煤矿智能化开采技术研究现状及展望

煤矿智能化开采技术研究现状及展望

刘小建

榆林神华能源有限责任公司 陕西省榆林市 719000

摘要：随着科学技术的发展和对煤矿井下综采作业效率、综采作业安全要求的不断提升，无人化、智能化综采作业已经逐渐成为煤矿综采的发展趋势。目前，针对井下综采作业空间狭小，临时支护设施多，采煤机、刮板输送机、液压支架之间定位精度差，无法进行联动控制，影响无人化综采作业的情况，提出了一种新的无人综采作业技术方案。采用新的切顶卸压自动成巷支护和智能化联动综采作业技术，为实现无人化综采作业奠定了基础，具有极大的应用推广价值。

关键词：综采技术；煤矿智能化；展望

引言

煤矿产业的快速发展引进了越来越多的现代化技术，而本身的开采技术也在不断开发与完善，但整体发展仍然需要顺应时代发展的趋向与要求，煤矿开采已经实现了基本的机械化，而信息化智能化则是当下时代发展的主流，各个行业都在不断提高自身的智能化和信息化水平，从而加强生产效率。在“十三五”期间，我国的煤矿行业也成功攻克了智能化开采技术难关，研发出综采成套智能控制系统，实现了无人现场操作的智能化开采作业。但受到工作面的影响，一些地质条件和开采条件较差的环境则无法充分适应，因此也需要进一步改善，提高智能化开采技术手段的适应性。

1煤矿智能化开采技术研究现状

对比外国一些发达国家，国内煤矿综采工作面智能化开采技术呈现出一定的滞后性。通过数年的发展之后，国内第一次研制出煤矿综采工作面智能化开采技术。现阶段，国内很多大型的煤矿均运用了煤矿综采工作面智能化开采技术，借助此项措施，不仅增加了日产量，提升了相应的开采率，而且依靠有关智能化监测方式，使煤矿开采的时间得以延长。近些年来，煤炭开采技术得到了飞速发展，使煤矿自动化开采效率与安全性得到有效提升。在此过程当中，煤矿开采技术逐渐实现了智能化，相关设施的利用率也获得了提升，降低了伤亡事故的发生几率。比如，单机自动化能力得到增强，使煤矿综采工作面智能化开采技术的发展更加顺利。结合具体的国情情况，加快煤矿综采工作面智能化开采技术的研发速度势在必行。从当前的情况来看，远程管控采煤技术、智能无人采煤技术等都是主要的研究技术内容[1]。通常情况下，煤矿综采工作面所处的环境十分复杂，而大多数的煤矿综采工作面相应的空间十分狭小，温度与湿度均很高，并且存在着大量的煤尘。有关技术人员操控相关设备的过程当中，一旦碰到瓦斯煤尘爆炸、透水等故障的时候，将导致伤亡事故的发生。鉴于煤矿综采工作面相应的设备系统非常复杂，从前所运用的人为操控方式，显然无法避免产生操控不当的情况发生，导致相关设备的安全性无法获得保障，并且不同设备的运用与监控的过程中，保持彼此独立的运行状态，无法实现相互结合，达到集中化处理有关数据信息的目的。因此，对于我国来说，注重煤矿综采工作面智能开采技术十分必要，一方面，有助于减少相关工作人员的工作任务量；另一方面，达到了集中化管控与监测设备运行数据信息的效果，保证一定的生产安全。

2 在开采的过程中应用智能探测技术

2.1设备故障自动化处理

在实际的开采过程中，不可避免地会发生设备故障等问题。如何在设备故障发生时及时确定故障位置并有效解决故障，进行自动化处理是人们面对的技术难题。在以往的智能化开采过程中，人们往往针对特定问题进行深入的研究与思考，提出对应的问题。但对于工作面发生的问题，由于时间的关系，人们无法进行深入的研究与分析。这也限制了智能煤矿的发展。

2.2煤矿开采定位系统

煤矿智能化开采技术创新中，在智能化平台中融入开采定位系统，针对煤矿开采计划，准确定位，保证开采计划顺利进行。矿井中电磁信号微弱，不能及时接收卫星信号，这方面为煤矿开采定位增加了难度。精准定位系统，以ＧＩＳ定位信息系统为基础，增加高精度磁场导航技术、井下高精度定位技术、局部定位导航技术、高速无线通信技术等，提高矿井开采定位精准性，获取更加精确的定位数据，为煤矿开采计划的顺利完成，开采精准度与效率提高提供技术支持。比如此次煤矿智能化开采中，利用ＧＩＳ技术结合ＲＳ传感器，对矿井采取全方面监控，及时将数据长传导监测系统中进行分析，确保能够随时掌握煤矿开采情况。煤矿将ＧＩＳ技术应用到突水预测中，ＧＩＳ准确预测煤层底板突水情况，通过遥感、物探等资料，计算机进行详细的分析处理，创建突水模式，有效预测底板突水。

2.3视频监控技术

对于煤矿综采工作面模拟采矿系统而言，主要借助提升虚拟现实技术，进而建立起一个三维采矿环境，实现模拟相关运行技术设备以及采煤过程的目的。利用此系统，可以和相应的操控人员实现一定的互动，并能够穿越全部的空间到达该系统所模拟的所有区间内。依靠此系统，既明确了空间的状态、物体运作的管控，又可以辨识物体，准确输入与处理输入相关信息。这当中，最大的特点为建立了一个与现实十分近似的采掘三维环境，同时借助先进的计算机技术，能够清晰地呈现出采矿的情况，进而获取相关设备运行的相关参数、动态化图像等等，其中包含了相关设备的产能、间距以及时间等信息情况.

2.4矿井智能平台数据分析技术

矿井智能化技术创新中，矿井条件复杂，开采过程中涉及大量数据资料。这些数据资料分析对矿井开采至关重要。四维地测地理信息；勘探、补勘、地震数据；真三维监测监控组态数据等，进一步创新数据分析技术，做到全面数据分析的同时，发挥数据资料使用价值。

3煤矿智能开采技术的优化策略

3.1加强安全意识的教育

煤矿智能开采技术的第一项优化策略就是提高对安全意识的培养力度。在煤矿产业的发展过程中，安全意识的培养十分关键，煤矿企业与其他的企业相比，风险程度更高，在进行人员的选拔时，应该尽量以精简人员为主，因此，安全意识的培养十分关键。煤矿企业的领导人应该定期地进行安全意识的宣传，定期地对人员进行安全意识的教育。

3.2优化完善维修管理组织

煤矿智能开采技术的第二项优化策略就是管理组织的优化。一个企业要想得到好的发展，管理组织的优化非常重要，煤矿企业也不例外，有关领导人应该对内部的管理机制进行优化，对管理组织进行尽早的完善。除此之外，内部的责任机制也应该尽早落实，将责任落实到每一个工作人员头上，只有这样才能提高煤矿企业的工作效率。更重要的是奖励以及惩罚机制的确定，对企业内部不同组织表现好的员工进行奖励，对表现不好的员工进行一定的处罚，激励员工的工作热情，提高企业整体的工作效率。

4煤矿智能化开采技术的发展展望

4.1智能装备技术

进一步推进井下高速无线通讯技术、煤矿识别技术、自动找直技术的研究与开发，进一步加强井下网络的信息传输速度和设备的整体性能，确保整体装备的适用性和实用性。

4.2智能导航技术的应用

智能导航技术以实时三维GIS技术为基础，结合了地理信息、三维可视化和工作面检测技术。该技术提高了煤炭开采的精确性，能够对工作面实时探测与自动定位。

4.3智能化掘进技术

加强智能化掘进技术的研究力度，提高掘进设备的整体性能与智能化控制，创造更加协调高效的掘进工作面，实现无人化的煤矿掘进作业[2]。

结束语

综上所述，煤矿智能化开采技术创新，是煤炭行业技术升级、可持续发展的重要内容。煤矿开采中，以智能化技术为基础，提高其信息化发展水平，节省更多人力资源，提高煤矿开采效率，为煤矿产业发展营造更多发展优势。

参考文献：

[1]史哲敏.煤矿机械工程智能化的发展与应用分析[J].矿业装备，2018（06）：98-99.

[2]高有进，罗开成，张继业.综采工作面智能化开采现状及发展展望[J].能源与环保，2018，40（11）：167-171.