煤矿智能化开采技术研究现状及展望

Summary：煤炭是中国的主要能源，保证其安全高效开采具有十分重要的意义。经过多年的发展，煤矿开采技术实现了由炮采向综采的转化，开采效率和安全性大幅度提高，例如工人的效率大幅度提高、百万吨死亡人数大幅下降。基于此，本文将对煤矿智能化开采技术研究现状及展望进行探究。

Keys：煤矿；智能化开采技术；研究现状及展望

1 智能化开采发展现状分析

随着人工智能技术的快速发展，现在已经进入了人工智能时代。为了紧跟时代的潮流，煤矿行业也要实现智能化开采。所谓的“智能化开采”，就是自动化开采的高级阶段，通过机械的自我学习而实现开采的自动化和智能化。智能化开采减少了煤矿开采过程中人的参与，煤炭资源开采的效率更高且更安全，体现了科学技术对于生产力提升的作用。

经过多年的发展，中国的煤矿开采由最初的手工作业（炮采）、半机械化（普采）以及现在的完全机械化（综采），正在向自动化开采转化。目前，只有薄煤层实现了自动化开采，而对于厚煤层，还未实现开采的自动化。现在越来越多的煤矿应用了传感器，中国煤矿已经具备了实现自动化开采的能力。需要区分的是自动化开采和智能化开采这两个概念，自动化开采强调机电设备按照预定的轨迹运行，而智能化开采要求设备按照实际情况选择最优的轨迹运行，显然智能化开采更高级。从自动化开采过渡到智能化开采至少需要10～20a，因此可以说，中国的智能化开采还处于初级阶段，很多技术还处于摸索中。

2 煤矿智能化开采关键核心技术

2.1 地质雷达关键核心技术

煤矿开采过程中采用智能化开采技术是提高开采质量的重要保障，地质雷达关键核心技术作为重要技术组成部分，能为煤矿智能化开采起到促进作用。煤矿开采工作主要是在地层中实施，所以对岩层准确识别煤层是比较关键的，这就需要采用智能化技术，要对煤层位置准确判断，以及对煤层厚度准确识别，如此能为调整液压支架高度提供有效参考。煤层的偏差如果超过可控的范围，就容易对采煤机工作质量和效率产生不利影响，容易出现截割岩层的问题。所以通过地质雷达智能化关键技术应用，能为煤层的位置判断以及对煤层厚度的判断达到准确的目的，通过将地质雷达关键技术和其他的技术相结合应用，将红外成像技术和其他辅助技术相结合应用，能保障工作面周围地质三维成像的准确度，这对实际煤矿开采工作的质量控制有着积极意义。采用地质雷达关键技术和其他辅助技术综合应用，能够对煤层以及顶板和煤层下岩层等形成立体化的观察效果，这对提高煤矿开采的质量有着保障。

2.2 视频监控技术的应用

借助于视频监控技术，可以在开采作业中创造出一个三维立体化的综采环境，让整个的采矿作业流程和各种工艺设备都得到有效模拟。采矿作业中，操作人员可借助于这一技术实现设备作业信息的直观获取，让人机之间达到良好的互动效果，让传统综采工作面作业中的时间限制与空间限制得以有效避免，工作人员可以随时随地进入到系统所模拟的任何一个区域内进行监测与控制。同时，借助于视频监控系统，也可以对各种物体的种类、运动状态以及相关的设备信息等进行准确识别，并对相应的设备进行运行规律模拟，以此来实现具体空间状态确定。

2.3 MOS智慧综合管理关键技术

煤矿开采中应用关键核心技术能有效提高工作的整体质量，通过多系统综合管理操作平台的科学化运用，面向智慧矿山建设一体化的信息感知以及展示和应用的平台，系统中有个煤矿子系统以及智能设备等作为支撑，这对支撑应用业务逻辑功能软件也能发挥积极作用，通过多需求通讯以及云计算技术的综合应用，系统内置智慧安监以及矿区一张图等相应功能模块，这对保障煤矿智慧生产的质量有着积极作用。MOS智慧综合管理关键技术，通过全面数据

2.4 智能采煤机管理分析

在进行智能采煤机的管理过程中，需要将一个远程操作台设置在监控中心，借助于这个操作台，可以对采煤机的具体位置进行监测，并对其发出相应的控制指令。在此过程中，主要借助于MEMS传感技术来进行采煤机具体工作状态和支架工作状态的参数采集，然后对其位置关系进行科学计算，以此来实现采煤机运行轨迹的预测，并使其和其他设备之间达到良好的联动效果。通过这样的方式，便可实现采煤机设备的远程管理与控制，保障其工作效率与工作精度，避免由于采煤机运行情况不佳或者是运行故障所引发的质量问题。

2.5 井下环境监测关键核心技术

煤矿智能化开采技术中对井下环境监测关键核心技术应用是比较重要的，开采企业对煤矿实施的井下开采工作，由于井下环境复杂，会造成井下探测技术使用中受到限制和影响，无法保障准确探测。通过对环境监测技术科学应用，能够在环境监测的质量控制方面得以保障，当前的煤矿开采中环境监测以及振动探测的识别技术已经得到了广泛应用，煤炭探测传感设备，高精度穿透工艺，网络开采传感设备等，这些设备在煤矿开采中都发挥着比较重要的作用，设备技术之间的关联性也比较强，采用相互配合的方式提高技术应用精确度，数据传输计算的质量能得以保障，这对提升煤矿开采工作效率有着保障。

2.6 井下数据分析关键核心技术

煤矿智能开采过程中对井下数据分析关键核心技术科学应用下，这对提升煤矿开采的质量有着保障。数据分析是当前煤矿智能开采中比较关键的工作，只有保障数据分析的质量，才能有助于提升煤矿开采的质量。大规模复杂化系统数据分析工作的实施，在生产过程中会产生海量数据信息，数字煤矿智慧逻辑模型的应用，能有助于提高数据分析的整体质量。数据分析中逻辑模块需要从诸多传感器中获得煤矿井下的详细信息数据，工作人员要采用相应信息数据，提升煤矿开采挖掘的质量，保障能规律化的剖析，解决了数据分析的问题，就能保障煤矿智能化生产的质量。当前的数据分析关键技术还需要突破多种类以及多层次，多特征数据信息的分析难点，以及在面向视频内容识别的大数据处理分析平台的运用方面，要进一步优化，保障数据生产过程的分析效率。

3 煤矿智能化开采技术展望

智能化开采不仅仅注重一些智能算法的开发，更注重的是硬件设备。与此同时，煤矿智能化开采还需要大量的信息化专业方面的人才，但是现在很多煤矿不具备这个条件。与传统的综采工作面不同的是，智能化综采工作面更加复杂，需要控制的信息和设备也更多。智能化综采工作面主要由工作面定位系统、围岩控制系统及运输控制系统组成，包含井下定位、井下视频、装备操作和机器人控制4个基础平台。随着智能化时代的到来，智能化开采成为煤矿行业重要的发展方向。所谓的“智能开采技术”，就是在综采技术的基础上实现无人化及自动化开采。然而中国现在还处于智能化开采的初级阶段，很多技术有待突破。

4 结束语

综上，在通过智能化技术进行煤矿综采工作面的采煤工作中，企业应结合实际情况与实际需求，实现该技术的合理应用，同时也应该对其装备进行良好管理。通过这样的方式，才可以充分发挥出智能化技术的应用优势，进一步提升煤矿综采工作面的作业效率、质量和安全性，保障企业效益，促进企业发展。

Reference：

[1]王林.煤矿智能化开采技术研究现状及展望[J].石化技术,2020,27(12):179-180.

[2]田立贞.煤矿智能化开采技术研究现状及展望[J].当代化工研究,2020(23):13-14.

[3]王宗成.煤矿智能化开采技术研究现状及展望[J].科技创新与应用,2020(20):151-152.

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