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摘要：随着科学技术的不断发展，智慧煤矿的开采在我国也得到了一定的应用和发展。它的提出为我国煤炭工业的发展做出了重要贡献。智慧煤矿的构建是以不同部门的业务需求，在特定的标准体系下实现网络感知、数据的传递、数据的应用等智能化功能模块系统，旨在实现各生产环节多信息的融合和智能化协同生产，以此提高煤矿开采的效率。本文基于智慧煤矿的智能化开采技术进行深入的分析和探讨，为未来我国煤炭工业的发展提高参考。
关键词：智慧煤矿；智能化开采；方向分析
引言
煤炭作为人们生产和生活中主要的能源材料，煤矿的开采不仅影响着经济的发展，同时还对人们的正常生活有一定的影响。针对我国目前以井工开采这一情况，对于煤矿开采技术的研究和创新从未间断，并取得了一系列的技术性突破。特别是近些年来，通过智能化开采技术和装备的创新研发，将现代化信息技术应用于煤矿的开采作业，实现对煤矿智能化开采。为智慧煤矿的建设和智能化开采技术的发展奠定了一定的基础。
1. 智慧煤矿技术架构
智慧煤矿的构架设计是智慧煤矿建设的必要条件，它是以网络融合安全、信息互通、数据共享、功能协同为设计原则，根据各不同业务部门的不同需求开发业务员服务台，以此实现全面性网络感知、数据的告诉传输以及对大数据的应用等功能。智慧煤矿的构架具体包括以下几个智慧系统：①地下精确定位系统 ；②地质探测信息系统；③智能掘进和采准系统；④工作平台智能开采系统；⑤危险预警及防控系统；⑥矿井设备、设施管理系统；⑦地面分选运销与生态建设系统；⑧煤矿物联网综合智能管理系统。总体架构如下图1：
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图1 智慧煤矿总体架构
智能煤矿的设计核心内容是煤矿的智能化开采，智能开采具体包含智能感知、智能决策和自动控制三个智能化功能模块。基于煤矿开采作业环境的复杂性和多变性，产品开采作业存在一定的困难。将智能化技术应用于煤矿的开采，可有效实现自动决策和自动控制的功能。同时具备自感知、自控制、自修正的能力，以此实现对煤矿开采环境多变性的适应，真正实现煤矿开采的智能化和无人化。
2. 智能煤矿关键核心技术研究方向
随着对煤矿智能化开采技术的不断研究和创新，智能化开采技术和煤矿物联网技术在我国已经得到了部分煤矿的应用。但是，由于煤矿开采环境的复杂性以及具体应用存在的差异性，使得智能化技术的应用不能很好地达到预期的理想效果。就当前技术水平来看，还需对该其做进一步的深入研究。其具体的核心研究内容可分为以下4个方向：①精准地质信息系统及随掘随采探测技术及装备；②智能煤矿物联网技术及设备；③巷道智能化快速掘进技术与装备；④智能化无人开采技术及装备。除此之外，对8大智慧系统的研究也需要进一步深入研究。
2.1精准地质信息系统及随掘随采探测技术装备
对煤矿地质信息的精确了解是进行智能化开采决策的前提条件，然而，在实际的煤矿开采作业中，煤矿地质信息是随着开采作业的进行而不断变化的。在进行智能化煤矿开采过程中，需要对煤矿地质信息有一个精确的认识，根据地质信息的分析结果，进行下一步的自动化决策操作。当前现有2D或3D的地质信息探测系统，基本可以 实现测量信息的多部门，多层次共享，但其无法随着煤矿开采工作的推进而进行自动化更新，无法对地质信息进行实时、准确地反应。因此.对于随掘随采探测关键技术及装备的研发工作，对地质数据和随掘随采数据的自动采集、处理和解释，进而实现地质、测量及生产动态信息功能于一体的地质信息探测系统。
2.2 智慧煤矿物联网技术与装备
对矿井作业环境和设备状态的感知是系统实现自主决策、控制的前提条件。现有的煤矿监控系统基本可以实现对关键信息的感知，然而由于不同厂家的产品生产标准的不同，数据接口和平台存在差异，各层次数据融合难度大，无法形成有效的数据的分析模型与算法。不能很好地对生产作业进行指导。物联网技术的研究与开发，旨在打破数据壁垒，实现设备之间、设备与环境之间、设备与人员之间的数据互联，最终实现万物互联。对于物联网技术的开发应从两个方面着手：: ①建立空间感知场，实现准确定位；②提供边缘计算与云计算服务，实现设备数据互联。其中，准确定位功能是对于人员、 设备的位置、速度乃至加速度进行定位计算，判定井下作业设备运行状况，避免碰撞事故的发生；物联网云计算服务功能是实现现对外数据的交互，为各设备控制节点提供边缘计算与云计算服务具体框架如下图2：
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图2 智慧煤矿物联网云计算服务示意
2.3 巷道智能化快速掘进技术与装备
巷道智能化快速掘进技术与装备作为煤矿开采的前端环节，其在实际生产中的主要问题是采掘失调。我们要加强对掘进技术的进一步研究，构建适用性强的煤矿智能化掘进工艺技术，并且实现现配套装备自动化、 智能化、一体化掘进模式。为智慧煤矿的智能化开采奠定基础。
3.智慧煤矿与智能化开采发展目标
实现智慧煤矿与能化开采作为煤炭工业发展的必然趋势，其核心技术的研发已经成为煤矿开采行业升级发展的强大推动力。智慧煤矿发展的总体目标是建立全面的智慧系统，使得开采全过程的智能运行，实现科学绿色开发的全产业链运行新模式。智能化开采发展总目标是利用现代化信息技术，融合煤炭开采技术，实现煤炭综合机械化、自动化开采技术的进一步发展，进而达到无人化开采的目标，开创绿色、安全、高效的煤矿发展新模式。
4.结论
（1）智能煤矿是煤矿工业发展的必然趋势，对于智能煤矿的总体框架设计是实现智能化开采技术的基础。在对智慧煤矿进行总体框架的构建时，要科学、合理地进行规划，建立完善的标准体系，为智慧煤矿与智能化开采技术发展提供的重要保证。
（2）精准地质信息探测，物联网技术与装备，智能化快速掘进技术与装备，无人开采关键技术与装备当前智慧煤矿建设中的重点研发方向。研究人员要加强相关方面的深入研究开发，为实现智慧煤矿智能化开采技术奠定技术方面的基础。
（3）智慧煤矿与智能化开采技术是一项不断深化发展的工程项目，其总体发展目标为智慧煤矿与智能化开采技术的研究和发展指明正确的方向。
参考文献：
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