā)射裝置，每個(gè)液壓支架上裝配一個(gè)紅外接收裝置。在采煤機(jī)割煤過程中，接收到紅外信號(hào)的液壓支架收互幫板，前滾筒采過之后的液壓支架降架→液壓千斤頂推溜→刮板輸送機(jī)移動(dòng)→液壓支架移動(dòng)→液壓支架升架→支護(hù)新暴露的頂板；后滾筒采過之后的一組液壓支架按照一定的曲線將刮板輸送機(jī)推向煤壁。由此可見，采煤機(jī)的可靠遠(yuǎn)程監(jiān)控是實(shí)現(xiàn)“三機(jī)協(xié)調(diào)”可靠遠(yuǎn)程控制的基礎(chǔ)，也是實(shí)現(xiàn)“少人工作面”的必要條件。國家煤炭工業(yè)十二五規(guī)劃明確指出：綜采工作面機(jī)電裝備的遠(yuǎn)程監(jiān)控是煤炭科技的發(fā)展方向。

  實(shí)現(xiàn)綜采工作面自動(dòng)化是煤礦高產(chǎn)、高效、安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。為了滿足國家經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的需求，國家將規(guī)劃建設(shè)項(xiàng)目總投資2800億元用于千萬噸級(jí)安全高效現(xiàn)代化礦井建設(shè)以及大型煤炭企業(yè)集團(tuán)建設(shè)。近年來，國家逐步加大對(duì)煤礦綜采工作面自動(dòng)化的建設(shè)力度，實(shí)現(xiàn)工作面機(jī)電裝備的自動(dòng)化、信息化和集成化。對(duì)綜采工作面關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行可靠的遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障預(yù)報(bào)，可以減少煤礦生產(chǎn)事故，提高煤礦生產(chǎn)的安全性，并達(dá)到減員增效的目的。

  實(shí)現(xiàn)煤礦綜采工作面自動(dòng)化和少人化的前提是實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)、液壓支架和刮板輸送機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和信息集成，然后實(shí)現(xiàn)三機(jī)聯(lián)動(dòng)。煤礦綜采工作面自動(dòng)化系統(tǒng)由采煤機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、液壓支架遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)及刮板輸遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)等構(gòu)成。

  采煤機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)及工業(yè)化應(yīng)用已經(jīng)成功地完成，并在中平能化集團(tuán)和內(nèi)蒙古碾盤梁煤礦完成了項(xiàng)目實(shí)施，得到了用戶的高度評(píng)價(jià)，目前本系統(tǒng)已進(jìn)入全面推廣階段。

  液壓支架無線遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的研發(fā)也已經(jīng)完成，該系統(tǒng)通過已成功應(yīng)用的采煤工作面無線局域網(wǎng)系統(tǒng),將各液壓支架的數(shù)據(jù)傳輸全部實(shí)現(xiàn)了無線化。在基于人工免疫理論的基礎(chǔ)上,通過3DVR操作系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)液壓支架所有姿態(tài)以三維立體兼數(shù)據(jù)形式真實(shí)再現(xiàn)，并實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和優(yōu)化,使得降架、移架、升架更加合理，從而達(dá)成了液壓支架可靠遠(yuǎn)程控制的目標(biāo)。

  刮板輸送機(jī)無線遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的研發(fā)是與液壓支架無線遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)同步進(jìn)行的。該系統(tǒng)可使刮板運(yùn)輸機(jī)的起停、移動(dòng)速度、位置及傾角也都通過3DVR進(jìn)行真實(shí)再現(xiàn)，同時(shí),利用采煤機(jī)上的本安型物位傳感器對(duì)刮板機(jī)上的集煤情況進(jìn)行分析和處理,對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)起停指令和傳送速度做出智能判斷，從而達(dá)成了刮板輸送機(jī)的智能化可靠遠(yuǎn)程控制目標(biāo)。