山东济矿鲁能煤电股份有限公司阳城煤矿 山东省济宁市 272000
摘要：近年来，我国对煤矿资源的需求不断增加，煤矿开采越来越多。本文将分析智能化开采技术在煤炭开采过程中的地位以及高效现代化矿井开采技术的发展趋势，并对智能化概念进行分析，引进关键技术进行智能化应用，希望能够对有关行业的发展提供新的路径和方向。
关键词：智能化技术；煤矿开采；现状；展望；分析；探究
引言
煤矿产业的快速发展引进了越来越多的现代化技术，而本身的开采技术也在不断开发与完善，但整体发展仍然需要顺应时代发展的趋向与要求，煤矿开采已经实现了基本的机械化，而信息化智能化则是当下时代发展的主流，各个行业都在不断提高自身的智能化和信息化水平，从而加强生产效率。在“十三五”期间，我国的煤矿行业也成功攻克了智能化开采技术难关，研发出综采成套智能控制系统，实现了无人现场操作的智能化开采作业。但受到工作面的影响，一些地质条件和开采条件较差的环境则无法充分适应，因此也需要进一步改善，提高智能化开采技术手段的适应性。
1智能化技术的相关概述
人工智能技术出现在二十世纪五十年代，我国人工智能技术起步较晚，与发达国家相比还有一定的发展空间，如何缩短与发达国家的差距是现阶段有关的工作人员主要考虑的问题之一。我国科技水平的发展带动了人工智能产业的快速进步，通过对有关资料进行分析，我们可以知道，人工智能技术在越来越多的领域都得到了应用，例如：电子信息、生物科学以及电子产业等方面。人工智能技术的普及在一定程度上表明我国的科技水平到达了一个新的高峰，但是，科学的研究永无止境，因此，如何进一步提升人工智能产业进步非常重要。人工智能化的发展在现阶段还有一定的局限性，有关科研人员应该不断地研究理论知识，进行创新，加大产业的发展力度，为我国科研事业的发展贡献出一份力量。通过对有关的资料进行分析，我们可以知道，与人工智能技术联系较为紧密的技术就是计算机，现阶段，计算机已经融入了人们的生活，在人们的日常生活、工作以及学习中都占有一定的地位。有关资料表明，计算机已经可以模仿人类的大脑，自主地对信息进行筛选以及判断，自行地做出决定，计算机产业与人工智能化密不可分。
2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。
3煤矿智能化开采创新技术
3.1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。
3.2智能记忆截取技术
所谓的智能记忆截取技术是指将记忆人工操作以及学习系统进行自动化融合，利用采煤机示范刀实现自动化割煤以及循环应用技术。在采煤机的控制系统中，可以利用位移或采高编码器进行自动定位，提高采煤机的位置精准性，并且结合位置传感器进行自动定位功能，让整体的开采工作更加高效进行。
3.3工作面综采装备位姿监测技术
煤矿井下工作面综采装备的姿态感知和测量是进行综采装备智能控制的必要条件。煤矿井下环境复杂多变，因此需要高精度、高可靠性的定位导航系统对综采装备进行实时监测。在装备运行过程中，可通过采用三维激光扫描仪、红外高清摄像仪进行实时动态扫描，对工作面进行三维激光扫描，实时构建工作巷道三维模型，绘制工作面地图。由于井下高粉尘环境，可采用仿生除尘、智能去尘的本安型防爆视觉传感器对井下环境进行高清图像获取。利用惯性导航、机器视觉和激光扫描等高精度定位技术对综采装备位置进行实时监测，为综采装备安装高精度传感器，采用多传感信号集成监测技术，实时监测综采装备的姿态。应用基于多信息的三维场景实时建模，搜集综采工作面三维地图、装备行程、压力、倾角等传感信息，通过视频增强技术和动态建图技术构建远程虚拟生产监测系统，从而实现工作面综采装备位姿的实时监测。
4发展趋势展望
4.1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。
4.2矿井机器人技术
煤矿井下作业机器人属于防爆重载机器人，机器人工作环境极其复杂，这就要求机器人系统不仅要具备基本的感知监控功能，还要具备必须的运移、避障、导航和抗颠覆功能。当前，以智能化综采工作面系统组成的采煤机器人群已在70多个煤矿得以应用，部分装备巡检机器人、固定岗位机器人和危险环境探测机器人初级产品已有使用。针对井下复杂环境的机器人冲击碰撞问题，可通过研究机器人与环境间接触阻力的变化规律，搭建接触阻力与控制参数之间的作用模型，对不同的接触阻力设置不同的控制参数，实现对机器人的自适应跟踪控制，可以有效解决井下复杂环境下的机器人冲击碰撞问题，保障机器人安全、高效运行。对于井下机器人电池续航问题，由于煤矿井下电气设备相关安全规范对机器人电池容量和防护壳体有极为严格的要求，因此应当研发可长时间可靠供电的技术，可将防爆电池轻量化，还可寻求无线充电装置，从而保障井下机器人长时间可靠工作。
4.3设备趋向于多样化
目前，我国煤炭开采设备单一，结构复杂，难以在狭窄的工作面进行作业。为了满足实际采煤需求，煤炭开采设备要朝多元化方向发展。例如，安装可以进行人工智能处理的传感器，并通过数据处理模块计算采煤机的工作位移，以将数据输入模型中进行自主开采；引进智能化的采矿机器人，逐步取代人来全面进行采矿工作，从而节省人力和物力。最后，还可以引进先进的超声技术。与传统的探测方法相比，该技术的应用简化了工作环节并减少了工作量。
结语
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］张飞.煤矿智能化综采工作面系统设计与应用探讨［J］.中国设备工程，2020（5）：28-30.
［2］杨昌臻.基于当前环境对综掘工作面智能化开采技术研究［J］.世界有色金属，2020（1）：27.
［3］我国煤炭行业首个智能化开采领域的技术标准正式发布［J］.中国煤炭，2019（11）：72.