王中华
内蒙古牙克石五九煤炭（集团）有限责任公司牙星分公司一号井。内蒙古牙克石市邮编022150
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。为了提高煤矿的开采安全系数，实现智能化煤矿与智能化开采成为我国煤炭企业未来发展的必经之路。随着科学技术的不断发展与进步，智能化开采技术也逐步地开始应用，并且在应用的过程中也取得了不错的成果。本文主要针对智能化矿山与智能化开采技术进行深入分析，并明确发展目标，促进我国矿山行业稳步发展。
关键词：智能化煤矿；智能化开采技术；发展方向
引言
目前，中国大多数矿井已实现了综合机械化开采，并在逐步向信息化开采转变。近几年来，人工智能技术发展，煤矿开采也正逐步朝着智能化开采的方向发展。智能化开采是自动化开采的高级阶段，依赖于煤矿信息化的发展。虽然传统的综采技术在产量上连年上升，但已发展到瓶颈。这是由于传统的综采技术还是需要人工作业辅助，而人存在生理极限。因此，非常有必要发展综采工作面的智能化开采技术。目前，智能化开采技术还处于起步阶段，很多人还不了解智能化开采技术的优势，多带有一些抵触情绪。针对这些情况，本文介绍了智能化开采的基本概念及其技术优势，并分析了实现煤矿综采工作面智能化开采的关键技术。
1煤矿智能化开采的意义
智能化电牵引采煤机、SAC型液压支架电液控制系统、SAM型综采自动化控制系统，智能化无人综采技术的应用，打开了国产煤矿智能化开采技术的新局面。其中地面远程操控使得采煤作业可以在地面指挥中心进行操作，极大提升了综采装备的智能化程度，而现有的国产装备在技术和工艺上仍没有达到世界先进水平。主要表现为电气可靠性较差、维护保养工作比较艰难，由于大数据技术应用不到位，装备在采集数据进行数据的收集效率不高，许多新技术不能发挥应有的作用，关键性技术难题没有得到解决。煤炭是我国重要的能源，关系到国民经济的发展以及社会建设的开展，煤矿的生产过程具有极大的复杂性和危险性，除了瓦斯爆炸、煤尘爆炸等重大安全事故，还有其他的因机械设备故障或操作失误引发的各种煤矿事故。提高煤矿生产的机械化和智能化程度，有助于保障煤矿工作人员的安全。
2煤矿智能化开采技术的有效创新
2.1创新地质信息系统，完善探测技术装备
在煤矿开采工作中，地质信息十分重要，其是保障煤矿开采工作质量的基础条件，需要构建完善的地质信息系统，从各个维度去掌握煤矿开采的动态化信息，保障地质信息的精确性。可充分利用智能化技术，优化地质信息系统，为智能化决策提供可靠的参考依据，不断地开发和创新探测关键技术及其设备，自动采集和获取地球物理数据，并对所采集的数据进行科学处理，建立完善的四维动态模型，即地质-巷道模型，设立全方位地多源矿井四维GIS云平台，实施三位电子图管理，推动煤矿智能化开采的发展。当前的地质数据已经逐步实现多部门的共享，有专业的软件系统支持画图、编制文档等，工作效率比较高，但是其缺点在于无法实现矿井信息的自动更新，需进一步完善创新体系。第一，矿井4D云GIS平台，此平台的建设有利于加强对地震资料、生产实测数据、矿井GIS图件等资料的一体化管理，有利于实现大数据共享服务平台，基于移动客户端来开发高效的矿图管理系统；第二，实施全数字高密度三维地震数据采集技术，提高物探技术水平，大力推广钻孔岩性探测技术，实施3D地震数据采集技术。在GIS技术的基础上，全面构建三维数字模型，以便全面掌握煤矿的实际状况，在实际开采施工中，不断更新各项参数，优化数字模型，构建四维的动态化模型，可全方位查询历史参数，使矿井的各项信息更为透明。
2.2智能化煤矿物联网技术与装备
通过煤矿物联网技术的研发与应用，一方面，它有效地构建了一个能够准确定位井下工作人员的具体位置的感知区域，为发生危险时进行搜救提供了更加有力的帮助；另一方面，煤矿物联网技术通过与云计算和边缘计算的充分结合，促进了设备数据的完美互通。（1）物联网位置服务。物联网位置服务是建立在超宽带定位技术的基础上，并且能够在复杂的工作面上进行操作，可以针对现场的实质情况作出进一步的分析，来精确定位数据的一种算法，并以惯导及激光雷达辅助其进行精准定位，建立一个完善的协同定位平台。该平台能够实现网络自主功能，而且还能够智能化补偿走时与晶振出现的误差现象，实现对设备及操作设备的人员及设备运转速度进行精确的定位计算，以此避免设备在运转中出现碰撞故障，保证设备及人员的安全。（2）物联网云计算服务。互联网云计算是将分布式计算作为基础，并且构建出综合采矿工作面大数据的计算构架，从而得到最标准的算法库，实现综合数据体系的实时分析、聚类，实现主流数据可视化工具的研发并与外部数据实现互交互补。
2.3刮板输送机智能化
刮板输送机是综采工作面重要的装煤装置，其智能化有助于提高煤炭运输的速度。刮板输送机的智能化关键在于检测刮板输送机是否与液压支架保持平行，如果不平行，则进行自动校正。从采煤机装置的支撑角度来说，应保证一定的平整性，且需要针对支架之间相对范围、彼此影响的情况加以管控和测定。以规避下滑上窜作为目的，需要科学分析相关刮板运输机设备的定位情况，并加大智能刮板运输机设备的研发力度。
2.4创新智能化无人开采关键技术
在创新煤矿智能化开采技术的过程中，可充分应用现代科学技术，逐步实现开采工作的无人化模式，真正实现智能化、自动化管理。利用现代机械设备，完善煤矿开采信息系统，通过准确的矿井下定位导航以及图像智能识别技术，实现自动化控制，智能化处理煤矿开采中的各项状况，提高煤矿智能化无人开采技术水平。为实现这一技术形式，应当做到以下几点：第一，加强对工作面三维激光扫描技术的研究，完善矿井下地图的构建工作，可有效应用三维激光扫描仪，红外双视摄像仪、UWB雷达等技术；第二，利用高效的防爆视觉传感器，其具备良好的除尘、去燥、去雾功能，可对采集的矿井下视频、图像进行有效储存；第三，提高综采装备水平，对其进行实时动态监控，了解其运行位置，做好位置检测工作。
2.5巷道智能化快速掘进技术与装备
进行煤矿开采的前提工作就是巷道掘进，采掘失调是最容易发生的问题，目前，很多煤矿都主要以单体锚杆钻机来进行煤矿挖掘的支护工作，但是，这种支护方式存在许多弊端，如钻孔效率低、工作复杂等，这些问题最终导致了钻机出现定位困难现象。导致锚杆支护时间长，大大延误了巷道掘进的进度，同时，还存在装备落后、工艺水平不达标等问题，掘、锚两项工作在有限的巷道空间中出现不协调作业的情况，严重限制了掘进工作的效率性。若要从根本处解决这一问题，就要将掘、锚两项工作维持平衡。
结语
综上所述，随着人工智能时代的到来，煤矿开采也正朝着智能化开采的方向转变。智能化开采是自动化开采的升级，主要是实现煤矿开采的自动化和无人化。与传统的综采技术相比，智能化的优势体现在两方面，一方面使得煤矿开采效率更高，另一方面使得煤矿开采更加安全。智能化开采的关键在于设备的智能化，主要包括采煤机智能化、液压支架智能化及刮板输送机智能化。
参考文献
［1］杨竞巍.煤矿智能化开采关键技术分析［J］.能源与节能，2020(5)：77-79.
［2］周生斌.试论煤矿综采工作面智能化开采［J］.当代化工研究，2020(9)：55-56.
［3］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(4)：42.