煤礦采礦智能自動(dòng)化技術(shù)在安全生產(chǎn)中應(yīng)用的探究

摘要：煤礦采礦智能自動(dòng)化技術(shù)在安全生產(chǎn)中的應(yīng)用，是現(xiàn)代礦業(yè)發(fā)展的重要趨勢(shì)，采用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)采礦過程的全面監(jiān)控、安全風(fēng)險(xiǎn)的精準(zhǔn)預(yù)防與控制，快速進(jìn)行安全事故的快速響應(yīng)與處理，具有重要意義。基于此，分析煤礦采礦智能自動(dòng)化技術(shù)在安全生產(chǎn)中的應(yīng)用意義，提出應(yīng)用措施，為提升煤礦采礦安全水平提供助力。

關(guān)鍵詞：煤礦采礦"""智能自動(dòng)化技術(shù)""安全生產(chǎn)""智能巡檢

Research"on"the"Application"of"Intelligent"Automation"Technology"in"Coal"Mining"in"Safety"Production

ZHAO"Hongyan

Zhengzhou"Coal"Industry"（Group）"Zhengxin"Coal"Industry"Co.，"Ltd.，"Zhengzhou，"He’nan"Province，"452371"China

Abstract：The"application"of"intelligent"automation"technology"in"coal"mining"in"safety"production"is"an"important"trend"of"modern"mining"development."The"use"of"advanced"technologies"such"as"Internet"of"Things，"cloud"computing，"big"data"and"artificial"intelligence"can"realize"comprehensive"monitoring"of"mining"process，"accurate"prevention"and"control"of"safety"risks，"and"rapid"response"and"handling"of"safety"accidents，"which"is"of"great"significance."Based"on"this，"the"application"significance"of"intelligent"automation"technology"in"coal"mining"in"safety"production"is"analyzed，"and"the"application"measures"are"put"forward"to"provide"assistance"for"improving"the"safety"level"of"coal"mining.

Key"Words："Coal"mining;"Intelligent"automation"technology;"Safety"production;"Intelligent"inspection

近年來，隨著煤礦采礦智能化技術(shù)的快速發(fā)展，智能化與自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)水平得到不斷提升，安全生產(chǎn)的控制受到廣泛重視，而煤礦采礦智能自動(dòng)化技術(shù)在安全生產(chǎn)中的應(yīng)用具有深遠(yuǎn)意義，有助于加強(qiáng)采礦作業(yè)的全面監(jiān)控能力，降低安全風(fēng)險(xiǎn)問題的發(fā)生率，提高安全生產(chǎn)效率。因此，在新時(shí)期的環(huán)境下需要結(jié)合煤礦采礦安全生產(chǎn)的需求，科學(xué)采用智能自動(dòng)化技術(shù)，改善生產(chǎn)的安全性，達(dá)到預(yù)期的目的。

1"煤礦采礦智能自動(dòng)化技術(shù)的作用

1.1"有助于采礦的全面監(jiān)控

智能自動(dòng)化技術(shù)中安裝傳感器、監(jiān)控?cái)z像頭等設(shè)備，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)煤礦井下的瓦斯?jié)舛取囟取穸鹊拳h(huán)境參數(shù)，監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、人員位置等信息，借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)時(shí)傳輸至地面控制中心，使管理人員能夠全面直觀分析井下情況，快速發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，為采取預(yù)防措施提供有力支持。

1.2"有助于降低安全風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生率

智能自動(dòng)化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)煤礦開采過程中各個(gè)環(huán)節(jié)的精準(zhǔn)控制，采用預(yù)設(shè)的安全參數(shù)和算法系統(tǒng)能夠自動(dòng)判斷并預(yù)警潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。例如：瓦斯?jié)舛瘸^設(shè)定閾值，自動(dòng)報(bào)警并啟動(dòng)通風(fēng)設(shè)備降低瓦斯?jié)舛龋⑶抑悄茏詣?dòng)化技術(shù)還能夠利用數(shù)據(jù)分析預(yù)測(cè)設(shè)備故障并提前進(jìn)行維護(hù)，避免因設(shè)備故障而引發(fā)的安全事故。

1.3"有助于提升安全生產(chǎn)的效率

智能自動(dòng)化技術(shù)能夠優(yōu)化采礦作業(yè)流程，提高生產(chǎn)效率，科學(xué)采用自動(dòng)化設(shè)備和智能調(diào)度系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)采礦作業(yè)的連續(xù)、高效運(yùn)行。智能自動(dòng)化技術(shù)還能夠減少人工干預(yù)，降低人為操作失誤導(dǎo)致的安全事故風(fēng)險(xiǎn)，提升生產(chǎn)效率，保障工作人員的生命安全。

2"煤礦采礦智能自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的措施

2.1"安全風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)防措施

2.1.1"智能監(jiān)控系統(tǒng)與環(huán)境感知

智能監(jiān)控系統(tǒng)是預(yù)防安全風(fēng)險(xiǎn)的重要工具，采礦安全監(jiān)控人員可以在現(xiàn)場安裝傳感器和監(jiān)控設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)瓦斯?jié)舛取⒌叵滤弧⒃O(shè)備性能等礦山動(dòng)態(tài)，發(fā)現(xiàn)潛在危險(xiǎn)并采取措施。例如：利用高分辨率攝像頭和機(jī)器視覺技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)巖體裂紋的變化、支架的穩(wěn)定性、任何可能導(dǎo)致滑坡或坍塌的異常移動(dòng)，運(yùn)用模式識(shí)別技術(shù)識(shí)別分類各種不同的地質(zhì)和環(huán)境模式，預(yù)測(cè)可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)問題。同時(shí)，安全監(jiān)控人員可以借助人工智能（Artificial"Intelligence，AI）礦用攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)井下的實(shí)時(shí)監(jiān)控，將視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_(tái)，完成視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)高效管理，攝像機(jī)運(yùn)用AI算法實(shí)時(shí)分析檢測(cè)是否出現(xiàn)危險(xiǎn)行為，對(duì)異常行為進(jìn)行預(yù)警，有效預(yù)防安全事故的發(fā)生。

2.1.2"智能聯(lián)動(dòng)與災(zāi)害預(yù)警

智能化系統(tǒng)集成礦山的各種監(jiān)控和控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)智能聯(lián)動(dòng)，一旦檢測(cè)到異常情況，系統(tǒng)可以自動(dòng)采取措施來避免事故的發(fā)生。例如：黃陵礦業(yè)集團(tuán)有限公司一號(hào)煤礦深度融合智能風(fēng)險(xiǎn)管控系統(tǒng)，當(dāng)檢測(cè)到有人闖進(jìn)危險(xiǎn)區(qū)域，系統(tǒng)會(huì)立即停止設(shè)備運(yùn)行并發(fā)出語音警報(bào)，地面調(diào)度指揮中心收到違章信息，開始跟蹤處理。因此，在煤礦安全生產(chǎn)過程中，需要積極采用智能聯(lián)動(dòng)技術(shù)，有效進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)防。同時(shí)，需要運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析。機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)完善風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，完成對(duì)礦山潛在災(zāi)害的智能預(yù)測(cè)和預(yù)警，數(shù)據(jù)分析預(yù)測(cè)礦井內(nèi)的變化趨勢(shì)，為操作人員提供關(guān)于何時(shí)、如何介入的建議，應(yīng)對(duì)礦井中的危險(xiǎn)氣體積聚或巖層移動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。

2.1.3"人員定位與行為分析

人員定位系統(tǒng)是預(yù)防安全風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵方式，煤礦采礦安全監(jiān)控人員需要利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)和射頻識(shí)別技術(shù)，借助固定或移動(dòng)的基站將人員的位置信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，實(shí)現(xiàn)人員的實(shí)時(shí)定位、追蹤管理，實(shí)時(shí)掌握人員在礦山中的分布情況、數(shù)量、位置等，對(duì)礦山突發(fā)事故和重大危險(xiǎn)源進(jìn)行提前預(yù)警，做好事故后的高效救援。

2.1.4"智能穿爆技術(shù)與無人機(jī)應(yīng)用

智能穿爆技術(shù)是實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制爆破過程的關(guān)鍵技術(shù)，能夠減少爆破對(duì)礦山環(huán)境和人員的影響，煤礦采礦安全監(jiān)控人員需要積極采用智能穿爆技術(shù)，精確計(jì)算爆破參數(shù)，保證爆破效果的同時(shí)，降低對(duì)周圍環(huán)境的破壞。同時(shí)，運(yùn)用無人機(jī)進(jìn)行爆破警戒，借助無人機(jī)搭載的傳感器和AI識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)爆破全流程信息化、可視化，提高爆破安全管理水平，完善礦山的日常巡檢和監(jiān)測(cè)體系，提供高分辨率的圖像和視頻數(shù)據(jù)，全面發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患[1]。

2.2"安全風(fēng)險(xiǎn)的控制措施

2.2.1"通風(fēng)系統(tǒng)的安全控制

通風(fēng)系統(tǒng)是煤礦安全生產(chǎn)的重要組成部分，智能自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用可以提升通風(fēng)系統(tǒng)的安全性，因此，安全監(jiān)控人員需要積極運(yùn)用智能監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)礦井內(nèi)的空氣質(zhì)量、瓦斯?jié)舛龋凑毡O(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，保證礦井內(nèi)的空氣流通和有害氣體濃度控制在安全范圍內(nèi)。例如：傳感器檢測(cè)到某個(gè)區(qū)域的有害氣體濃度增加，立即通知中央控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)再進(jìn)一步指導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)的調(diào)整，保證礦工的安全，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、自動(dòng)化運(yùn)行，減少人工干預(yù)的頻率強(qiáng)度，提高通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性[2]。

2.2.2"機(jī)械設(shè)備安全控制

機(jī)械設(shè)備是煤礦生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，其安全性直接關(guān)系到生產(chǎn)效率、工作人員的生命安全，因此，安全監(jiān)控人員需要采用智能自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，引進(jìn)自動(dòng)化設(shè)備降低機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過程中的安全風(fēng)險(xiǎn)。例如：遠(yuǎn)程操作允許操作員在安全的環(huán)境內(nèi)遠(yuǎn)程控制挖掘機(jī)和運(yùn)輸車輛等采礦設(shè)備，避免直接暴露于礦山中的危險(xiǎn)環(huán)境中，并且智能巡檢機(jī)器人等自動(dòng)化設(shè)備可以代替礦工在危險(xiǎn)環(huán)境下作業(yè)，降低工人傷亡風(fēng)險(xiǎn)，或運(yùn)用智能巡檢機(jī)器人輔助礦工完成礦井下爆破、爆破器材運(yùn)輸?shù)任ｋU(xiǎn)作業(yè)，提高生產(chǎn)的安全性。

2.2.3"防護(hù)設(shè)施安全控制

防護(hù)設(shè)施是保障員工生命安全的重要屏障，煤礦采礦安全監(jiān)控人員需要積極采用智能自動(dòng)化技術(shù)，注重智能化改造升級(jí)，提升防護(hù)設(shè)施的安全性。例如：井下變電所高壓柜全面智能化改造中，應(yīng)用六點(diǎn)測(cè)溫、壓敏電阻動(dòng)作保護(hù)、自動(dòng)除潮加熱、弧光保護(hù)等多項(xiàng)功能，配置門禁系統(tǒng)和智能巡檢機(jī)器人，真正實(shí)現(xiàn)無人值守，提高工作安全性，因此，在實(shí)際工作中，需要重視煤礦采礦防護(hù)設(shè)施的安全控制。同時(shí)，安全生產(chǎn)監(jiān)控人員還需要運(yùn)用智能安全預(yù)警系統(tǒng)完成防護(hù)設(shè)施安全控制，借助集成算法、算力、平臺(tái)一體化滿足礦山在災(zāi)害監(jiān)測(cè)、預(yù)警和管理等方面的具體需求。例如：華自超算的礦山AI預(yù)警監(jiān)測(cè)解決方案，以礦山安全生產(chǎn)為核心，實(shí)時(shí)對(duì)地面和井下關(guān)鍵點(diǎn)位進(jìn)行礦山安全監(jiān)測(cè)預(yù)警，提高礦山安全管理水平。

2.3"安全事故的處理措施

2.3.1"應(yīng)急響應(yīng)與救援

在煤礦采礦安全事故發(fā)生后，快速、準(zhǔn)確的應(yīng)急響應(yīng)和救援行動(dòng)至關(guān)重要，相關(guān)安全生產(chǎn)監(jiān)控人員需要積極運(yùn)用智能自動(dòng)化技術(shù)建設(shè)應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)、智能救援裝備，提高應(yīng)急響應(yīng)能力與救援效率。例如：采用智能系統(tǒng)快速啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，指導(dǎo)救援人員迅速到達(dá)事故現(xiàn)場，采取有效的救援措施。同時(shí)，運(yùn)用無人機(jī)、智能巡檢機(jī)器人等智能救援裝備，在危險(xiǎn)環(huán)境下進(jìn)行救援作業(yè)，降低救援人員的風(fēng)險(xiǎn)[3]。

2.3.2"事故分析與復(fù)盤

事故分析和復(fù)盤是提升安全生產(chǎn)水平的重要工作，工作人員需要借助智能自動(dòng)化技術(shù)對(duì)事故數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、分析處理，明確事故發(fā)生的原因與規(guī)律，為制定針對(duì)性的預(yù)防措施提供依據(jù)。例如：利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，從大量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中挖掘潛在的安全隱患，為預(yù)防性措施提供寶貴的時(shí)間，借助模擬訓(xùn)練、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，為礦工提供身臨其境的訓(xùn)練體驗(yàn)，提高在面對(duì)緊急情況時(shí)的應(yīng)對(duì)能力，改善生產(chǎn)的安全性。

2.3.3"安全控制體系完善

在煤礦采礦中，安全控制體系是保障安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)，相關(guān)工作人員需要重點(diǎn)完善安全控制體系，運(yùn)用智能自動(dòng)化技術(shù)中的數(shù)字化、信息化技術(shù)，提升安全管理制度的執(zhí)行效率、監(jiān)管水平。例如：建設(shè)基于數(shù)字孿生的智慧煤礦安全管控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山安全的全面監(jiān)控和管理，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)礦山的安全狀況，發(fā)現(xiàn)處理安全隱患，對(duì)安全監(jiān)控工作進(jìn)行規(guī)范化建設(shè)，保證安全控制工作規(guī)范、高效。另外，隨著新技術(shù)的引入，安全控制體系需要不斷更新完善。例如：對(duì)于新引進(jìn)的自動(dòng)化采礦設(shè)備，需要編制相應(yīng)的操作規(guī)范和應(yīng)急響應(yīng)計(jì)劃，保證設(shè)備的安全運(yùn)行、工作人員的生命安全[4]。

3"煤礦采礦智能自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用趨勢(shì)

3.1"技術(shù)融合與創(chuàng)新

未來煤礦采礦智能自動(dòng)化技術(shù)將與更多先進(jìn)技術(shù)相融合，主要是5G通信、區(qū)塊鏈、數(shù)字孿生等技術(shù)的融合，進(jìn)一步提升煤礦開采的智能化水平，為安全生產(chǎn)提供更加有力的技術(shù)支撐。例如；5G通信具有高速率、低時(shí)延、大連接的特點(diǎn)，為煤礦井下數(shù)據(jù)傳輸提供更加可靠、高效的通道，有助于實(shí)現(xiàn)井下設(shè)備的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和智能調(diào)度。

3.2"系統(tǒng)集成與協(xié)同

未來煤礦采礦智能自動(dòng)化技術(shù)將更加注重系統(tǒng)的集成與協(xié)同，應(yīng)積極構(gòu)建智能化的綜合管控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)井下各系統(tǒng)之間的信息共享和協(xié)同控制。例如：建設(shè)綜合管控平臺(tái)整合井下環(huán)境監(jiān)控、設(shè)備監(jiān)控、人員定位、災(zāi)害預(yù)警等多個(gè)子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息的集中展示和智能調(diào)度，提升煤礦開采的整體安全性。運(yùn)用智能化的協(xié)同控制算法實(shí)現(xiàn)對(duì)井下各設(shè)備的智能調(diào)度和協(xié)同作業(yè)，優(yōu)化開采流程，提高生產(chǎn)效率，降低安全風(fēng)險(xiǎn)[5]。

3.3"智能化裝備與機(jī)器人應(yīng)用

未來煤礦采礦智能自動(dòng)化技術(shù)將更加注重智能化裝備和機(jī)器人的應(yīng)用，需要完善裝備、機(jī)器人的自主性與智能性功能，替代人工完成更加危險(xiǎn)繁重的作業(yè)任務(wù)，同時(shí)完善遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障診斷、自主導(dǎo)航等功能，按照井下環(huán)境參數(shù)和作業(yè)需求自動(dòng)調(diào)整運(yùn)行狀態(tài)，提高作業(yè)安全性[6]。

4結(jié)語

綜上所述，煤礦采礦智能自動(dòng)化技術(shù)在安全生產(chǎn)中的應(yīng)用具有深遠(yuǎn)的意義和廣闊的前景，智能自動(dòng)化技術(shù)可以對(duì)煤礦采礦進(jìn)行全面監(jiān)控、精準(zhǔn)預(yù)防控制、快速響應(yīng)處理等，提升煤礦開采的安全性，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和融合創(chuàng)新，煤礦采礦智能自動(dòng)化技術(shù)將在安全生產(chǎn)中發(fā)揮更加重要的作用，為煤礦企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有力支持。

參考文獻(xiàn)

[1]"曹夢(mèng)寧.深海采礦車行走控制技術(shù)與可視化研究[D].上海：上海大學(xué)，2023.

[2]"張錦濤.液壓支架群自動(dòng)化后人工調(diào)控決策技術(shù)研究[D].太原：太原理工大學(xué)，2023.

[3]"鄒云.低壓電力線授時(shí)中的OFDM分集技術(shù)研究[D].北京：中國科學(xué)院大學(xué)（中國科學(xué)院國家授時(shí)中心），2023.

[4]"王振帆.煤礦采礦智能自動(dòng)化技術(shù)在安全生產(chǎn)中的應(yīng)用研究[J].能源與節(jié)能，2024（11）：45-47.

[5]"蔡峰，王陳書略，黃韶杰.煤礦智能礦山自動(dòng)化開采技術(shù)與應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，"2023（2）：130-132.

[6]"劉銘.煤礦智能礦山自動(dòng)化開采技術(shù)與應(yīng)用[J].數(shù)碼-移動(dòng)生活，2023（8）：391-393.