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煤炭智能开采地质保障技术及展望武文强

发表时间：2021/7/12 来源：《基层建设》2021年第12期作者：武文强

[导读] 煤炭是影响国家经济发展的重要因素，煤炭开采受到了社会各界的广泛关注。随着科学技术不断发展，机械化、自动化及智能化技术逐渐应用于煤矿开采作业

        山西锦兴能源有限公司山西省吕梁市 03300
        摘要：煤炭是影响国家经济发展的重要因素，煤炭开采受到了社会各界的广泛关注。随着科学技术不断发展，机械化、自动化及智能化技术逐渐应用于煤矿开采作业，极大地提高了开采质量与效率，为煤矿行业的健康发展注入了新的活力。煤矿企业应加强重视，逐步完善综采工作面智能开采关键技术，使其为生产服务，提高自身的经济竞争力与社会竞争力。
        关键词：煤炭；智能开采；地质保障技术

        引言
        科学有效的矿井地质保障系统是根据高产高效矿井机械化、集中化程度高的特点，以地质量化预测为先导，以地质勘探、物探、钻探、化探等综合技术为手段，强化对煤层及其结构构造特征、瓦斯安全地质条件、水文地质工程地质、水害防治条件、能源资源综合开发利用等的研究，依托先进的计算机技术、网络技术等实现对生产地质工作的动态管理。它要求为矿井设计、采区布置、生产准备、采煤工作面布置到回采等各个层次或阶段提供可靠的地质保障。因此，要实现煤矿生产的高产高效，除选择优势资源区块为开采场地外，更重要的是系统地掌控影响煤炭开采的地质因素。
        1煤炭智能开采地质保障技术
        1.1 地质雷达技术
        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。
        1.2 5G关键技术
        提升煤矿开采的质量，在通信网络技术的应用环节比较重要，通过将5G关键技术科学应用，和煤矿开采设备进行有机连接起来，这对提高通信的效率有着保障，能为煤矿开采智能化发展提供动力支持。煤矿生产的效率和通信技术的应用效果也有着很大的影响，只有保障通信技术的应用质量才能为煤矿开采作业活动高效开展起到促进作用。通信技术发展和煤矿开采之间有着紧密的关系，随着通信技术的发展进步，煤矿开采的技术水平也在不断的提高，能够对通信技术的发展和煤矿开采之间的发展的关系进行了解。5G关键核心技术应用下，促进了万物互联，在煤矿开采中井下综采工作面以及掘进工作面是局部受限空间，环境也比较复杂，在5G环境下进行部署海量传感器，能够保障获得丰富性数据，为智能决策提供参考依据。5G技术的应用使得地质条件超前精细探测，多源勘探数据融合的4D透明地质重构，设备精准定位与姿态精准感知，大数据处理与知识挖掘，面向煤矿智能化开采的微服务体系架构，总体上提高了煤矿开采的质量水平。

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        2煤炭智能开采地质保障技术未来展望
        2.1智能开采地质保障云平台
        煤炭智能开采是一个多专业、多领域融合的巨系统，地质保障是其重要基础，须将各项地质工作充分融入煤炭智能开采各个系统中，在横向上整合多专业系统，纵向上集成多业务层级，使得煤炭智能开采地质保障体系流程更加完善。煤炭智能开采涉及地质、掘进、开采、通风、机电、运输、排水、安全等多个专业与部门，利用大数据、云计算等技术，采用数据协同及多专业协作机制，建设地质保障云平台：通过建设时空一体化数据库，统一数据标准与口径，利用应力、温度、湿度、浓度等多参数传感器监测技术装备，从而对煤矿地质空间信息动态修正，实现了煤矿生产各部门的信息集成与共享，加大统一管控的能力；通过大数据以及人工智能进行分析和预测，提升决策支持水平，拓展业务集成融合的广度和宽度，信息全面集成，数据标准准确统一。地质保障云平台实现了地质探测数据的数字化分类存储，增强了数据信息的实时性、共享性、标准性及可靠性，为煤矿水害监测预警、瓦斯抽采监测决策、冲击地压监测分析、智能通风监测管控等地质保障工作提供统一平台；提供了地质信息和工程信息共享和协同处理机制以及三维交互可视化展示，为智能开采提供高精度电子地图导航，为数据采集、整合及分析应用提供支撑，优化和重构地质保障工作流程，为智能开采数字化管控提供了地质基础；通过基础设施、数据传输、数据中台、服务中台、服务应用、应用前台和用户入口实现数据、信息、知识的全息透明，在此基础上构建智能地质保障系统，为煤矿生产与决策提供智能地质综合保障，进而实现煤矿的绿色智能开采。
        2.2智能开采地质保障技术标准体系构建
        煤矿智能化给地质保障技术的发展带来了前所未有的挑战和机遇，目前我国仍处于煤矿智能化的探索阶段，相应的煤炭智能开采地质保障技术也处于初级发展阶段，需要不断的完善改进。但由于我国煤层赋存条件复杂多样，不同煤炭企业对煤矿智能化的开采要求、技术路径和发展目标等存在较大差异，相应的地质保障技术需求也不尽相同。此外，如何对煤炭智能开采地质保障技术进行评价也是行业内面临的一个难题，例如如何定义量化指标和评作工作面透明程度等。因此，需要全面分析煤炭智能开采对地质保障技术的要求，深入研究地质保障技术的评价方法，编制相应技术标准，不仅可以规范地质保障技术和装备的应用，还能通过量化指标对地质保障系统进行准确可靠的评价。煤炭智能开采地质保障技术标准体系应包含基础地质工作、矿井水害防治、煤矿瓦斯治理、冲击地压防治和煤矿地质透明化的相关技术与评价方法。基础地质工作指建井、掘进、回采前、回采中的地质勘探工程和具备的地质资料分析、制图等；矿井水害、瓦斯、冲击地压等灾害防治应对其超限预警指标、防治措施等做出相应规定；煤矿地质透明化主要包括数据采集要求、数据处理存储方式、三维建模、透明度评价方法等做出具体规定。煤炭地质保障技术标准体系的构建具有可操作性和高可靠性，有利于提高煤炭地质保障工作的科学性、全面性、系统性和预见性，为煤炭智能开采提供准确可靠的地质基础，从而加速煤矿智能化建设，促进我国煤炭工业的转型升级。
        结语
        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。因此，对于煤矿企业来说，首先管理层要意识到智能化开采技术的重要性，然后积极并大力鼓励提倡煤炭的智能化开采，并对煤炭开采智能化关键技术进行实时创新，从而使企业紧跟时代潮流，提高煤炭开采效率，为企业带来经济效益，提升竞争力。

        参考文献：
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