刘宾
红柳林矿业有限公司
摘要：新时期煤矿产业发展下智能化开采技术的应用提升了煤矿开采效率和井下作业的安全性。文章通过对煤矿智能化开采技术应用进行分析，探讨开采作业下智能化开采关键技术。
关键词：智能化；开采技术；煤矿开采；关键技术
引言
伴随科技的不断发展,智能化技术逐渐应用到综采工作面中,这使得煤矿采煤效率有了很大提升。同时,鉴于采掘工作面是事故高发区,为尽量降低煤矿开采的事故率,确保采煤工作顺利进行，通过深入探讨智能化开采技术的应用,为日后开采技术创新提供支持。
1煤矿智能化开采技术分析
为推进煤矿智能化开采技术的创新,应实施科学的智慧煤矿顶层设计工作,要统一智慧煤矿标准,建立完善的全面感知网络体系,充分利用大数据技术,形成云服务平台,以满足煤矿开采工作中各部门的需求。技术架构应包括以下几个方面:其一,制定完善的地下精准定位导航系统,以便对开采施工设备的位置有明确的认知,了解矿井下的实际情况;其二,应具备健全的随掘随采探测系统,旨在全面掌握巷道掘进的地质信息,基于此信息实施科学的巷道掘进技术;其三,制定完善的智能快速掘进系统,做好矿井的通风、排水等工作;其四,加强对工作面智能开采系统的研究,进行实时监控;其五,设立科学的危险源预警系统,建立灾害防范体系,以便及时发现煤矿智能开采中的安全问题,并实施针对性措施加以解决,提高煤矿开采施工的安全性;其六,制定矿井全工位设备设施管理系统,旨在加强对煤矿开采工作中各项机械设备的管理,保证所有施工设备的正常运行;其七,制定煤矿物联网智能化管理系统,提高煤矿开采施工的智能化水平。
2智能化开采的技术优势
与传统的综采技术相比，智能化开采的优势体现在两方面。第一，煤矿开采效率提高。智能化开采要实现煤矿开采的无人化，所有流程都要实现自动化。这有助于减少人对煤矿生产的干预，极大地提高了煤矿开采效率。传统综采技术的一些工艺流程都还是由人来操作，而人是有生理极限的，很难持续进行高强度开采作业，这使得煤矿开采效率难以得到进一步提升。第二，煤矿开采更加安全。由于在开采过程实现了无人化和自动化，使得井下所需工人数量更少，这极大地保障了工人的生命安全。智能化开采时，设备多采用自动化控制或远程控制，对煤矿事故的识别更加灵敏。而且，智能化开采时很多设备都有状态自检系统，当发生故障时就会发出预警，可极大程度上减少机电设备安全事故的发生。采用传统的综采技术作业时，煤矿工人需要进行三班轮换作业，时差的不断颠倒不利于工人的生命健康。夜班时发生事故的概率要远远比白班高。目前，一些煤矿采用了智能化开采技术，取消了夜班，这极大地保障了工人的生命健康。
3煤矿智能化开采关键核心技术
3.1精准地质信息系统及采掘探测技术装备
煤矿的地质信息会随着采掘工作的进展而发生不同变化的动态信息。将地址信息精准化是煤矿采掘的基本也是核心，也是智能模块形成的基础条件。所以，开发工作面使用智能采掘系统及装备，将采掘数据与地址信息自动采集、处理、分析从而构建一个精确的四维动态巷道图，将矿井内部全方位信息透明化，从而实现将地质信息、测量数据及巷道掘进动态，形成三维电子图进行管理，这些就是实现智能化煤矿的基础条件。目前，2D与3D地测技术，基本可以实现多个部门进行数据互通共享及重要图件绘制、文件报表报备等工作，在日常的管理工作中合理使用该项技术能够有效地将工作的效率提高，同时，也能使工作的质量得到保证。若想真正意义上实现人工智能开采只凭这些是完全不够的，必须要求技术系统可以随着开采的进度推进自身设备可以实现自动学习、自动更新、自动反馈、自动操作。
当前，首要任务是在现有三维GIS技术管理平台上，将采掘过程中收集的各种数据信息及研发工作面3D地质动态图绘制技术结合，构建出一个透明化采矿的智能化掘进技术与地质分析汇聚一身的管理平台，此平台可以为以后煤矿开展工作提高安全保障。建设煤矿的4D云GIS平台，需要具备能够对多元矿井构造进行检测与数据分析以及能够对煤矿进行GIS图件的绘制等等集为一身的管理平台。其主要可以实现对GIS三维平台的搭建，矿井内部预测数据信息的共享及矿井GIS图形管控和移动客户终端的技术研发等。
3.2实施智慧煤矿物联网技术
当前,在煤矿开采工作中,已开始使用监控系统,对煤矿生产工作进行全面监督和管控,可起到良好的作用。但由于监控系统的厂家各有不同,每个平台的数据接口有一定的差异性,导致平台间的数据难以实现共享,处理数据时较为独立,没有融合,容易形成信息孤岛,产生数据碎片化现象,不利于煤矿智能化开采模型的构建。基于此,应创新煤矿智能化开采技术,有效应用物联网技术,使数据和数据之间互相连通,打破数据壁垒,增强人员与人员之间的交流与沟通,帮助人员全面了解设备的各项数据参数,为煤矿智能化开采工作奠定扎实基础。从以下两个方面进行创新:一方面,需要提供物联网位置服务。利用超宽带定位技术,帮助煤矿开采工作了解复杂环境中的各项参数条件,如温度、湿度、不同介质条件下的定位等。建立健全的协同定位平台,利用激光雷达进行准确定位,根据基站晶振误差的自动补偿,对人员、设备位置进行定位,计算其速度和加速度,保障各项设备的正常运转,避免设备和设备间发生碰撞。另一方面,充分发挥物联网云计算服务的作用,基于分布式计算技术,实现科学的大数据处理,实施有效的数据分析工作,为决策者提供可靠的信息。其涵盖的数据类型包括但不限于生产管理数据、时序数据、音视频数据等;所采用的数据分析方法有回归法、分类法等。
3.3设备故障自动化处理
在进行煤矿开采时，任何一种类型的设备都不可避免出现故障问题。在发生故障之后，设备的正常运行状态将会受到影响，如果当时正处于矿井下工作状态，那么工作人员将无法及时赶到矿井下进行设备故障处理，此时设备的故障，自动化处理技术，就能发挥出它应有的价值。但是就目前为止，自动化处理仍然是人们面临的技术难题。在进行智能化开采时，人们根据不同的问题进行了深入的研究，并提高不同设备的自动化处理技术和处理效率，但受到工作面，故障情况，时间等多种因素的影响，设备故障，自动化处理技术尚未完善。
3.4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。
结语
综上所述，我国煤炭企业的未来发展趋势就是智能化煤矿与智能化开采，将顶层的设计工作做好是进行智能化煤矿与智能化开采的基础，也是重要前提。对此煤矿企业需要重视智能化开采技术的应用，结合时代发展建立完善管理体系，强化智能化平台建设。
参考文献
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