鲍宪海 张凯伦 刘宾
山东能源兖矿集团兖煤菏泽能化有限公司赵楼煤矿 山东省菏泽市 274705
摘要：煤炭是中国的主要能源，约占一次能源的70%。但中国煤矿机械化、自动化、信息化和智能化程度低，井下作业人员多，是造成煤矿井下事故率高于美国等国家的主要原因之一。据统计，中国现有煤矿13158处，共有从业人员5.25×106人，其中井下作业人员3.04×106人。因此，煤矿智能化建设成为矿井发展的必然选择。本文对煤矿智能化开采技术的创新与管理进行分析，以供参考。
关键词：煤矿智能化；开采技术；创新管理
引言
煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心支撑技术，将人工智能、工业物联网、云计算、大数据、机器人、智能装备等与现代煤炭开发利用深度融合，形成全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的智能系统，实现煤矿开拓、采掘（剥）、运输、通风、洗选、安全保障、经营管理等过程的智能化运行，对于提升煤矿安全生产水平、保障煤炭稳定供应具有重要意。
1采煤技术优化提升的重要性
采煤技术发展的重要性首先取决于煤炭资源的不可再生属性。煤炭在人类现代化发展的进程中既无法人工合成，也难以在短时间内被其他形式的资源全面取代。可以说煤炭资源有着不可替代的作用，一旦消耗殆尽，就会对整个人类世界的发展造成巨大影响。鉴于此，需要科学合理地利用煤炭资源，在开采过程中极力避免出现资源浪费等问题，从而最大限度延长煤炭资源的使用年限，提高其使用效能。
2煤矿开采中的智能化技术
2.1远程干预无人化采集技术
新时期下，中国煤矿开采过程中所采用的采煤技术已进入智能化开采控制阶段，而相关的开采流程是一套完整的系统，其基础在于远程干预无人化采集技术。由于技术的不完备，传统煤矿井下综采面工作都由人工完成，其危险系数非常大，各种级别的矿难也不时爆出。为了有效解决这一问题，切实保障煤矿工人的生命安全，在设置智能化开采系统的过程中首要的就是实现工作面无人，通过远程干预、远程控制，实现自动化、智能化的生产模式。基于无人跟机作业、有人安全值守的设计理念，让机器代替人工完成工作面的采集工作，并通过系统中的相应功能，比如方位感知、工作面信息交互、工作面协同控制、采煤机自动运行等，全面实现煤矿井下环境无人的运行要求。
2.2远程遥控技术
为了实现中国采煤技术的全面智能化，还需要匹配相应的远程遥控技术。由于煤炭行业的特殊性及其设备运行环境的危险性，在设计智能化采煤生产远程遥控的过程中，需着重强调以采煤机的记忆切割技术为主、人工远程干预为辅。只有提高采煤机及控制系统的底层逻辑，确保液压支架能完成跟随采煤机的自动动作及采煤运输设备能高度集中化自动化控制，同时匹配相应的智能感知、智能监控系统，对采煤工作面实现全面的网络通信遥控。
2.3智能供液技术
综采作业时支架作为承载作业面围岩体的主要设备，其支护强度的科学、合理能有效减缓顶板下沉速度并降低冲击载荷对支架的威胁，提升作业安全性。针对这一情况，2413综采面通过在支架护帮板安设压力感应装置和行程感应装置，实现对支架支撑参数的实时监测。相关信息会第一时间传递至控制中心，通过计算机的分析，确定支架供液参数，从而智能调节支架支撑情况，进行智能供液，实现支架对地质条件适应性的显著提升。
3不同场景不同技术的应用
在煤矿信息传输与交互时应注意，对于不同场景，要使用不同的技术来适应生产需要，尽管5G从各方面领先于其他已有的信息技术，但5G设施的建设成本投入巨大，且在过往的时间里，各煤矿已不同程度建设完成了部分信息传输设施，很多设备投入时间短，全部推倒重建显然不符合实际。尽管5G技术在智能化采面及无线控制信号传输中表现优异，但并不意味着4G和Wi-Fi技术在智能化矿山建设中毫无用处。例如：在井下视频通话和语音通话中，4G所展示的性能及标准可以满足使用需求；对于固定地点设备的视频监控和信号传输，有线传输更稳定且成本更低，实际应用中与无线传输对比并没有明显劣势；对于条件较好空间的无线传输，往往Wi-Fi技术的低成本更具优势。所以，在未来智能化矿山建设中，要充分利用现有设备及目前先进的通信技术，形成井下4G+5G+Wi-Fi无线通讯网络与工业环网“一张网”，针对不同场景及应用选择最合适的技术，实现矿山无线网络全覆盖，实现三网合一，使视频、数据采集、语音功能在一个平台得以实现。
4煤矿智能化开采技术的创新与管理
4.1采煤机与液压支架信息实时交互技术的开发
提高煤矿企业的煤炭开采效率，实现煤矿企业智能化开采技术的不断创新对企业来说就显得尤为重要。而在现有的开采技术当中，采煤机以及液压支架并不能够实现信息的实时动态共享，这就会很容易出现采煤机与液压支架不能够很好的进行配合，这就使得三角煤截割工艺得不到很好的实施，从而严重影响了煤炭开采的效率。而采煤机与液压支架信息实时交互技术的开发不仅可以实现两者之间信息传递及时有效，还可以使三角煤截割工艺得到很好的施行，从而提高企业的自动化切割水平以及煤炭开采效率。而该技术更加注重设备之间的协调性，比如，当采煤机工作尚未完成时，液压支架会立刻接收到该信息，从而降低其自身的运转速度来等待采煤机运转进度与液压支架保持一致，之后采煤机以及液压支架共同进入下一工作流程，反之，如果液压支架工作尚未完成，采煤机也会立刻接收到该信息，之后降低其自身的运转速度来等待液压支架运转进度与液压支架保持一致，然后同时进入下一流程当中。
4.2加强综采工作面找直技术
在煤炭实际开采过程当中，煤炭表面的平整度以及液压支架的直线度对综采工作面是否稳定会产生严重的影响，这会直接导致产出质量以及产出效率，从而影响企业效益。因此，在实际煤炭开采工作中，为了使综采工作面的智能化以及开采工作运转的稳定性都得到进一步的提升，就需要对综采工作面的找直技术进行改进、优化并加强。通过对综采工作面找直技术的优化，并利用自动化的巡逻检查设备、导航仪以及热成像仪等设备仪器，来实现井下采矿作业全流程的实时动态监控，并对相关设备的运转情况，原煤炭矿石周围的环境等信息进行收集、加工、处理以及分析，监控系统根据最终汇总得出的结论，来控制综合工作面自动修正找直，从而提高整个采矿的工作效率以及产出质量。
5智能化采矿技术的发展
从采矿技术来说，中国采煤工作经历了人工开采、机械开采、自动开采等阶段。随着科学技术的进步及计算机技术在各个行业中的应用，智能化采矿技术也被提上日程。智能化采矿技术是以信息化和自动化技术为基础，结合人工智能和大数据等手段建立智能化开采系统，实现对煤矿的智能开采。智能化采矿在一定程度上可不依赖于人工干预，通过计算机系统实现自主决策，并反馈给执行端。智能化采矿技术可实现自主感知、自主决策、自主协同、自主执行等功能，涵盖了切割、支护、运输等煤炭生产的全过程。
结束语
通过上述分析，可以看出，随着信息技术的不断发展，云技术、大数据时代的到来，煤炭行业如果想恢复改革开放时期的繁荣景象，就必须紧跟时代步伐，运用大数据，结合云技术将智能化技术运用到开采工作当中。
参考文献
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