内蒙古棋盘井矿业有限责任公司 016064
摘要：煤矿开采智能化发展持续深入，我国作为能源消耗大国，在城市化建设与生产中对煤炭资源的需求不断增加，传统煤矿开采率低，开采步骤复杂，无法满足现代化发展需求。在这样的背景下，必须加大煤矿智能化开采技术研究力度，不断融入先进理念，改善传统煤矿开采不足，提高煤矿开采效率，帮助煤矿产业获得更多经济效益与社会效益。
关键词：煤矿开采；智能化开采；研究现状
引言
煤炭是中国的主要能源，在未来相当长的一段时间内，煤炭仍继续占据世界能源结构的主导地位。在当前信息化、智能化革命到来之际，煤矿智能化是适应当代信息工业革命发展趋势、保障国家能源供应、促进煤炭工业高质量发展的核心。应用信息技术、智能制造技术和人工智能技术的研究成果，实现煤炭安全、高效、绿色开采和利用，实现煤矿智能化已成为煤炭工业发展的必经之路。围绕智慧煤矿及智能化无人开采的重大技术需求，突破行业共性核心问题，加快智能、安全、高效现代煤炭生产体系建设成为主要目标。
1 矿山机械智能化的发展现状
随着智能技术的不断发展，数字化与机械化技术水平不断提高。我国煤矿开采也开始使用智能技术，数字化矿山已经不再罕见。但是，目前，智能技术在矿山领域还处于初级阶段，仍具有更大的发挥空间。随着时代的进步，我国煤炭行业开始逐步转型，从机械化过渡到自动化并朝智能化方向发展。目前，虽然中国矿业信息化已经发展到一定水平，但许多矿业公司仍停留在信息化程度较低的传统矿业阶段，机械智能化应用在某些领域受到制约。
1.1全智能开采技术
因为多数煤矿开采工作面环境条件较为苛刻，同时会存在多种变动因素，所以全智能化的煤矿开采系统需要具备足够的自动感知性能以及智能决策性能等：其一，水平、直线控制技术。这一技术结合地质勘探来获得煤层的结构信息，并根据结构信息来建立一个三维的工作面模型；根据导航系统来做到采煤设备的实时位置确定。水平控制技术是采煤机在采掘推进时引导采煤机与刮板输送机俯仰控制的管控手段。直线控制技术便是在采煤机倾斜向循环运作时能够确保刮板输送机等设备能够进行移架和推溜等操作，避免液压支架位序混乱及刮板输送机损坏问题。其二，高度控制技术。在采煤机沿着工作面倾斜向循环割煤过程中，需要控制好滚筒的高度，避免割到顶底板或岩层，确保采掘工作的稳定推进。这一技术的重点便是煤岩界面的鉴别。
1.2半智能开采
煤矿全智能开采对于技术水平有着较为严格的要求，同时多数技术节点仍然不够完善，所以当下的煤矿智能化开采主要的研究目标便是“工作面自动化+远程控制”，而这一技术的重点是工作面的远程再现以及设备的远程控制。其一，工作面远程再现技术。需要利用远程再现技术对开采环境以及开采过程、支护结构、运输等状态与进度进行掌握，才能够在出现问题时及时控制设备进行远程干预。其二，设备远程控制技术。工作面的采掘、支护、运输系统都会处于不断运作的状态，而运作过程也是变化的过程，因此需要保证各个系统间的协调性，并对设备进行远程控制，其重点有三点，第一，针对采煤机和刮板运输机等设备进行升级与优化；第二，需要连接高速且稳定的网络传输系统；第三，需要结合人机工程学等学科领域来构建更加完善的人机交互界面。
2 在开采的过程中应用智能探测技术
2.1设备故障自动化处理
在实际的开采过程中，不可避免地会发生设备故障等问题。如何在设备故障发生时及时确定故障位置并有效解决故障，进行自动化处理是人们面对的技术难题。在以往的智能化开采过程中，人们往往针对特定问题进行深入的研究与思考，提出对应的问题。但对于工作面发生的问题，由于时间的关系，人们无法进行深入的研究与分析。这也限制了智能煤矿的发展。
2.2煤矿开采定位系统
煤矿智能化开采技术创新中，在智能化平台中融入开采定位系统，针对煤矿开采计划，准确定位，保证开采计划顺利进行。矿井中电磁信号微弱，不能及时接收卫星信号，这方面为煤矿开采定位增加了难度。精准定位系统，以ＧＩＳ定位信息系统为基础，增加高精度磁场导航技术、井下高精度定位技术、局部定位导航技术、高速无线通信技术等，提高矿井开采定位精准性，获取更加精确的定位数据，为煤矿开采计划的顺利完成，开采精准度与效率提高提供技术支持。
比如此次煤矿智能化开采中，利用ＧＩＳ技术结合ＲＳ传感器，对矿井采取全方面监控，及时将数据长传导监测系统中进行分析，确保能够随时掌握煤矿开采情况。煤矿将ＧＩＳ技术应用到突水预测中，ＧＩＳ准确预测煤层底板突水情况，通过遥感、物探等资料，计算机进行详细的分析处理，创建突水模式，有效预测底板突水。
2.3视频监控技术
对于煤矿综采工作面模拟采矿系统而言，主要借助提升虚拟现实技术，进而建立起一个三维采矿环境，实现模拟相关运行技术设备以及采煤过程的目的。利用此系统，可以和相应的操控人员实现一定的互动，并能够穿越全部的空间到达该系统所模拟的所有区间内。依靠此系统，既明确了空间的状态、物体运作的管控，又可以辨识物体，准确输入与处理输入相关信息。这当中，最大的特点为建立了一个与现实十分近似的采掘三维环境，同时借助先进的计算机技术，能够清晰地呈现出采矿的情况，进而获取相关设备运行的相关参数、动态化图像等等，其中包含了相关设备的产能、间距以及时间等信息情况.
2.4矿井智能平台数据分析技术
矿井智能化技术创新中，矿井条件复杂，开采过程中涉及大量数据资料。这些数据资料分析对矿井开采至关重要。四维地测地理信息；勘探、补勘、地震数据；真三维监测监控组态数据等，进一步创新数据分析技术，做到全面数据分析的同时，发挥数据资料使用价值。数据分析技术从数据逻辑模块角度出发，以多功能传感器为载体，掌握煤矿开采中数据变化规律，并且将其融入智能化开采平台中。准确分析煤矿开采数据，提高煤矿开采控制能力，清晰掌握煤矿开采情况，帮助煤矿智能化开采突破数据瓶颈，从而更好地完成开采工作。
3煤矿智能化开采技术的发展展望
3.1智能装备技术
进一步推进井下高速无线通讯技术、煤矿识别技术、自动找直技术的研究与开发，进一步加强井下网络的信息传输速度和设备的整体性能，确保整体装备的适用性和实用性。
3.2智能导航技术的应用
智能导航技术以实时三维GIS技术为基础，结合了地理信息、三维可视化和工作面检测技术。该技术提高了煤炭开采的精确性，能够对工作面实时探测与自动定位。
3.3智能化掘进技术
加强智能化掘进技术的研究力度，提高掘进设备的整体性能与智能化控制，创造更加协调高效的掘进工作面，实现无人化的煤矿掘进作业[2]。
结束语
综上所述，煤矿智能化开采技术创新，是煤炭行业技术升级、可持续发展的重要内容。煤矿开采中，以智能化技术为基础，提高其信息化发展水平，节省更多人力资源，提高煤矿开采效率，为煤矿产业发展营造更多发展优势。
参考文献：
[1]史哲敏.煤矿机械工程智能化的发展与应用分析[J].矿业装备，2018（06）：98-99.
[2]高有进，罗开成，张继业.综采工作面智能化开采现状及发展展望[J].能源与环保，2018，40（11）：167-171.
[3]王雪冰.我国煤矿智能化开采现状及展望[J].内蒙古煤炭经济，2018（18）：1-2.
[4]刘建伟.大采高智能化无人开采技术的探索[J].陕西煤炭，2018，37（02）：23-25+59.
[5]孙强，宋广占，薄文忠.浅谈煤矿综采工作面智能化开采[J].山东工业技术，2018（08）：81.
作者简介：
罗腾红，1986年2月，男，汉族，内蒙古自治区鄂尔多斯市鄂托克前旗城川镇人；2012年毕业于长春工业大学，煤矿开采技术专业，助理工程师职称，现在内蒙古棋盘井矿业有限责任公司生产矿长职务，从事安全生产管理工作。现在内蒙古棋盘井矿业有限责任公司。
白晓智，1990年9月，男，汉族，陕西省榆林市定边县人；2018年毕业于中国地质大学，土木工程（建筑工程）专业，助理工程师职称；现在内蒙古棋盘井矿业有限责任公司任采掘技术副总职务，从事煤矿采掘与测绘管理工作。现在内蒙古棋盘井矿业有限责任公司。