煤礦智能化開采關鍵核心技術分析

（華亭煤業集團新柏煤礦公司 甘肅 744000）

1.引言

目前中國在能源資源方面的供應中，煤炭占據著重要的地位，不僅如此，在世界能源資源的結構體系中，煤炭將會持續發揮著自身的主體地位。在經濟全球化的大背景下，我國與世界各國展開了緊密的交流與合作，在信息時代與智能時代的雙重疊加下，我國煤炭要積極創新相關技術，在煤炭開采的過程中運用智能化開采手段，不斷提升煤礦的開采效率，促進煤礦行業持久而高速的發展。利用智能化開采，能夠提高煤礦的開采效率與質量，確保我國的能源安全與穩定，更有助于推進綠色工業革命的進程。由此可知，在煤炭開采的過程中運用智能化開采手段具有重要意義。在煤炭開采過程中運用智能化技術對煤礦進行開采，要及時解決在開采過程中遇到的技術難題，不斷推進我國煤炭在生產過程中實現智能化、高效化、安全化、綠色化的現代工業生產目標。

2.智能化煤礦的具體含義

所謂“智能化”就是指利用互聯網、大數據、云計算等高新技術，讓機器能夠代替人工去完成相應的工作。在煤礦開采的過程中利用智能化技術進行開采，就是利用先進的儀器設備，讓這些先進的儀器設備在工作的過程中擁有對環境的感知能力，對事物的判斷能力，對事物進行處理的決策能力以及按照相應的程序有較快的執行任務的能力[1]。這些先進的儀器設備能夠通過人類設定的高級程序，不斷在工作過程中收集相關的信息數據，并自動進行保存與識別，不斷對收集到的信息數據進行總結，從而讓自身在工作方面完成的更加出色。這就相當于人在工作中不斷積累工作經驗是一個道理。

煤礦智能化開采實際上就是在煤礦自動化開采的工作系統中，加入了相應的技術與程序，讓機器設備能夠對系統中的信息數據進行自動的識別與學習，通過對這些知識進行積累，準確的對機器的操作進行指揮，提升煤礦在開采過程中的工作效率。例如：利用煤機裝備去檢測煤礦井下的實際情況，通過智能化的識別與圖像視頻的傳輸，能夠讓人清晰的了解地下煤礦的情形，對圍巖條件的準確把握，此外，該儀器設備能夠通過收集到的井下數據，對開采煤礦工作過程中一些相關的參數進行自動顯示，節約煤礦開采的成本，提高煤礦開采的效率。

要實現煤礦開采的智能化，最重要的就是在開采的過程中對智能化煤機裝備的使用，該裝備能夠有效的解放人類的體力勞動與腦力勞動，通過自主的收集信息、分析信息、學習知識、積累經驗，在面對不同煤礦開采的實際環境中都能夠有效的發揮自身的作用，真正實現在煤礦開采過程中的無人化運作模式。智能化煤礦開采，實際上就是以自動化系統為基本框架，在煤礦開采的工作中結合現代化智能開采理念，利用互聯網、云計算、大數據等技術，對煤礦工作中的相關數據信息進行收集與分析，自主進行決策與行動，根據不同的開采環境能夠有針對性的對數據進行精準調整，讓煤礦開采在實際操作過程實現智能無人化操作。

3.煤礦開采運用智能化的優勢

煤礦開采過程中出現安全事故是不可避免的，由于煤礦開采井底的環境十分復雜，即使在做了充分的安全保障措施后，仍不能防止安全事故的發生。安全事故帶來的最大危害就是造成施工人員的傷亡，這給社會帶來了非常不良的影響。將煤礦開采工作中減少人員的參與，利用智能化的設備代替人工，能夠從根本上極大的解決人員傷亡問題。此外，利用智能化煤礦開采技術，能夠有效提升煤礦開采的工作效率，在一些需要人為去進行數據的計算工作中，智能化設備能夠又準又快的將計算結果呈現給技術人員，極大的簡化了工作人員的工作內容，也提升了工作效率[2]。

4.煤礦智能化開采關鍵核心技術具體展現

運用智能化煤礦開采已經成為現代煤礦行業的發展共識，是煤礦轉型升級的重要保障。這對于市場上有關于煤礦開采的相關儀器與設備在智能化、信息化方面的技術也在不斷推陳出新，在煤礦開采的過程中智能化核心技術也在日益發展成熟[3]。比如：對煤礦開采過程中井下實時監控的技術、利用設備對煤炭開采進行精準探測的技術、對在煤礦開采過程中對設備進行智能化控制的技術等等。由于目前我國對煤炭開采的過程要求越來越嚴，要保證環境不受污染，生產過程中要確保工人的生命財產安全，對開采出來的煤炭要符合相關的質量標準等等，加上目前存在煤礦的地方地下情況都較為復雜，這為煤礦的開采過程增加了不小的難度，因此，在我國煤礦開采的過程中，不斷提升與完善智能化開采關鍵核心技術顯得尤為重要。

(1)煤礦井下綜采裝備監控核心技術

在煤礦開采的過程中，要對煤礦井下的綜采裝備進行位置的確定與測量，以確保綜采裝備在工作中能夠完美的運行智能化控制。由于煤礦開采井下的環境十分復雜，要對綜采裝備在煤礦井下進行實時的監控，必須運用高質量的導航系統，綜采裝備在井下進行工作運作時，還可以通過紅外線高清攝像儀以及三維激光掃描儀對井下工作的實時狀態利用構建模型以及視頻圖畫傳遞出來。但這些儀器的使用在實際的操作過程中仍會存在一定的弊端。例如：在綜采設備進行工作時，井下的環境會涌現許多的粉塵，這些粉塵會嚴重形象儀器設備傳輸上來的畫面質感，因此，在技術的更新上可以利用專門除塵的視覺傳感器，以保證畫質的清晰度。

(2)圍巖裝備的耦合控制核心技術

要確保煤礦的安全開采，在開采過程中最重要的就是要采用液壓支架設備，同時要不斷提升完善圍巖裝備的耦合控制技術，液壓支架與圍巖的耦合狀態共同為煤礦在開采過程中的安全性保駕護航。目前在我國煤礦開采的工作中，液壓支架設備已經普遍在實際運用過程中實現了自動化，但是在整體工作的推進方面以及支架與圍巖支護的調借工作方面目前還是人工在進行操作，這樣的操作方式嚴重影響煤礦的開采進度，也阻礙著煤礦在開采過程中實現智能化。因此，在圍巖裝備的耦合控制核心技術方面要求提升圍巖裝備的自動調節適應機制，讓圍巖裝備與液壓支架能夠在智能化的控制手段下，不斷提升煤礦開采的效率[4]。

(3)綜采裝備在智能方面的關鍵核心控制技術

在煤礦開采的過程中，要實現綜采裝備智能化，必須提升綜采裝置中的控制裝備水平。控制裝備是否能夠滿足無人化自動操作直接決定著綜采裝備在運用過程中的智能化展現，要在控制裝備方面不斷提升、完善智能化水平，才能讓綜采裝備在煤礦開采過程中實現更高質量的智能化。例如：在對液壓支架進行推移的過程中，采用無人化智能推移技術，利用儀器設備自動計算推移的位置與方向，實現液壓支架在工作過程中的精準移動，推進綜采裝備不斷邁向實現智能化控制的發展道路。

(4)煤礦開采中有效利用機器人作業

隨著人工智能技術的不斷發展，人類在對機器人進行制造與設計方面已經鮮有成效，研發的機器人目前已經普遍出現在人類的生活當中，比如：銀行的智能服務機器人、家政服務機器人、酒店服務機器人等，這些機器人能夠根據相關程序的設定，靈活的處理自己的工作內容，實現與人無障礙的交流。在煤礦開采的工作中，由于開采的條件非常艱苦、惡劣，且持續的時間較長，雖然目前在實際開采煤礦的過程中人類運用了很多先進的機械設備，極大的減輕了人類的體力勞動，但是在這些機械設備進行運作的過程中，還是需要人為的去進行操控，并沒有真正的實現解放人類勞動的目標。因此，在煤礦開采過程中，要實現智能化開采模式，就要在工作中加強對機器人的利用，降低煤礦開采工作中對人產生的危險性，促進煤礦開采工程的高效性。比如：在煤礦井下進行煤礦開采的時候，有些設備在井下不知道出現什么問題就不工作了，此時可以利用設備巡檢機器人，將它放入井下，及時對工作設備進行檢查，反映設備出現的問題以及井下開采的具體情況。

在利用機器人進行煤礦開采的過程中，要注意以下幾方面的事項：①機器人要有極強的感知能力以及清晰的全景式監控設備，這樣才能夠確保機器人在行進時能夠平穩運行并且及時躲避阻礙，到達指定目的地。②機器人要有堅硬的外殼，在遇到煤礦塌陷等意外時，能夠很好的保護自己，不至于毀壞。③機器人的電池要具備大容量、重量輕且防爆炸的功能，能夠滿足機器人長時間作業、易懂便捷以及不易對人產生危險。④要研發對機器人進行無線充電的裝置，方便在煤礦開采過程中對機器人進行便捷運用。

5.總結

在煤礦開采過程中采用智能化開采技術，能夠促進我國煤炭產業快速轉型升級，推進我國煤炭開采過程中關鍵核心技術的不斷完善與優化，在互聯網、信息化的時代大背景下，煤礦開采過程中利用智能化開采技術，緊跟時代的潮流，提升自身在新時期市場上的競爭力。要徹底實現煤炭開采過程的智能化，就要不斷攻克煤炭開采過程中所涉及的關鍵技術瓶頸，不斷采用、研發最新的智能化設備與技術，減少在煤礦開采過程中的人力成本，從根本上保證煤礦開采的安全性，讓煤炭產業能夠更加快速的發展，實現可持續發展理念。