采煤工程中智能采煤技術應用效果分析

摘 要：在現代化礦山生產中，采煤是一項非常復雜的系統工程，需要多種機械設備協同作業、需要工作人員與機械設備緊密配合，盡管如此，在傳統采煤過程中仍然很容易發生危險，使礦工的生命健康受到威脅，使礦山在經濟領域蒙受損失，智能采煤技術的出現和廣泛應用，讓這種情況得到了大大改觀，一方面，智能采礦技術是利用機器人來完成各項采煤工作，大大提高了生產效率；另一方面，智能采煤技術還可以實時監控采煤現場包括溫度、濕度、氧氣濃度等指標的情況，不但大大提高了生產的安全性，也讓礦山的經濟收益更加有所保障。文章簡要介紹了智能采煤技術的概念及其特點，重點分析了采煤工程中智能采煤技術的應用效果與實踐舉例。

關鍵詞：智能采煤技術；特點；應用效果；實踐舉例

采煤，即一項“把有價值的煤炭資源從地下或地表分離出來，并運離現場”的過程。由于煤礦礦床是以層狀賦存在地質結構中的，因而在分布上具有范圍廣、儲量大、煤質脆、易切割破碎等特征，并且在開采過程中還經常會面臨水、火、粉塵、瓦斯等風險的威脅，因此，對采煤技術也有著非常嚴格的要求。近年來，隨著綠色發展理念、可持續發展理念、循環經濟等的興起，對采煤技術的要求也越來越高，正是在這樣的時代背景下，對采煤工程中智能采煤技術應用效果進行實踐性分析，才獲得了業界的廣泛重視。

一、智能采煤的概念及其技術特點

所謂“智能采煤”，指的是在開采煤炭的過程中，應用現代通信技術、物聯網技術、云計算技術、大數據技術以及人工智能技術等先進科學技術手段，采用具有自主感應、決策、控制和執行能力的采煤機、液壓支架、刮板輸送機、轉載機、破碎機、帶式輸送機等智能化裝備，通過遠程操控方式實現對采煤作業現場進行自動化控制的一種高效、安全的煤炭開采方法，相較于傳統采煤作業而言，智能采煤表現出了這樣幾個技術特點：

1.在智能化方面，具有不需要人員跟機作業的特點；

2.在自動化控制方面，具有一鍵啟停操作的特點；

3.在人工管理方面，具有讓監測中心和地面控制中心實現遠距離運行的特點。

二、采煤工程中智能采煤技術應用效果分析

智能采煤技術將自動化、機械化、信息化融為一體，利用互聯網技術對采煤作業設備實施控制，不僅讓煤礦企業的生產效率得到明顯提高，而且還有效降低了現場作業人員的勞動強度和面臨的風險威脅，現將其應用效果分析如下：

1.在生產效率方面，通過引入機器人、數據智能化、算法優化、機器人等先進科技手段，可以自主完成采煤工程中的諸如勘探、鉆井、爆破、裝載、運輸等各個環節的工作任務，相較于傳統煤的機械設備生產工藝，智能采煤技術不僅可以對煤礦生產過程進行實時監控、調度和管理，還讓采煤工藝也同時獲得了非常大的發展，進而實現了對采煤生產作業過程的自動化控制和操作，提高煤炭開采的效率和質量，并使采煤現場作業秩序更加規范化，因而也大大地提高了煤礦的生產效率。

2.在經濟效益方面，應用自動化生產線、機器人等，可以實現自動化、智能化生產；應用物聯網和分布式控制系統，可以建立不同生產單位之間交互平臺，實現信息共享；應用設備運行實時狀態監控、故障報警、診斷分析系統，可以實現對生產任務的實時指揮、調度、調整和重新分配；利用運輸自動化設備，可以實現對煤炭和生產資料的及時輸送到位；應用在線自動檢測系統，可以實現對設備運行狀態的實時記錄；在競爭激烈的市場環境中，降低了生產成本，促進了經濟效益的提高。

3.在生產安全方面，在采煤作業過程中，由于受到客觀條件和技術水平等的制約，經常會伴有各種危險的發生，比如，傳統煤礦開采中的瓦斯突出、煤塵爆炸、火災等的危險性就非常大，但如果采用智能采煤技術，通過應用自動控制、遙感監測、預測預警等手段，就可以實現對采煤作業現場情況的實時監測，及時發現安全隱患、發出報警，為應急處置贏得時間，為減少礦工生命健康和礦山經濟損失起到了有效的預防作用。

4.在資源配置方面，一方面，在傳統采煤技術中，低品位礦石和復雜共生礦石常常不能被有效利用，而應用智能采煤技術則可以實現對這些礦產資源的精細調配，提高資源利用率；另一方面，在傳統生產資源配置中，主要是依賴人工經驗和現場測試，很難做到準確到位，而應用智能采煤技術，則可以實現對采煤作業現場各種數據的實時分析和處理，減少人工干預，更加合理地調配人力、物力、財力等資源，進而實現對生產資源的最優配置。

5.在環境保護方面，相較于傳統采煤作業中存在著大量粉塵、有毒有害氣體、水污染等環境問題，應用智能采煤技術，通過智能化配合，既可以實現對煤礦石的精細化分選和對廢渣的綜合利用，又可以實現對煤炭的去除雜質和分級等處理，減少廢渣產生量，同時還可以實現對有毒有害氣體和廢水的實時處理，從而減少廢物污染、實現節能降耗、保護生產環境，推動礦山采煤作業實現綠色發展。

6.在可持續發展方面，鑒于當好采煤技術正在向智能和環保的方向轉型，符合國家產業政策，因此在發展潛力上還有很大的上升空間，同時，隨著智能采煤技術發展速度的加快，也因此推動了智能采煤技術的不斷迭代升級，并對推動行業實現高質量可持續發展產生積極的影響。

7.應用中的短板，盡管智能采煤技術在生產效率、經濟效益、生產安全、資源優化配置、環境保護、高質量可持續發展等諸多方面展示出了強大的生命力，但是，受技術條件的限制，也暴露出來了一些短板，比如，大量的技術投入和設備更新，導致技術成本的不斷被拉高；又比如，采煤過程涉及大量數據產生和傳輸，如何保障這些數據的安全性對智能采煤技術是一個極大的考驗；再比如，對互聯網通信技術的高度依賴，容易導致在網絡環境不穩定情況下設備運行出現異常或數據中斷等問題；對于這些不足之處，要保持清醒的認識，要準備好應對預案。

三、采煤工程中智能采煤技術應用實踐舉例

1.機器人協同作業，利用機器人群協同作業，可以實現高效、智能的采煤作業，提高采煤效率。

2.透明化采煤，利用AI技術，可以實現對采煤過程的實時監控，提升采煤的自動化水平。

3.智能掘進，利用采煤機記憶截割、支架自動跟機、遠程集控和一鍵啟停等功能，可以實現掘、支、錨、運的全面機械化作業，提高生產效率。

4.礦石分選，利用人工智能分選系統，可以實現對廢石中有價值礦物的實時識別，提高回收率。

5.環境數據，利用人工智能進行快速有效數據分析，可以實現對風險的有效降低。

6.智能礦燈，利用智能礦燈的定位、視頻、無線通信和環境監測等功能，可以實現對現場采煤作業人員的實時監控。

7.電子圍欄，利用電子圍欄的聲光報警和設備停機功能，可以實現對采煤作業人員人身安全保障的提升。

8.預測性維護，利用人工智能預測維護系統，可以實現對設備故障維護的提前規劃。

9.無人駕駛，利用無人駕駛，可以實現對運輸效率的提高和對人工成本的降低。

10.智能決策，利用大數據分析技術，可以實現對選煤流程的優化和對生產質量的提升。

四、對采煤工程中智能采煤技術應用前景的展望

智能采煤技術的出現，是信息化與工業化深度融合的產物，也是在采煤技術領域發生的一場深刻革命，其有效規避了傳統采煤作業中存在的人工干預問題，利用智能感知、智能調控、自主導航等先進的智能化技術，實現了對采煤作業過程的自動、獨立完成。未來，隨著對人工智能技術的不斷創新發展和對智能采煤技術的進一步擴展應用，其市場前景和發展前景都會越來越廣闊，并將為整個行業創造更大的發展空間。

參考文獻：

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