陕西延长石油巴拉素煤业有限公司 陕西省榆林市 719000
摘要：近年来，我国对煤矿资源的需求不断增加，煤矿智能化开采技术也越来越先进。我国是能源消耗大国，对煤炭资源的需求量较大，为能满足市场中对煤炭资源的需要，这就要求在煤矿开采的环节要提高工作的效率，结合当前智能化发展的时代要求，将智能化关键技术应用到煤矿开采中去，提升煤矿开采的效果。基于此，本文首先就煤矿智能化开采的需求以及开采中关键核心技术详细探究，希望能从理论层面就智能化开采关键核心技术的研究，有助于技术推广应用。
关键词：煤矿开采；智能化；关键核心技术
引言
随着工业化进程的发展，对煤炭的需求逐步提高，但受自然资源的限制和煤炭开采难度不断提高，以及煤炭智能化开采作业受传统通信技术的制约发展较为缓慢。基于通信网络延迟、带宽等多方面的限制，难以形实现根本性突破，这也间接导致人工智能、大数据等各种新型通信技术无法广泛应用在煤炭开采行业中。随着通信技术的不断发展，特别是5G技术具有低延时、大带宽、广连接等各项优势，通过对其进行信息化改造升级，能够打通不同应用场景间的信息交互，加速行业应用，推动行业发展。
1煤矿开采面临的问题
（1）作业面环境恶劣，摄像仪器在应用过程中的清晰度容易遭受水雾、粉尘等各项因素影响，特别是逆风采煤时，操作人员无法看清煤岩界面的具体情况，因此，采用远程视频对采煤机运行状态干预难度较大。（2）液压支架在具体应用时难以达到理想效果，其只可以被应用在作业面阶段性应用，不能将其作为一种主流模式长期运行，只能被用于少数矿区内，造成这一问题的原因是采用的支架跟机自动化程序，以及参数及流程都过于单一，难以适应多变作业面环境。（3）采用记忆截割技术时，采煤机在运行时无法适应作业面煤发生的变化，因此，采煤机记忆切割只能适合应用在条件相对简单的作业面上。（4）缺少监控系统，在采煤期间，仍需要现场作业人员依据作业面具体情况，采取人工方式对煤矿开采中采用的各项设备调整。
2煤矿智能化开采关键核心技术
2.1地质雷达关键核心技术
煤矿开采过程中采用智能化开采技术是提高开采质量的重要保障，地质雷达关键核心技术作为重要技术组成部分，能为煤矿智能化开采起到促进作用。煤矿开采工作主要是在地层中实施，所以对岩层准确识别煤层是比较关键的，这就需要采用智能化技术，要对煤层位置准确判断，以及对煤层厚度准确识别，如此能为调整液压支架高度提供有效参考。煤层的偏差如果超过可控的范围，就容易对采煤机工作质量和效率产生不利影响，容易出现截割岩层的问题。所以通过地质雷达智能化关键技术应用，能为煤层的位置判断以及对煤层厚度的判断达到准确的目的，通过将地质雷达关键技术和其他的技术相结合应用，将红外成像技术和其他辅助技术相结合应用，能保障工作面周围地质三维成像的准确度，这对实际煤矿开采工作的质量控制有着积极意义。采用地质雷达关键技术和其他辅助技术综合应用，能够对煤层以及顶板和煤层下岩层等形成立体化的观察效果，这对提高煤矿开采的质量有着保障。
2.2以5G技术为基础的高精度实时定位与服务
现阶段，煤矿开采期间，矿井定位系统更多都是以蓝牙、超宽带、ZigBee等各种无线传输技术进行应用，这能够提高定位的精准度，同时，能够单独布设各项基础设时，并且难以确保实时性。5G技术的低延迟作为基础，开发5G网络井下定位与定用服务系统都是未来一段时间发展的主要方向，加强对煤矿开采精度和各种车辆管理应用，从而使煤矿开采中，各项移动装备管理难度和实时控制得到解决。
2.3大断面巷道变形智能控制技术
科技的进步提高了综采工作面的信息化水平，同时，各种先进的设备被引入到煤矿生产中，对回采巷道提出加大巷道断面的要求。大断面巷道与目前一般断面的巷道变形破坏规律存在相同之处，开挖巷道之后，若不及时选择科学合理的支护措施，就会导致巷道的塑性区和破坏区逐渐增大。而这2个区域的扩展是循序渐进的过程，如果及时施加高预紧力锚杆支护，就能够确保巷道的稳定性。因此，当前大断面煤巷围岩变形的有效控制方法是及时采用高预紧力锚杆及锚索支护措施。但综掘智能化工作面对大断面巷道变形要求具有智能感知与控制的功能，所以应深入探索其围岩稳定机理及变形规律，从而实现良好的自动化控制效果。
2.4复杂生产环境下的智能决策技术
目前我国智能化开采难以实现常态化智能开采的关键在于综采装备系统缺乏对动态环境的自主决策和自适应控制能力，由于缺乏对多源异构生产大数据进行深度挖掘的算法以及复杂开采环境对综采装备的影响机制理论及模型尚不完善，无法有效探知开采过程多源、多维度、多模态数据间的关联规律，进而难以根据环境变化对装备行为做出最优路径决策。复杂环境下的智能决策技术是将互联网、人工智能、数据标准化传输、云计算等技术深度融合，对矿井生产大数据进行关联分析、深度挖掘、深度学习，分析矿山开采过程中的装备运行状态、围岩应力场、瓦斯分布场等多种类、多层次、多特征信息的耦合及影响关系，建立复杂开采环境下智能决策模型，并通过人机交互方式辅助智能决策，通过不断地进行模型优化直至可以达到对生产大数据的实时、快速、准确分析和决策。
2.5井下数据分析关键核心技术
煤矿智能开采过程中对井下数据分析关键核心技术科学应用下，这对提升煤矿开采的质量有着保障。数据分析是当前煤矿智能开采中比较关键的工作，只有保障数据分析的质量，才能有助于提升煤矿开采的质量。大规模复杂化系统数据分析工作的实施，在生产过程中会产生海量数据信息，数字煤矿智慧逻辑模型的应用，能有助于提高数据分析的整体质量。数据分析中逻辑模块需要从诸多传感器中获得煤矿井下的详细信息数据，工作人员要采用相应信息数据，提升煤矿开采挖掘的质量，保障能规律化的剖析，解决了数据分析的问题，就能保障煤矿智能化生产的质量。当前的数据分析关键技术还需要突破多种类以及多层次，多特征数据信息的分析难点，以及在面向视频内容识别的大数据处理分析平台的运用方面，要进一步优化，保障数据生产过程的分析效率。
2.6视频监控智能化技术
煤矿开采过程中，综掘工作面的条件比较复杂，很多问题都会发生，如视频晃动、粉尘含量非常大等，可视远程视频的分辨率相对较低，图像比较模糊，因此，以后应构建相关工况参数的非线性规律关系，研究高清成像问题。
结语
综上所述，煤矿智能化开采是一项综合性很强的技术，一方面可以包括煤矿自身技术外，另一方面还包含了的跨专业和外学科等多个方面的知识，是一项综合性前沿的技术，这是未来我国煤炭行业在一段时间发展过程中主要发展方向，采用煤矿智能化开采技术可以更好的完成煤矿开采作业。
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