王刚、刘磊
山东新巨龙能源有限责任公司 274918
摘要：目前我国煤炭智能化开发技术尚不成熟，而且很多关键性的技术也没有得以攻破，在此前提下，未来一段时间内，我国相关部门在进行技术路线探讨和研究时，需从新的角度进行研究。例如，地理地质信息系统的透明工作面，工作面复杂环境与智能化采煤的耦合应用。探讨矿山机械智能化发展存在的问题，如设备问题、技术问题、环境问题等，并提出针对性的解决对策，从而提高系统自适应性和故障的诊断技术，进一步提高煤矿智能化开展技术的水平。
关键词：智能化开采；地理地质信息；大数据分析；智能矿山
引言；智能化时代背景下，智能化技术的应用愈来愈广泛，将智能化技术和煤矿开采相结合，有助于创新煤矿开采的形式，提高煤矿开采的质量和效率。“互联网+”以及大数据技术和人工智能技术，在诸多领域都得到了广泛应用，大大的改变了人们的生活以及生活的方式，煤矿资源作为满足人们生活以及工作需求的关键性能源，在前期的开采环节，需要提高开采的效率，保障开采的安全性，这就对智能化开采技术的应用需求大大提高。
1 技术现状分析
采煤机记忆截割，液压支架自动跟机和远程干预控制技术，是目前煤矿智能化开采技术的主要载体。除采煤机记忆截割技术之外，液压支架自动跟机和远程干预控制技术的发展程度较为成熟。采煤机记忆截割在实践使用的过程当中，仍存在不同类型的问题，而且这些问题的存在导致其在使用时不能根据煤层的变化进行自动调整。所以我国煤炭智能化开采的水平相对较低。目前国内外的煤炭智能化开采研究的学者及相关单位，针对采煤机煤岩识别技术进行了深入的探讨，并取得了较好的研究成果。从整体的情况分析，仍存在分辨速度较慢，在恶劣环境下的抗干扰能力相对较弱，以及辨识度差的问题，所以在进行实践操作时，煤岩识别技术的使用价值相对较低。在此背景之下，我们需要从另一角度出发，研究新的智能化技术，解决以上存在的问题。
2 煤矿智能化开采技术研究现状及展望
2.1 在开展过程中应用智能探测技术
目前我国智能化煤炭开采技术的智能探测技术包含煤岩分界技术，煤矸放入自动识别技术以及超前探测技术。其中煤岩分界技术，通过使用单个天线和多普勒雷达进行脉冲发送和信号接收工作，当工作的信号接触煤岩时，信号将会逐渐减弱并反射回发射区域，这时工作人员可根据接收的信号区分煤矿。工作人员在对接收的信号进行具体判断时，可通过反射波的波长和频率对煤矿与岩石之间的分界点进行判断。但是在具体使用的过程当中，反射波的波长和频率在传播时，会受到煤层的厚度以及透射波的影响。煤矸放入自动识别技术是对煤矿物的组成进行分析的一种技术，该技术利用分秒脉冲的电场进行材料结构的识别。超前探测技术具有精确度高的特点，而且它的使用范围非常广泛，不需要对物质的成分进行事前分析以及数据输入，在任何条件下都可以获得较为准确的数据。
2.2 煤矿智能化开采 5G 关键核心技术
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，如通过表 1 所示，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。
2.3 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。
2.4 配套技术
配套技术是确保综采技术顺利推广的条件，其中包含以下几项关键技术，例如围岩探测及控制、综合防尘、视频监测等技术，尤其是大断面巷道围岩稳定机理及智能控制技术等。通常来说，综掘工作面端面跨度相对偏大，大部分是矩形，同时两帮以及顶板大部分是煤层，再就是围岩强度较低、受到多方面的作用力，降低了大断面巷道围岩的稳定性，由此导致巷道支护工作难度加大。所以，进一步提高综掘工作面的掘进效率与质量，还需要加强对其稳定机理及智能控制技术的科研、攻关，确定合适的支护参数，从技术的层面为煤矿生产创造良好的条件。
2.5 安全防控系统逐渐优化
目前我国对煤矿开采安全防控系统的关注度越来越高，因此在煤矿系统中进行安全监测工作是必要环节。除加大煤矿人员下井工作的监控力度之外，还要加强网络系统的监控程度，对矿井存在的问题早发现早处理。同时还要定时定期对矿井的安全系数和各设备的使用情况进行了解，如发现存在安全问题，则需要及时修补。除此之外，煤矿企业还需定时定期对工作现场的机械操作人员进行培训，将其综合素质能力进行提高，从而完
善安全操作系统。在日常工作中，工作人员也需做好工作记录为后期的工作排查和下阶段的工作安排提供数据基础。总而言之，通过真正提高工作人员的安全意识及设备的安全系数，可真正减少煤矿生产意外事件的发生。
2.6 掘锚一体化技术
掘锚一体化技术是综掘工作面中非常有效的一种开采技术，在顶板暴露后锚杆能更好地进行安装、铺网，改善了施工质量与支护速度，具有很好的支护效果，尤其是在顶板条件较差的巷道中也能够取得更好的效果。今后基于悬臂式掘进机的掘锚同步作业联合一体化技术，以及连续采煤机的掘锚一体化技术将是以后发展方向。其中，第一种方法比较适合于我国，是今后的研究趋势，而后者主要应用于国外一些等发达国家，被称作全球煤巷掘进的一次突破性改革。
结语
总之，煤矿智能化开采中运用到的相关关键技术类型是多样的，为能有效提升技术应用的质量水平，这就要求技术应用前做好分析工作，保障选用的智能化技术能满足煤矿开采工作的实际需要，本文通过对地质雷达关键核心技术，装备定位关键核心技术，井下数据分析关键核心技术等技术的介绍，希望能为技术的应用起到积极作用。
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