富源县墨红富盛煤矿有限责任公司 云南曲靖 655000
摘要：煤炭在我国的能源生产中一直占据主导位置，随着近些年科技的不断发展，煤炭行业相关生产技术的不断更新，煤炭开采逐渐从机械化开采发展为自动化开采，并开始向智能化开采迈进。本文通过介绍当前煤矿智能化开采技术的发展方向，并详细分析了当前在煤矿智能化开采技术领域，包括可视化、无人化和自动化方面的创新。最后结合目前煤矿开采实际，分析了实现煤矿智能化开采中存在的一些问题和相关发展方向
关键词：煤矿开采；智能化开采；技术创新；煤矿管理
我国是一个煤炭资源储量十分丰富的国家，煤炭在我国的能源生产中一直占据主导位置。近些年来，随着社会经济的不断发展，我国的煤炭产量也呈现持续地快速增长态势。煤炭能源作为中国的重要能源，对其进行的高效、安全地开采是我国煤炭行业能够持续高效发展的必然需求。随着近些年科技的不断发展，煤炭行业相关生产技术的不断更新，煤炭开采逐渐从机械化开采发展为自动化开采，并开始向智能化开采迈进，智能化开采技术也得到了较大的发展。
一、煤矿智能化开采技术的发展方向
煤矿智能化开采技术的发展方向是通过将技术提升到更高的水平，实现煤矿的全智能自适应开采。这其中就包括提升遥控感知技术，实现对矿内环境和设备状况的全面感知，并通过远程控制技术实现对开采设备的远程操控。同时基于实时采集的煤矿智能化开采大数据，利用深度学习的方式，形成一系列针对不同开采环境的智能化开采策略。另一个煤矿智能化开采技术的发展方向是利用计算机视觉识别、多媒体信息汇总和三维仿真技术的手段对所采集开采数据进行分析，使煤矿只能开采技术达到能够自主识别并分析开采环境与开采装备的实际状态，在此基础之上调节自动化控制系统进行决策与控制，并向开采设备下达执行命令，从而实现真正的智能化开采。
二、目前煤矿智能化开采中存在的问题
目前我国发展煤矿智能化开采仍存在许多问题，其中最重要的一点装置设备的稳定性不足。无论从装置的感知性和可执行性还是设备的系统架构和操控性能，目前的成套装备的均存在一定的缺陷。装置设备对与煤矿智能化开采的支撑不够，导致了煤矿智能化开采的发展缓慢。其次是智能化开采技术的不足。这其中就包括围岩结构和矿压显现的规律尚不清楚，导致无法实时对煤矿实施情况进行预测和处置，从而导致开采设备无法推进。缺少高精度感知方式，导致对煤矿内的空间信息无法感知。同时自动化控制系统无法与煤层信息进行关联，控制系统无法及时响应煤层空间的变化，智能化交到得审案进行。另一方面智能化开采理念、标准和管理等配套措施的缺失，也阻碍了煤矿智能化开采的发展。
三、煤矿智能化开采技术的创新
（一）煤矿智能化开采的可视化
关于煤矿智能化开采的可视化创新一般包括两个部分，首先就是利用视频摄像头在低照度环境下获的清晰视频及图像信号的技术。在低照度的环境下，摄像头在试图获得比较清晰的视频或图像资料的过程时，外界系统会向系统内引入高斯噪声，从而影响整体可视化监控效果。为了应对煤矿内低照度的开采实际，则需通过使用低照度视频增强技术来减小高斯噪声，以此来解决由于照度不足所引起的视频细节不清晰的问题。
根据双边滤波方法，可以提出了一种适应性更强的空域累积滤波，使用该方法不仅可以提高实现像的亮度，同时降低视频图像的高斯噪声，从而适应煤矿智能化开采的可视化对于可视化的要求。另一个部分就是保持摄像设备在污染环境下保持清洁的能力。关于这个部分可以使用压缩气体在镜头前形成气体屏障，将摄像设备与开采环境内的高污染粉尘进行隔离，避免粉尘对摄像设备的污染。
（二）煤矿智能化开采的无人化
煤矿智能化开采的无人化是煤矿智能化的关键指标，无人化对于设备的要求很高，这其中就包括对于外界信息的感知能力、快速的信号传输能力、灵敏的中故障处理能力以及高效的信号反馈能力等。对于实际的煤矿开采过程，实现无人化需要多方面的技术创新。其中对于设备装置的自动化控制系统、操作环境下的互联网传输系统以及视频图像信号的通讯系统等领域的要求更高。实现无人化煤矿智能化开采的系统至少须有以下几部分组成，包括采煤自动控制系统、刮板机控制系统、液压支架电液控系统、三机联动控制系统、成套设备故障诊断系统、视频监视系统和矿用以太网系统等。
（三）煤矿智能化开采的自动化
对于煤矿智能化开采中自动化的定含义是在相关安全保障系统的保护下，通过远程遥控的方式控制煤炭开采生产设备。通过监测其工艺参数，利用采煤设备的自主定位与导航系统、自动识别系统、液压支架电液控制系统和刮板运输机的紫铜运输系统完成自动化采煤过程。同时利用操作环境自动监控系统、井下高通讯系统和计算机控制系统等，对作业程序进行优化，从而实现煤炭开采的无人化。实现煤矿智能化开采的自动化需包括以下几个方面的创新。首先是对于采煤设备的智能控制，例如将变频采煤机进行技术改造，增加记忆截割、自动调正控制和姿态矫正功能，从而更好地实现采煤机远程监测与控制，满足采煤设备的自动化控制的要求。液压支架电液控制技术。其次是需要采用SAC液压支架电液控制系统。通过系统中的位置识别系统、网络连接系统和数据传输技系统，实现液压支架的远程自动话控制。然后需要实现对于环境的可视化监视系统。采用低照度摄像系统、多画面显示系统和实时视频切换系统，实现对开采设备运行状况和工作环境的监视。最后就是各开采设备的协同控制系统。结合光缆和CAN总线通信技术形成新的信息传输网络，利用该网络将设备的运行参数和现场视频图像信息呈现在远程监控台上，由自动化控制系统进行参数的匹配性分析，协同操作相关设备的远程控制。
四、结语
随着科技的不断发展，我国的煤矿智能化开采技术已经有了长足的进步。但是在一些关键的技术环节仍存在一定的短板。这其中有装备与技术的问题，也有管理方法、研发投入和队伍建设等原因。这些问题都需要相关从业者和研究人员，进一步加大投入去解决的。只有大力发展煤矿的智能化开采技术，才能实现煤矿开采的无人化、确保开采人员安全、提高开采利润、减少资源的浪费统，实现煤矿的高效智能开采。
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