生產(chǎn)視角下的智能化礦山建設(shè)及關(guān)鍵技術(shù)探討

羅明坤， 李勝， 范超軍

(1.山西潞安礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司 技術(shù)中心， 山西 長(zhǎng)治 046299； 2.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 礦業(yè)學(xué)院, 遼寧 阜新 123000)

0 引言

當(dāng)前，我國(guó)煤礦發(fā)展面臨著生產(chǎn)成本、作業(yè)安全、從業(yè)人員短缺等諸多挑戰(zhàn)，發(fā)展智能化、無(wú)人化開(kāi)采技術(shù)，建設(shè)智能礦山，是我國(guó)煤炭資源開(kāi)發(fā)，尤其是深部煤炭資源開(kāi)采的必然選擇。國(guó)家發(fā)展改革委和國(guó)家能源局發(fā)布的《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃(2016—2030年)》明確了能源技術(shù)創(chuàng)新的15個(gè)重點(diǎn)任務(wù)，其中重要任務(wù)就是“實(shí)現(xiàn)煤炭無(wú)害化開(kāi)采技術(shù)創(chuàng)新，2030年實(shí)現(xiàn)智能化開(kāi)采，重點(diǎn)煤礦區(qū)基本實(shí)現(xiàn)工作面無(wú)人化”[1]。隨著大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等技術(shù)的不斷突破，傳統(tǒng)礦山正加快向智能化礦山邁進(jìn)[2-3]。

現(xiàn)有礦井的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)已建成或部分建成了工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)、無(wú)線網(wǎng)、專網(wǎng)、調(diào)度指揮中心、數(shù)據(jù)中心及各專業(yè)子系統(tǒng)[4-6]。調(diào)度通信子系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)程控調(diào)度、無(wú)線通信、井下廣播等功能。監(jiān)測(cè)監(jiān)控子系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)控、頂板壓力、水文監(jiān)控、人員管理等功能[7]。自動(dòng)化控制子系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)主副井提升、主煤流運(yùn)輸、水泵房、變電所、掘進(jìn)工作面、采煤工作面等的遠(yuǎn)程控制[8-10]。專業(yè)應(yīng)用子系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化、地測(cè)防治水、一通三防、采掘計(jì)劃、機(jī)電設(shè)備等的初級(jí)模塊化管理[11]。現(xiàn)有生產(chǎn)礦井和在建礦井已基本實(shí)現(xiàn)了煤礦數(shù)字化，為煤礦智能化建設(shè)奠定了良好的基礎(chǔ)，但從煤礦智能化的總體層面來(lái)看，還存在如下一些亟待解決的問(wèn)題：