宝清县煤炭生产安全管理局 155600
摘要：我国煤矿的智能化开采技术处于发展阶段，智能化开采技术的应用能够有效避免重大安全事故，提高开采效率和质量。保证智能开采与复杂工作环境的紧密联系，提高智能化开采技术的效率，是实现安全生产、高效生产的重要途径。同时企业应当提高管理水平，建立健全专业化的作业模式，保证智能化开采技术的有效落实。
关键词：煤矿；智能化开采技术；应用
1煤矿智能化开采的含义及重要性
1.1煤矿智能化开采的概念
近年来，随着人工智能技术的发展，智能算法不断更新，推进了煤矿智能化开采的发展。煤矿智能化开采是煤矿机械化和自动化开采的重要延伸，其强调的是实现煤矿的无人化开采。智能化开采技术就是要使机电设备具有一些人的思维，对周围的开采环境有识别并做出相应处理的能力。通过这种方式，逐渐减弱人在煤矿开采中所发挥的作用，并保证设备能自动运行。换句话说，智能化开采的本质就是给机电设备装上一个“大脑”，使机电设备具有思考的能力，将原来由人操作的过程改为由电脑控制。煤矿智能化开采的关键在于，设备上的控制程序对于煤矿井下复杂环境的适应性。因此，要实现煤矿的智能化开采并不是一件容易的事情，一方面，要进行智能算法的开发，使其能适应井下复杂的生产环境；另一方面，要开发相应的设备，例如传感器和微处理器等。煤矿智能化开采的主要目的是实现生产环节的智能化决策和自动化运行，主要工作岗位实现无人化。
1.2煤矿智能化开采的重要性
传统的煤矿开采依赖于人力资源，安全事故发生时经常有人员伤亡。统计有关数据发现，2019年上半年，全国煤矿事故死亡人数达到了108人，带来了恶劣的社会影响。虽然很多煤矿的安全措施已经足够完善，但由于煤矿水、瓦斯以及地质情况仍存在很大的不确定性，很难从源头上避免安全事故的发生。随着社会的发展，对煤矿开采的要求也越来越高，其中最重要的是保证工人的生命安全。与此同时，中国煤矿开采的人力资源成本也逐渐上升，煤矿企业迫切需要减员提效。在这种背景下，煤矿的智能化开采应运而生。在煤矿生产过程中，夜班是令工人十分头痛的事情———工人的生物钟颠倒，很难有效适应，导致夜班时发生事故的可能性要大于白班。而采用了煤矿智能化开采技术后，很多煤矿取消了夜班，极大地保证了工人的权益。
此外，在传统开采过程中，很多机电设备需要人来操控，操控时需要通过肉眼识别开采状况来采取相应的操作。由于人的精力有限，在煤矿井下长时间工作，人的思想意识和操作动作很难不受影响，难以准确判断具体工作情况。这不仅导致开采效率降低，还容易因为设备误操作而引发安全事故。而采用煤矿智能化开采技术后，可以保证设备持续高效运行，极大地降低了误操作的概率，大大提高了煤矿的开采效率。
2技术现状分析
2.1煤矿开采定位系统
导航技术的应用能够实现采煤机的实时定位，从而便于实现精准控制。在采煤机内安装导航芯片，能够在三维空间内实现精准定位，定位系统有助于按照开采计划实现准确定位，保证开采的顺利进行。由于矿井中的信号较差，卫星信号不能起到正常的交流作用，因此，研究新型的精准定位系统十分必要。精准的定位系统以GIS定位系统为基础，包括井下高精度定位、局部定位和导航，高速无线通信等相关技术，保证矿井开采的精准定位。能提高开采的精确度，提高开采效率，结合RS传感器的应用，能够实现对矿井开采状况的实时监测。
2.2智能数据分析技术
考虑到煤矿生产的环境复杂多变，危险性高，因此，掌握开采过程中的数据资料，对于提高生产的安全性、提高生产效率具有重要作用。通过对地理信息的勘探，以及通过三维监测对数据进行分析，提高数据的应用能力，进一步发挥数据资料的应用价值。其中信息主要来源于在综采工作面上的巡检装置，设置激光扫描仪，对于煤层进行持续的快速巡检，并将其拟合成曲线生成采煤机运动图像，并建立三维模型。
有助于清晰、直观的掌握煤矿的开采现状，提升数据应用效率，保证采煤工作的顺利进行。考虑到采煤工作面煤层厚度变化大，而在单一煤层内煤层高度变化平缓这一状况，可开展采高历史监测。从而能根据实时的地质状况，对采煤机的割煤线和决策控制进行预先处理，进一步实现采煤机和液压支架的精准控制。根据数据采集技术和方法，对环境数据进行更新，选择大数据算法做出干预和控制，实现智能化精准控制决策。
2.3智能记忆截割技术
在煤矿智能化开采中，采用记忆截割的方式操控采煤机，通过人工操控自动化采煤机，机器不断的学习与记忆，从而实现能自主完成割煤循环的任务。根据采煤的需求和采煤计划，制定有针对性的、科学高效的采煤机自动割煤计划。通过控制系统实现调高油缸的位置，对工作面采高进行自主定位，根据工程需求完善煤矿开采中的采煤机控制系统。智能记忆截割技术的应用使得采煤机煤矿开采工作面能实现自主定位，同时将定位信息及时传递到传感器中，保证智能化开采平台及时掌握位置信息，便于安排和调整煤矿开采计划。
2.4实时监控技术
在煤矿中应用实时监控能够实现，工作人员不进入矿井即可对井内的工作情况进行观察，从而了解工作环境。视频监控系统和井下视频传感系统是实现实时监控的重要环节，通过通讯网络将井下的采矿工作画面上传到终端控制设备，同时对井下的视频画面进行判断，判断是否处于正常的工作状态，从而决定是否采用远程人工干预切割。实时监控技术是实现智能化采矿的重要环节，合理设置视频传感器和观测采煤机，提高视频画面的清晰度和实时性，保证画面传输的稳定性，提高画面质量，有助于实现智能化开采。
2.5系统自适应和故障自诊断技术
目前我国的智能化开采技术尚未达到国际领先水平，在实际应用中存在智能感知差、无法实现自主决策等问题，总体表现为智能化水平较低。还体现在装备可靠性低，维修和检修的工作量大，任务繁重，在控制系统中常出现通信不稳、控制不准等现象。由于在采煤过程中不能根据综采工作面的地质变化进行装备自适应调整，因此系统不具备自适应能力，这为故障自诊断技术的实现造成了极大的干扰。为提升系统自适应能力，需从智能探测、智能分析和智能控制入手，开展进一步的探索，从而提升设备的智能感知、自主适应和智能控制的能力。
如在以往遇到工作面输送机上下滑动时，由于现有的智能化系统不能自动实现加减到控制，必须通常通过人工来进行手动操作，加减刀，而自适应系统融入了加到操作，使得系统根据传感器的检测数据及时调整，做出加减刀调整。由于国产的采煤机械装备存在制造材料，制作工艺等方面的不足，机械的可靠性较差，故障频发，极大的影响了智能化综采设备的运行，考虑到自动控制系统数量多，维护难度大，而仅依靠检修人员进行故障判断，不仅工作量大，难度大而且，效率不高，通过运用大数据分析处理技术，对运行参数进行采集和分析应用算法，实现故障的自动分析和处理，进而实现故障自诊断。
结束语
随着开采智能化技术的深入应用，以及我国的城市化建设进程不断推进，对煤炭资源的需求日益增加。为了改变传统的煤矿开采效率低，作业复杂的状况，以满足现代化发展需求，需加大煤矿智能化开采技术的研究。本文结合智能化开采技术的几项具体应用，初步分析煤矿智能化开采技术，以期为煤炭企业提供借鉴，从而对智能化开采技术进行深入探索。
参考文献：
[1]张旺.智慧煤矿与智能化开采技术的发展方向[J].科技资讯，2019，17（32）：69+71.
[2]张华.煤矿综采工作面智能化开采技术研究[J].装备维修技术，2019（04）：42.
[3]李首滨.智能化开采研究进展与发展趋势[J].煤炭科学技术，2019，47（10）：102-110.
[4]唐恩贤，张玉良，马骋.煤矿智能化开采技术研究现状及展望[J].煤炭科学技术，2019，47（10）：111-115.
作者简介：王凤飞，男，1968年9月出生，籍贯是吉林省怀德县；学历为大学本科；职称是工程师；研究方向是采矿工程。