煤礦智能化開采技術的創(chuàng)新及管理措施研究

周清

摘 要：文章基于對煤礦智能化開采控制系統(tǒng)的介紹，分析煤礦智能化開采的幾個創(chuàng)新階段，對目前的幾種煤礦智能化開采創(chuàng)新技術進行研究，并對未來開采技術的發(fā)展趨勢進行展望。

關鍵詞：煤礦智能化開采技術;創(chuàng)新;管理

1引言

在目前我國城市建設速度和工業(yè)化進程都不斷加快的同時也對煤炭能源的需求量有了更大的需求，同時隨著各項先進科學技術在煤礦開采中的應用也提升了煤礦開采技術水平，尤其是智能化技術的應用，大大提升了煤礦開采作業(yè)的自動化水平。尤其是目前智能化開采控制系統(tǒng)的應用，在推進煤礦開采技術創(chuàng)新的同時，實現(xiàn)了煤礦開采效率和安全性的提升，而且也提升煤礦產業(yè)經(jīng)濟和社會效益。

2煤礦智能化開采概述

如圖2.1所示，目前煤礦智能化開采控制系統(tǒng)中主要有智能感知、智能決策和自動執(zhí)行等部分組成，而且此系統(tǒng)中所應用各類設備具有自主學習和自行決策的能力，可以發(fā)揮其感知、控制和自我修復能力來實現(xiàn)煤礦開采中的真正智能化和無人化開采。目前常用煤礦開采智能化控制系統(tǒng)主要可以實現(xiàn)對工作面圍巖的控制、煤巖層面的截割以及煤流的運輸?shù)龋瑫r表現(xiàn)出液壓支架、采煤機以及運輸設備的智能化特點。

3煤礦智能化開采創(chuàng)新階段

我國的煤礦智能化開采創(chuàng)新主要經(jīng)歷了以下幾個階段，一是核心基礎階段。在此創(chuàng)新階段中主要是建立基礎性平臺，并且對礦井中的各類信息按照統(tǒng)一的編碼規(guī)則進行編碼，建立數(shù)據(jù)儲存和共享交換平臺相關硬件和軟件。并且進行支撐性系統(tǒng)的建立，結合各種勘探數(shù)據(jù)進行礦井上下建模并實現(xiàn)可視化，同時也建立有關生產、經(jīng)營與安全管理等內容的核心管理系統(tǒng)。

二是關鍵急需階段。在上述創(chuàng)新階段所建立的系統(tǒng)和平臺的基礎上，在此階段中主要是結合礦井實際情況建立與安全生產有關的預測預報和管理系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對設備故障的智能診斷以及礦山生產安全隱患的閉環(huán)管理等。

三是完善強基階段。在此階段中不僅對上述兩個階段所建立的基礎和系統(tǒng)進行不斷完善，而且還要建設經(jīng)營管理、門戶網(wǎng)站應急移動決策等系統(tǒng)，并保證上述系統(tǒng)之間的協(xié)同運行。不僅對各種經(jīng)營管理系統(tǒng)和平臺進行建立，而且還建立各種移動門戶和智慧礦山門戶網(wǎng)站等平臺。

4煤礦智能化開采創(chuàng)新技術

4.1煤礦開采定位系統(tǒng)

在煤礦智能化開采創(chuàng)新技術中，將開采定位系統(tǒng)融入此智能化平臺中，可以確保開采定位符合開采技術要求。但是由于井下的電磁信號比較微弱，增加了衛(wèi)星信號的接收難度以及開采定位難度。因此，在GIS定位信息系統(tǒng)的基礎上，通過高精度磁場導航技術、井下高精度定位技術、局部定位導航技術、高速無線通信技術等創(chuàng)新技術的應用來保證所獲取定位信息的準確度以及確保定位的精準性。比如可以通過GIS技術與RS傳感器的應用來全面監(jiān)控礦井，通過監(jiān)測系統(tǒng)來分析數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對礦井開采情況的掌握。還可以通過GIS技術的應用來預測煤層底板的突水情況，通過遙感和物探技術來創(chuàng)建突水模式，實現(xiàn)對底板突水的準確預測。

4.2礦井智能平臺數(shù)據(jù)分析技術

針對復雜的礦井條件以及礦井開采中所涉及的大量數(shù)據(jù)，需要通過數(shù)據(jù)分析技術的應用，在多功能傳感器獲取各類思維地測地理信息、勘探等數(shù)據(jù)以及真三維監(jiān)測監(jiān)控組態(tài)數(shù)據(jù)等基礎上來發(fā)掘其中的價值，總結數(shù)據(jù)中的規(guī)律并應用在智能化開采平臺中，實現(xiàn)煤礦開采控制能力的提升，保證開采工作的順利完成。

4.3智能煤礦開采記憶截割技術

在人工自動化操作采煤機的基礎上，通過記憶截割技術的應用可以通過不斷學習和記憶進行自動截割計劃的制定，通過此技術的應用還可以自主定位煤礦開采工作面并向位置傳感器傳遞定位信息，在智能化開采平臺掌握上述信息并進行煤礦開采計劃的安排。在上述技術應用中還需要將傾斜計安裝在采煤機的搖臂上對采煤機進行實時跟蹤，保證其搖臂工作角度在-20°～45°的角度范圍之內。

4.4煤礦井下環(huán)境全方位檢測技術

由于井下作業(yè)環(huán)境比較惡劣且存在電磁干擾，這就需要通過全方位檢測技術的應用，結合環(huán)境感知技術以及各種傳感器、探測儀以及高精度穿透技術等準確尋找電磁信號并對井下環(huán)境的實時信號和畫面進行呈現(xiàn)，為煤礦開采提供準確的探測資料。

5煤礦智能化開采技術的創(chuàng)新優(yōu)勢

通過對煤礦智能化開采技術的不斷創(chuàng)新，逐漸實現(xiàn)智能化無人開采技術的應用來降低人工生產危險性，同時通過國內智能化開采技術的發(fā)展和創(chuàng)新，也提高了智能化開采配套設備的國產化進程，打破國外技術壟斷。還可以實現(xiàn)人工勞動強度和成本的降低，提升工人幸福指數(shù)，實現(xiàn)煤礦開采效率和經(jīng)濟效益的提升。

6結語

在目前的煤礦開采作業(yè)中，通過智能化技術的應用來實現(xiàn)智能化采煤作業(yè)以及無人化采煤作業(yè)，同時也對煤礦開采定位系統(tǒng)、智能平臺數(shù)據(jù)分析技術、記憶截割技術以及全方位檢測技術等進行創(chuàng)新，實現(xiàn)煤礦開采效率的提升，同時也確保人員安全，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

參考文獻

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