陕西陕煤澄合矿业有限公司西卓煤矿 陕西渭南 715200
摘要：煤炭作为我国重要的能源之一，其重要性不言而喻。在充分了解世界能源格局和我国不可再生能源开采的实际情况后，必须完善自己的煤炭开采技术，不断探索更高效的开采技术，逐步完成智能开采的目标。我国大力倡导的信息技术、智能技术和人工技术的结合，可以有效地解决煤矿高效开采中遇到的各种障碍，也是智能煤矿发展的主要方向。经过长期的发展，我国煤矿技术装备已由依赖进口转向自主创新。通过采用智能采矿技术，将以往采矿技术和设备的作业水平提升到几个档次，基本实现了全部国产技术和设备。利用国产技术和设备，较好地实现了薄极薄煤层、大采高、超大采高、特厚煤层的综合开采，这促进了中国智能采矿技术水平的进一步提高，为进一步完成智能煤矿的建设和智能化开采打下了良好的基础。以智能化、智能化开采为中心，在提高煤炭开采效率的同时，将智能化、安全化、高效化纳入煤炭开采，实现现代煤炭生产体系的完善建设。
关键词：煤矿；机电设备；技术创新
导言：在现阶段煤炭开采行业的进步中，智能煤矿和智能开采技术的应用，不仅可以体现煤炭开采工作的效率，而且可以在一定程度上消除和解决煤炭开采工作的不足。总之，当前的智能煤矿与智能开采技术是各种高科技信息技术的高效融合，进而构建全面智能化、安全高效的生产模式，这对我国煤炭工业的发展具有十分关键的作用和现实意义。同时，在实现智能煤矿和智能化开采技术的过程中，它不仅为煤矿开采过程的顺利进行奠定了坚实的基础，而且有效地识别了采矿过程中可能出现的问题，并有效地解决了这些问题。这样，煤炭行业就可以在有效降低生产难度的基础上，减少资源浪费。为企业创造良好的经济效益，保证生产过程的有序进行。
1 煤矿智能化开采的意义
煤矿智能化开采可以减少井下工作面作业人数，提高传感器和处理系统对环境的适应性，提高综采设备的智能化程度。其中，煤炭生产的规模化和远程控制技术在许多国家都是比较先进的，可以大大提高煤炭生产的综合效益。随着信息技术、计算机技术、物联网技术和人工智能技术的逐步发展，越来越多的新技术、新工艺应用于煤炭工业生产中。地面遥控使采煤作业可以在地面指挥中心进行，大大提高了综采设备的智能化程度，而现有国产设备在技术和工艺上仍达不到世界先进水平。主要表现为电气可靠性差，维修工作相对困难。由于大数据技术应用不到位，数据采集效率不高，许多新技术无法发挥应有的作用，关键技术问题没有得到解决。
煤炭是我国重要的能源，关系到国民经济的发展和社会建设的发展。煤矿生产过程具有很大的复杂性和危险性。除瓦斯爆炸、煤尘爆炸等重大安全事故外，还有因机械设备故障或操作失误引发的各类煤矿事故。提高煤矿生产的机械化和智能化水平，有利于保障煤矿职工的安全。探索无人操作和远程控制技术，进一步保证安全生产，同时降低员工的工作强度，减少采矿过程中不必要的环节。全面实现节能环保，促进煤矿健康可持续发展的同时，也提高了煤矿开采的可靠性和准确性。
2智能化技术在煤矿综采工作面和装备发展中的应用现状
随着工业技术的不断发展，综采自动化技术的研究也越来越深入，综采自动化技术在各行各业特别是矿业中的应用也越来越多。目前，我国已基本实现了综采工作面自动化，并逐步向智能化方向发展。综采工作面智能化系统能自动调整采煤机生产能力，实时监测地质环境和运输系统负荷的变化，及时监测生产过程中的不稳定信息和风险因素，确保综采工作面生产安全可靠，提高生产效率，保证采煤质量。
综采工作面智能化的关键技术是工作面自动定值技术，它能保证工作面在采煤过程中始终与巷道走向保持正交，避免刮板输送机受力不均和内应力过大的问题。智能技术可以利用GIS实时分析采煤机在工作面推进过程中的位置和运动参数，有效地控制采煤机的运动轨迹，避免采煤机跑偏。同时，地理信息系统还可以对采煤机进行指导。采煤机在无需人工辅助的情况下，沿航向自动运行，极大地解放了人力资源。另外，利用智能化技术对采煤模型进行数据传输，可以有效实现“三机”联动控制，保证采煤作业的控制效果。
在实际采煤作业过程中，为了保证煤炭回采率，必须将采掘面积限制在顶底板的范围内。
综采工作面智能化技术可以实现有效的定位，从而实现煤层动态的实时测量，有效地控制工作面水平高度。目前，热红外相机已广泛应用于煤岩界面识别过程中。根据像素扫描结果，及时调整工作面，保证工作面的效率和安全。在采煤过程中，必须保持走向与工作面之间的垂直。目前，智能边坡控制技术主要用于控制开采走向，及时更新工作面位置和轮廓信息，通过姿态扫描和特殊滤波算法，有效控制工作面工作状态，提高开采速度。但从目前增产设备的智能化应用过程来看，液压支架采煤机和输送机的功能还有待提高。必须建立有效的监控平台和地面远程控制中心。通过综采工作面视频系统和远程控制系统，实现综采工作面远程自动控制，充分发挥智能技术在采煤过程中的作用，保证整体开采效率。
3 发展的主要方向
3.1 智慧煤矿物联网技术与装置
在当前煤田，对环境和设施状况的感知是保证智能决策、管理和控制有序发展的基本条件。现阶段，煤炭行业的各种监控系统都取得了快速的发展和进步，可以说基本实现了对煤矿重要生产数据和信息的感知。但是，不同的生产企业都是根据自己的企业标准生产相关产品，这使得它们的数据接口和平台存在一定的差异。这将导致数据处理单一，彼此之间没有通信和集成，数据孤岛和数据碎片化问题严重，导致企业难以建立高效的信息数据分析模型和算法，使分析结构不准确，很难指导生产工作。物联网技术的主要应用目标是打破数据限制，实现设施、设施与环境、设施与人员之间的数据交换与通信，最终实现万物之间的紧密联系。因此，物联网技术和设备是煤矿企业打造智能煤矿和智能开采技术的关键核心技术之一。
3.1智能无人采矿技术及装置
目前，煤矿行业所采用的智能无人开采技术，主要是指煤矿企业从早期的开采准备、工艺规划、开采过程的实时管理等环节，创造出一套煤矿开采全过程无人或少人的智能生产系统，设备控制，远程管理控制。
目前，从智能无人采矿技术的发展过程来看，矿山企业迫切需要解决的技术问题有以下几个：（1）在有限的工作区域和空间内，准确探测设备的位置、姿态和运动关系；（2）低能见度、高粉尘浓度矿区的视频监控与图像识别技术；（3）围岩开采耦合影响规律与多层次协同管理；（4）井下环境自动化技术先进巷道设施。
3.2煤矿机器人
在当前的煤炭开采行业中，煤炭生产系统非常复杂，开采环境非常恶劣。如果矿山企业仅仅依靠人工操作机械的手段来开展工作，将大大增加井下工人的工作压力。如果用煤矿机器人代替工作人员进行井下作业、安全控制和应急救援工作，不仅可以在一定程度上减轻工作人员的工作压力，而且可以有效地保障工作人员的安全。同时，在煤矿机器人的研发中，相关企业不仅要使其具备高强度的感知和监控能力，还要具备稳定的防爆、运动、定位、避障、规划行驶路径和自救能力。
因此，从采煤机器人的发展方向来看，以下共同的重要技术已成为现阶段煤矿企业的一个重要研究方向：（1）采煤机器人自适应阻力跟踪管理手段；（2）采煤机器人的自我状态监测、避障和自救机制；（3）采矿机器人长期稳定供电和无线快速充电技术。
结束语
我国煤炭企业未来的发展趋势是智能煤矿和智能开采。做好顶层设计是智能煤矿和智能开采的基础和重要前提。要坚持正确的原则，合理科学地规划智能煤矿的总体框架，建立健全工作管理体系。同时，结合技术进步，进一步提高煤矿质量各系统的智能化水平，构建多产业链、多系统集成的煤矿智能化系统，构建智能感知、智能决策、自动执行的智能煤矿，使煤矿工作安全系数得到进一步提高，促进我国煤炭企业又好又快发展。
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