摘要：近年来，虽然技术的进步刺激了工业化与城市化的发展，且取得了瞩目的发展成果，但是，在实际的发展过程中，对于资源的需求也日益增加，尤其是在一些领域，煤炭的主体地位并未发生明显的变化。现阶段，随着知识经济时代的到来，煤矿行业的转型发展成为必然趋势，各个煤矿企业都需要加大智能技术的应用，以推动智慧矿山、智能化开采的建设与实现。基于此，本文分析了智慧矿山与智能化开采的关键技术，有利于推动煤矿产业结构的调整。
关键词：智慧煤矿；智能化开采；关键技术
近年来，技术的进步使得煤矿行业要彻底转变传统的开采技术与发展趋势，以适应可持续发展的要求。现阶段，一些煤矿企业在积极探索智慧矿山建设与智能化开采，以转变煤矿生产与发展方向，智能化技术的应用是关键，只有从煤矿企业的实际发展需求出发，加强各种先进智能化手段的应用，方能够保障智慧煤矿建设的成效。我国智慧煤矿、智能化开采虽然取得了一定的发展成就，但在未来还有很长的发展道路要走。
1.智慧煤矿基础
煤炭资源作为一种重要的能源资源，煤矿行业的发展更是与很多行业的发展有着直接相关的关系，因此，国家历年来都在积极发展煤炭行业。智慧煤矿是互联网时代下出现的一种新型发展理念，其要求各个煤矿企业在生产建设的过程中，都需要切实利用各种的信息化、智能化技术，要充分实现物联网、人工智能等新型技术与开采技术的结合，在煤矿生产、管理中构建专门的智慧化系统，进而利用此系统来指导煤矿的生产管理全过程。在智慧系统的应用过程中，能够达到对开采、运输、安全的全方位管理，对煤矿的长远发展具有重要的意义。综合来看，智慧煤矿的建设是为了形成煤矿完整系统，利用智能技术解决煤矿生产中的各种问题，从而达到绿色开采的目的。总之，智慧煤矿建设主要是要解决以下问题：（1）数字煤矿异构数据的统一表达方式，使得在煤矿生产过程中，不同类型的数据能够实现动态关联；（2）创新煤矿作业环境下的开采系统、设备路径，妥善处理开发过程中的各种突出问题[1]。
2.智慧煤矿与智能化开采关键核心技术
2.1 地下开采装备精确定位和导航
对煤矿企业的生产作业而言，其资源的分布环境相对复杂，在开采的过程中，必须要保障定位的精准性，方能保障开采的效率。要实现智慧矿山建设，一些煤矿企业逐步引进了地下开采装备精确定位与导航技术，这一技术的出现使得在煤矿作业过程中，开采、掘进能够严重定位与导航顺利推进，保障空间位置、运行轨迹不偏离原有设计路线。但是，由于煤矿井下作业环境的特殊性，在井下作业中存在着一定的电磁干扰，为定位与导航技术的应用带来了一定的困难。为了解决这种问题，前沿的研究人员在煤矿开采基础上，提出了以地理信息系统为基础的导航技术，比如，基于RFID的AOA与TOA算法、捷联惯导系统等。对于地下开采装备精确定位与导航技术的发展来看，其技术发展的重点需在以下方面：捷联惯性导航技术，保障其成本低廉，能够使用复杂的井下作业环境；局部定位导航技术；避障技术等。
2.2开采智能探测技术
在整个煤矿开采过程中，开采探测的智能化是智能矿山建设的基本要求，在实际的工作过程中，开采智能探测主要体现在以下方面：（1）煤岩分界，要达到这一目的，就需要充分利用太赫兹技术单天线来实现对多普勒雷达脉冲的发送与接收，在这种情况下，当信号经过煤岩层时会出现明显的信号减弱趋势，而如果信号经过煤岩界面时会出现明显的反射现象。从根本条件来看，反射波的波速相位不仅与反射波发射与接收的时间间隔有关，还与发射波频率、煤与顶板岩性、与电磁波在顶底煤的厚度等有着直接的关系[2]。（2）煤矸放落的自动识别。
在很多煤矿企业的开采作业中，综采工作面都会面临煤矸放落自动识别的问题，为彻底解决这一问题，就需要充分加强时域光谱技术，在此技术的应用过程中，要充分利用飞秒脉冲探测时间分辨的电场，进而通过傅里叶变换来获得准确的被测物质光谱信息，而专业人员能够通过对光谱信息的分析，来准确进行物质结构、特性的了解[3]。（3）超前探测。要实现超前探测，必须要充分利用超前探测系统，来掌握探测区域内的煤岩物理特性等参数，超前探测系统的形成具有更好的适用性，能够保障较高的探测精度，但是，此系统在波散射性质的煤层中难以取得良好的应用效果，在未来需加以技术创新。
2.3工作面设备故障自动化处理技术
智慧矿山建设与智能化开采的过程中，由于所使用的智能化设备相对较多，为保障开采工作的顺利推进，必须要加强对设备故障的自动化设别与处理，利用自动化、智能化设备识别与处理技术，及时发现设备使用中存在的各种故障并加以及时处理，避免设备故障对开采造成的不利影响，保持开采作业的连续性。近年来，随着煤矿行业的发展进步，各个煤矿企业在生产的过程中逐步引入了各种的智能化设备，这些设备本身就具有智能化的特征，在生产的过程中能够实现自我监测与故障分析。这些智能化设备的应用、故障自动化处理技术有效提升了煤矿开采的效率。
2.4传感技术
矿山井下作业具有多变性与复杂性，在整个的生产过程中，如果缺乏专业、完善的感知系统，将难以保障决策的科学性，缺乏相应的决策依据，而复杂的环境加剧了智能决策实现的难度。在传统的开采过程中，煤矿企业多会采用三维激光扫描技术，利用此技术来识别矿区作业环境内的具体情况，随着煤矿生产规模的扩大，这一技术的技术劣质逐步凸显，越来越难以满足其现实的要求。在一些相对潮湿、电磁干扰现象严重的作业区域内，三维扫描激光技术难以取得良好的技术应用效果，而一些新型技术逐步被应用于环境感知与探测，比如，地质雷达探测、激光扫描点云等技术，再加上各种智能传感设备的应用，大大提高了传感技术的水平。
2.5大规模复杂系统数据处理技术
在煤矿的生产过程中，整个生产系统的构成繁杂，随着开发作业的进行、系统的运行，生产系统中会产生各种类型、大规模的数据信息，这些数据的处理也将是智慧矿山建设、智能开采技术应用的关键。但是，一些煤矿企业的发展水平有限，如果难以对生产系统中的大规模数据加以有效的处理，将会难以发挥数据的指导价值，煤矿开采作业也难以顺利推进。现阶段，随着信息时代的到来，各种先进的数据处理技术为煤矿生产数据的处理提供了便捷，但是，多层次多种类数据的分析与处理、自主感知信息匹配与自动制定应对策略技术、视频内容的识别技术等并未彻底实现，在未来的发展过程中，这些都将是技术突破的重点方向[4]。
结束语：
近年来，随着技术的进步，传统的煤矿发展方向、开采技术等都将难以符合现实的需求，各个煤矿企业都需要在发展的过程中切实从自身的实际情况出发，加强先进技术的应用，以推进智慧矿山建设，实现智能开采的目标。
参考文献：
[1]王国法,赵国瑞,任怀伟.智慧煤矿与智能化开采关键核心技术分析[J].煤炭学报,2019,44(01):34-41.
[2]闫陶章.智慧煤矿与智能化开采关键核心技术分析[J].科学与信息化,2019,000(010):110.
[3]高振.智慧煤矿与智能化开采关键核心技术分析[J].山东工业技术,2019,000(015):83.
[4]王国法,杜毅博.智慧煤矿与智能化开采技术的发展方向[J].煤炭科学技术,2019,47(01):6-15.