智慧煤矿与智能化开采关键核心技术分析

智慧煤矿与智能化开采关键核心技术分析

贾艳杰 鄂尔多斯理工学校， ： 017000

摘要：煤炭是我国的重要能源，在未来较长一段时间，煤炭会在世界能源结构中占据主导地位。基于智能化、信息化时代背景下，煤矿智能化是促进煤炭工业实现高质量发展、保障国家的能源供应、适应信息工业革命发展趋势中的核心。对人工智能技术、智能制造技术、信息技术等科研成果进行有效应用，能够对煤炭实现绿色、高效、安全的利用以及开采，煤矿实现智能化已成为煤炭工业发展的大势所趋。本文针对智能煤矿以及智能化开采的关键核心技术展开分析，以供参考。

关键词：智慧煤矿；智能化开采；核心技术；分析

前言：煤炭作为一种安全、经济且可实现高效运用的能源，借助污染物控制以及资源化的利用、煤炭工业中锅炉的高效燃烧、煤炭的清洁转化、清洁高效的燃煤发电等新兴技术的发展，为煤炭清洁利用提供支持。目前，受到行业竞争、节能减排、境污染等压力的影响，煤炭逐渐被“污名化”，成为各行各业在利益博弈中的有力武器。因此，针对智慧煤矿的智能化开采关键技术展开深入的分析以及研究，可以促使煤矿安全生产水平得到整体性的提升，让煤矿产业在未来实现可持续发展的目标。

1 智慧煤矿的基础

智慧煤矿是以现代化智慧理念作为基础，将移动互联网技术、自动控制、人工智能、大数据、云计算、互联网等技术进行有效融合，将智能化装备以及机器人等和现代煤矿中的开发技术进行深度融合，在矿井区域形成协同控制、动态预测、自主学习、分析决策、实时互联、全面感知的完整化智能系统，在矿井区实现生产管理、生态保护、安全保障、洗选、运通、开采、挖掘等全过程智能化的运行体系。智慧煤矿总体目标就是在煤矿生产中，形成一套完整的智慧化系统，全方位实现智能化运行，对于全产业链的运行模式进行科学、绿色的开发以及应用。数字化、信息化对于智能煤矿而言属于其基本要求所在，首先需要解决的三个理论问题如下：第一，数字煤矿的多元异构数据在统一性中的表达信息、动态关联中的关系；第二，复杂围岩环境、开采系统理论、设备群全程路径、智能控制的具体理论基础；第三，矿井设备群中的维护决策机制、系统健康状况。当前，对于这些基础性问题需要展开研究以及讨论，进而在多元异构数据中形成科学合理的处理方法、系统性维护构成的数字煤矿、复杂系统中智能控制的基础理论、智能开采的理论体系，也为煤矿在智能决策、可靠性保障、精准控制等方面提供科学理论的数据支撑。

2 智能化开采的关键核心技术分析

2.1 智能化决策以及网络控制技术

建设智能化煤矿的主要目的，就是为了让人力应用得到减少，同时还能让煤矿生产效率得到有效提高，针对其在生产认知以及安全性能方面起到一定程度上的保障作用，但是由于周围环境因素的影响，例如：地质构造、水文条件等，在开采过程当中可能会出现一些不利变化，因此，要针对开采设备以及智能化水平进行不断提高，推进智能化控制决策的进一步应用，同时要将相关设备群在网络化方面实行有关协同控制。

例如：在2017年的9月，山东省的山能集团使用无人开采工作面，利用智能化的建设方法，在岗位精简方面一共节省了12个岗位，相关施工人员的数量减少了150人，人工工作在效率方面也提高了4倍之多，每吨煤成本大约降低了6成左右，在此基础之上，工作人员的收入也提高了大约10%。智能化煤矿产业的迅猛发展，导致资本投入力度不断加大，煤矿机械化的运用也增加了大约30%，根据了解，山能集团计划是将人工智能、大数据、5G、物联网等科学技术进行具体应用，在年底争取能够建成80个智能化、自动化的采煤工作面，能够让挖掘工作进一步的实现远程操控^[1]。

2.2 信息感知以及数据分析技术

由于煤矿生产系统自身具有一定程度上的复杂性，所以需要使用科学技术手段，针对相关应用展开收集分析以及研究工作，找出并发现其中存在的关联规律，通过相应平台中的处理装置对其进行分析以及处理，针对自动感知信息进行匹配，制定出科学有效的应对措施。然后在此基础之上，矿山作业环境、设备状态感知，都是智能化决策以及控制实现的先决条件，因此，应用信息化感知技术符合现代化发展的必然要求。

首先，在开始挖掘之前，需要使用高精度的透析探测技术，针对现场进行有效探测，比如使用高光谱煤岩的探测传感器，能够将探测数据向智能化的平台系统中进行有效传递；其次，在作业环境相对比较复杂时，可以使用原位监测中微纳米纤维的智能传感器技术，在此基础之上，需要做好相关安全防护措施；然后，可以使用地磁的场磁共振、电磁波传感技术，针对矿井内部环境以及可能发生的安全隐患展开运行以及探测；最后，使用煤流监测识别的传感器、多种形式所构成的智能微传感器等物联网控制系统，针对矿井内部进行深入有效的分析探测。

2.3传感以及定位技术

精准的传感以及定位导航技术，对于煤矿智能化开采而言属于应用中的一项重要技术，为煤矿的安全性能在运作方面提供了最基础的保障。定位技术是指通过对智能化设备进行具体应用，针对煤矿内部开采的位置进行精准化确定。具体实施开采工作之前，需要针对矿井内部展开机械设备的各种配置工作，同时这类设备必须具有导航以及定位的功能。因为煤矿本身具备严密性、装备性等特点，同时还会非常容易受到一些复杂电磁的不利影响，因此在具体开采过程当中，需要对定位技术进行有效应用，来对开采位置展开精准化确定，在此基础之上，使用GPS地理信息的定位技术，针对煤矿内部路线进行导航。传感系统是指利用煤矿内部导向的探测，针对内部环境进行有效获悉，为后期挖掘工作的顺利开展奠定一个有利基础。

例如：山能集团重点推进的智慧矿山的建设，通过使用龙软科技、高精度的导航定位、5G、3D动态地质模型的自适应割煤、透明化的管控平台，突破了开采工作中以往应用的简易模式。切实有效的在开采过程当中，让智能化分析控制、全面感知得到了有效实现。然后在此基础之上，山能集团已经累计建造完成七十个智能化工作面，其中成套快速作业线就一共拥有五十条。煤矿井中下探工作人数减少三十二人，同时也取消了夜班生产制度，让智能化技术在应用方面得到了进一步实现^[2]。

结束语：综上所述，煤矿智能化开采技术的创新，对于可持续发展、煤炭行业技术升级而言属于其重要内容。煤矿开采工作中以智能化技术作为基础，让信息化发展水平获得提高，让人力资源得到减少，让煤矿在开采中的效率实现进一步的提升，从而为煤矿产业在发展方面营造出更有利的发展优势。

参考文献：

[1]段志强. 煤矿智能化开采关键核心技术分析[J]. 中国设备工程, 2020, No.440(04):28-29.

[2]陈军. 煤矿智能化开采关键核心技术研究[J]. 内蒙古煤炭经济, 2020, No.302(09):28+30.

作者简介：贾艳杰，女，满族，籍贯：内蒙古赤峰市，工作单位：鄂尔多斯理工学校，单位邮编：017000，职称：中级讲师