煤礦智能化開采關鍵核心技術分析

郝朋

摘要：對于煤炭行業的發展來說，智慧煤礦的發展和建立是該行業發展史上的一技術革命，也是該行業進行轉型的戰略目標。在進行智慧煤礦的建立過程當中，智能化開采是非常重要的核心技術。因此在新時代的發展下，應當總結過往發展的經驗，利用目前的新技術新科技不斷提高核心技術水平。并且建立數字化的礦山，在開采的過程當中，將高效開發的技術和清潔技術進行結合和創新，對管理部門進行改革，運用信息化、數字化等先進的科學技術對傳統的煤炭行業進行改造和創新。這樣才能夠實現智慧煤礦的高效綠色發展，促進煤炭行業的進步，為我國社會經濟的發展提供有利的支持。

關鍵詞：煤礦;智能化開采;關鍵核心技術;分析;

1.智能煤礦平臺建設

智慧煤礦所擁有的功能需要符合現實情況和煤礦發展需要，進行智能煤礦平臺建設，主要是針對以下這些智能系統進行設計。煤礦多系統綜合管理操作平臺其主要是面向礦山建設，它所擁有的功能非常強大，包括信息感知、傳感器和智能設備等。同時，還可以解決礦山智慧化建設過程中存在的問題，象常見數據存儲割裂、資源混亂等問題，其可以對生產過程實行自動化安全監督，還可以進行信息管理，這些對于礦井管理決策科學來說，是非常有幫助的。在建設管理操作平臺時候，其平臺是應該具備以下這些功能和特性。第一，平臺需要具有全面數據標準化。所有進入操作平臺中的數據，應該使用統一標準格式，數據可以用同一種格式來進行交換或者存儲。通過這樣的手段，數據在交流互通當中就不會存在障礙。第二，平臺需要具備統一數據存儲方案。所有監測數據都要使用統一存儲方案，數據存儲、查詢性能在統一存儲方案當中能夠得到保障，也可以方便數據人員對數據進行合理科學的管理，可以充分地避免數據出現資源混亂問題。第三，平臺需要具備數據傳輸的實時性和穩定性。在傳輸數據的時候，其要有很強的實時性，能夠解決一些數據延遲問題。而且，這個功能對于決策來說也會比較有效果。其所需要穩定性，是為了解決通信不穩定問題。只有穩定下來，才能夠讓智能系統長時間運行。第四，平臺需要具備組態化可配置。適當在操作系統前后端架設全面組態化開發，要能夠支持應用和業務邏輯快速組態化，而且，要能夠在配置中心進行統一配置。第五，平臺需要可以進行大數據分析。可以支持數據接入和全維度管理，能夠與大數據平臺保持高效性聯系，可以支撐大數據技術應用，數據應該可視化。第六，平臺需要具備開放性。要能夠支持多種開采設備應用和部署，可以運用在各種領域，也能夠跟其他更先進智能裝備對接。

2智能化開采的關鍵核心技術

2.1地下開采裝備需要具備精確的定位和導航功能

在智能煤礦和智能化開采的過程當中，精確地定位和導航，是保證煤礦順利開采正常掘進的重要保障。只有通過地下開采定位導航模型才能夠保障在實際的煤礦開采過程當中相關設備能夠對開采路線進行明確的定位和測量，設備也能夠嚴格按照路線機型煤礦的開采。但是在實際的地下煤礦開采過程當中，由于地下環境較為復雜，而且封閉的地下環境也阻擋了信號的傳遞，因此實現準確的定位和精確的導航難度較大。在目前的地下煤礦開采過程當中， 一般是通過GIS地理信息的系統導航等方式來實現的定位和導航，但是該技術的應用還存在許多問題。比如說該技術的成本投入較高，而且精度不夠高，對于一些復雜磁場環境下的煤礦無法進行精確的導航。核心芯片的技術不夠高，對于局部的定位不夠準確。

在井下還只能使用4G的無線通信技術，5G的高速無線通信技術還未被突破。目前在礦井下的定位系統還不夠精準。并且在井下的導航還無法對障礙進行躲避。在進行煤礦挖掘過程當中，掘進機還無法進行精確的制導。在該技術當中輔助無人駕駛系統還未進行開發。這也需要研究人員針對這些問題進行深入的分析研究，早日找到技術突破點，促進該技術的發展。

2.2在開采的過程當中應用智能探測技術

在煤礦開采過程當中的智能探測技術主要分為3種。（1） 煤巖分界技術。該技術是利用單天線和多普勒街達的脈沖來進行信號的發送和接收，工作信號在接觸到煤巖層的過程當中信號會減弱，而且會反射回發射區域。通過這一方式就能夠將煤層和巖層進行區分。在判斷的過程當中，通過反射波的波長和頻率來判斷煤層和巖層的分界面，但是反射波的波長和頻率會受到發射波的影響，也會受到煤層厚度的影響。（2） 煤矸放落自動識別技術。煤矸放落自動識別技術能夠對煤層礦物質的成分進行分析，但是該技術在實際操作過程當中一直存在著技術方面的難題。該技術實際上是利用飛秒脈沖產生的電場來對礦層的物質結構進行分析和鑒定，在實際的應用過程當中，由于技術難度較大，因此很難進行操作。（3）超前探測技術。該技術在使用過程當中的精確度較高，能夠得到較為精確的結果，也不用事先對物質的成分進行分析，使用范圍也較廣，在多種條件下都能夠進行使用。

2.3在進行開采工作時，設備故障自動化處理過程中存在的問題

在煤炭進行自動化智能開采的過程當中，保障設備能夠連續自動的進行開采，設備能夠可靠的進行運轉是自動化智能開采的核心內容。然而在實際的開采過程當中難免會出現設備的故障，在設備發生故障時，能夠發現設備故障的原因，及時的進行自動化處理，保持設備正常穩定運行是自動化開采過程當中技術上的難題。在以往的自動化智能開采過程當中，一般是針對某- -設備的某-故障問題進行有針對性的研究，然后設計相關的技術來解決這一問題，但是對工作面可能出現的問題以及自動化處理沒有進行過深入的分析和研究。這種情況也嚴重影響了設備故障自動化處理的發展，也限制了智能化煤礦開采的進步。

3智能化開采過程中的注意事項

為了促進智慧煤礦和智能化煤礦的開采，提出以下幾點解決對策。（1）提高數據的獲取和利用率，在煤礦開采的工作面，利用精度較高的儀器和設備，構造更加完善的數字化模型來獲取相關的數據。充分利用所獲取的數據在井下對設備進行精確的定位和導航。（2） 使設備擁有智能決策的能力。提高設備的自主學習能力，這樣能夠有效地提高設備的智能化開采水平和效率。（3）對技術設備進行研發。對于一些關鍵性技術進行攻克，對于不適合進行煤礦開采的設備，或者是已經落后的設備進行淘汰，選用更加先進的設備進行煤礦的開采工作。對傳統的煤礦開采方式和生產模式進行改革。應用智能化--體化的開采方案來進行煤礦的開采，這樣也能夠解決市場發展不平衡的問題。

3結語綜上所述，對于煤炭行業的發展來說，智慧煤礦的發展和建設是該行業發展史上的-次技術革命，也是該行業進行轉型的戰略目標。在進行智慧煤礦的建設過程當中，智能化開采是非常重要的核心技術。因此在新時代的發展下，應當總結過往發展的經驗，利用目前的新技術新科技不斷提高核心技術水平。

參考文獻

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