智能化技術對煤礦機電運輸的影響

張國攀

摘 要：近年來，我國整體經濟建設發展迅速，人們生活水平的提高，使得我國對于能源的需求與日俱增，煤礦智能化是煤炭行業高質量發展的核心技術支撐和必由之路.我國煤礦賦存條件復雜多樣，煤炭行業發展面臨一系列難題和挑戰，必須走新智能綠色開發與清潔高效利用發展之路，發展先進產能、淘汰落后產能是行業高質量發展的必要條件。

關鍵詞：智能化技術;煤礦機電運輸;影響

中圖分類號：TD634 文獻標識碼：A

0 引言

隨著我國整體經濟建設的快速發展，我國各行業迎來新的發展空間和發展機遇，使我國快速進入現代化發展階段。大部分煤礦機電運輸已經完成了智能化和無人化，但是在無人化智能工作方面依然存在問題，其中忽視軟件和控制系統情況比較常見，使用的輸送設備具有一定的隨機性，合理使用發電和輸送硬件設備，對于軟件設備設計也需要重視，只有這樣才能整體完成煤炭行業的智能化、一體化以及標準化。

1 在礦井提升機系統中的應用

對礦井作業效果的提升來說，提升機具有十分重要的意義。煤礦井下系統程序繁多且運行速度較高，因此，煤礦設備在使用過程中很容易受到影響。雖然大部分礦井企業都根據實際情況制定了完善的保護方案，但是實際效果不佳。通過合理應用自動化技術，能夠提高提升機的問題自診能力，對設備內部結構進行簡化，使其更具簡單安全的特點。從目前的實際情況來看，我國在數字化提升方面的研究已取得很大進展。

2 技術與裝備保障

我國煤機裝備制造經過40多年的發展，實現了液壓支架、采煤機、掘進機、運輸設備等成套采掘裝備的國產化，支撐了煤礦綜合機械化水平的極大提高，為煤礦智能化奠定了較好基礎。但是，智能化技術與裝備保障不足仍是煤礦智能化建設的“瓶頸”。煤礦智能化建設亟待在新基建、新技術、新材料、新裝備、新產品、新業態上不斷取得突破。要針對煤礦智能化核心技術與裝備加強攻關，從關鍵技術的基礎理論、關鍵元器件、智能傳感器、智能決策與控制技術、特殊材料與制造工藝、智能制造技術、設備的適應性與可靠性關鍵技術等方面開展產學研協同創新，不斷研發新裝備，為智能化煤礦建設提供可靠的技術與裝備保障。

3 以“一個平臺”為核心，提供數據支撐

煤礦安全生產管控一體化平臺包含調度中心，既要完成調度任務，也要完成控制任務，是煤礦安全生產的“大腦”，所有安全生產問題都要在平臺上解決，因此是智能化建設的核心，要重點建設。“一個平臺”集成匯聚井上下各分支系統監控點的視頻流、數據流和信息流，與礦區各子系統實現無縫連接，將安全生產管理和控制運行在一個管理平臺，基于統一的編碼標準和采集標準，采用工業軟件、地理信息系統、人工智能、數字孿生、大數據分析等新一代智能化技術，實現煤礦安全生產設備的數據采集、多源數據融合、生產過程控制、生產設備運維、決策分析管理、故障聯動報警、信息引導發布、移動互聯App等功能。

4 智能化工作面設計的關鍵技術

由于工作面附近的粉塵濃度過高且光線比較暗，必須采用具有很強防塵能力的鏡頭和低亮度感光元件，通常可以采用CCD元件的感光元件。井下衛星定位信號比較弱，很難對設備進行定位，為此采用慣性導航的方式來進行綜采工作面的定位。穩定的圍巖控制是實現安全開采的根本，這就要求液壓支架具有足夠的工作阻力。為此，需要對液壓支架與圍巖的自適應控制、采煤機的自適應控制進行研究。為了使液壓支架與圍巖具有一定的自適應能力，需要液壓支架能對工作面的頂板應力進行實時的測量，并對工作阻力做出調整。目前，液壓支架與圍巖相互作用的機理比較復雜，這使得對圍巖的自適應控制具有一定的難度。智能化開采的關鍵在于使綜采工作面設備具有一定的自主學習能力，能根據實際情況做出最有利的判斷。對于機械設備而言，“大腦”指的是微處理器和智能學習算法，而智能學習算法則是實現自主學習的關鍵。雖然現在開發了一些智能算法，例如人工神經網絡算法、模糊算法以及混沌算法等，但是這些算法都有著其特有的使用環境。

5 危險源智能感知與預警技術

制約因素：井下開采存在頂板、瓦斯、水、火、粉塵等多種災害，目前均已實現了實時監測，但受制于災害發生機理不明確，監測數據類型單一、精度低和可靠性差，致使井下危險源感知、識別、預警和控制等方面存在較多的技術壁壘。5G技術將延時精確控制在10 ms內，滿足了采集礦井下實時監測數據的需求。通過5G網絡實現井下各感知節點的互聯互通，從而實現礦井下監測數據的采集。

6 在監控、監測系統中的應用

煤礦監控系統和煤礦作業安全之間有著緊密聯系，系統監控質量直接影響煤礦開采效果。我國煤礦事業經過多年發展雖然取得了良好成績，但是在系統監控和測試等方面依然存在問題。在早期發展階段，我國將重點放在了自主研發方面，使用的監控系統基本都是國外引進的。在之后的發展過程中，我國煤炭企業更加重視科學技術融入，此方面的研究力度也正在逐漸增加，最終實現了監控系統的自主研發，在技術和監控效果方面也不斷突破，使最終效果得到了優化和升級。這為煤礦企業開展高質量的礦井工作調度提供保障，并實現了對礦井開采作業具體情況的掌握，進而提升了煤礦開采作業安全性。

7 結語

綜上所述，煤礦機電運輸需要建立智能化傳輸系統和井下無人化軌道，在運輸過程中需要融合數據分析系統，整體籌劃無人化智能工作面，只有這樣才能不斷增加設備管理水準，提升礦井作業安全性。

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