智慧矿山建设及煤矿的智能化开采分析

智慧矿山建设及煤矿的智能化开采分析

袁文涛

新疆智矿建设工程有限公司 新疆乌鲁木齐  830000

摘要：众所周知，我国是一个地大物博的国家，其中煤矿资源分布较为广泛，煤矿生产一直以来都是国民经济增长的核心产业之一。然而，随着信息技术的不断深化，当前许多行业都已经开始在工作中渗透智能化、多元化思维，旨在利用各种智能终端设备来推动行业长远发展。智慧矿山的建设工作，其中的“智慧”具体指的是哪一部分，包含了哪些工作目标，过程中需要应用的关键技术又包含哪些层面？诸如此类问题，正是本文重点需要探讨的问题。首先就煤矿智能化开采相关内容展开综合论述，分析当前我国煤矿智能化开采中存在不足之处及具体的建设目标，探究智慧矿山建设及智能化开采的关键技术，并在此基础上从多个维度入手，分别对未来智慧矿山的智能化开采策略展开深入探究。

关键词：智慧矿山；煤矿；智能化

引言

在社会经济持续深入发展的过程中，社会各行各业的企业不仅仅取得了一定的发展成果，同时也逐渐暴露出了很多发展问题，需要相关企业管理层保持高度的关注与重视，并相应地予以应对和处理。根据调查可以得知，国内矿井开采领域现面临着设备老化、产能过剩和产能利用效率较为不足等诸多问题。尤其是在国内新能源行业持续发展，并相应地抢占能源市场的当下，很多煤矿开采企业面临着越发严峻的外部发展环境，未能及时地适应外部环境变化的部分煤矿开采企业已经因综合竞争力不足而遭遇了一定的经济损失。而在此过程中，数字化与智能化的崭新技术及理念越发普及，引起了业内人士的广泛关注。在数字化和智能化崭新发展趋势的有力推动下，矿井开采工作的安全性与效率性可以得到更加符合预期的确保，需要国内煤矿开采企业引起高度关注与重视。

1煤矿智能化开采技术及作用

（１）提高企业煤矿开采的经济效益。煤矿企业在激烈的竞争中要想提高自身的竞争水平，最重要的就是持续改进采煤方法、使用新的开采技术以降低人工成本，而提高采煤的整体效率和质量，也将成为采煤企业整体发展的重要参考。煤矿智能化开采技术能够节省人力成本，还能有效控制煤矿开采的整体质量。在煤矿开采同时能够有效提升机械化水平，降低煤矿开采过程中存在安全事故几率，有效降低人员伤亡，确保煤矿开采行业实现安全可持续发展。（２）有利于提高煤矿开采率。煤矿智能化开采技术代替原有的机械设备生产工艺，提高采煤技术工艺，促进煤炭企业的规范化开发。同时应用新技术，还可提高自身开采的效率和质量，为企业的持续发展和创新提供重要保证。增强了对机械设备管理质量，确保机械设备稳定运行与故障的预判，保障煤矿开采效率全面提高。（３）确保采矿人员的生命安全。在煤矿开采的过程中，由于各种各样的外在因素，很容易引发安全事故。在煤矿开采中，企业必须要充分运用煤矿智能化开采技术来减少危险因素，确保采矿人员的生命安全。

2智慧矿山建设及煤矿的智能化开采

2.1智能化掘进

（1）智能化掘进机及自移式带式输送机机尾均具备本机操作、离机视距操作、离机超视距操作及地面集控操作功能，可通过遥控器一键启停掘进机、带式输送机自移机尾。（2）实现四种模式截割及机尾一健自移。掘进机装备惯性导航及三维扫描成像系统，根据不同的工况，选择不同的截割模式，实现机器决策为主、人工干预为辅的远程可视化断面成形控制。通过设定循环进尺和步距，实现带式输送机机尾一键自移。（3）做到人员本安生产及闯入预警停机。专用操作硐室及地面集控中心均可远程遥控操作工作面设备，体现了无人则安的理念，实现了本质安全型生产。同时，设备安装人员安全管控系统，做到人员误入、闯入预警及停机，切实保证人员安全。（4）利用输助运输及机械化支护提高工效。顺槽安装蓄电池单轨吊及液压锚杆钻车，解决工作面机械化支护及后配套辅助运输问题，减轻职工劳动强度，降低噪声危害，提高支护效率及物料运输效率。（5）通过多数据实时监测传输预测指导生产。实时监测掘进机的工况性能，可提供故障预警、原因查找、解决方案。

2.2精准定位系统

在进行煤矿开采的过程中为了保证煤矿开采能够按照计划逐步推进，必须进行精准的定位。但是众所周知，在矿井中并没有复杂的电磁信号也不能按收到卫星信号，因此实现定位导航的难度会有所加大。在现阶段我国应用的定位系统中基于GIS的定位信息系统是运用最广泛的技术之一，其包含了5个方面的核心技术。分别为高精度适用于复杂磁场环境的导航技术、局部定位导航芯片技术、井下高速无线通信技术、井下高精度定位技术及井下导航避让技术。这5个技术的应用能够让井下的定位系统更加精确，进一步保障煤矿的顺利开采。

2.3自适应高度调节技术

自适应高度调节技术主要由智能控制技术和煤岩界面自动识别感知技术组成，其中智能控制技术根据煤岩的界面识别曲线，给出最合理的工艺参数，并对设备进行实时控制，控制延时一般为１０～３０ｍｓ。如何有效地识别煤岩界面，是应用该技术的难点之一。为此，合理应用煤岩界面的自动识别与识别技术，能够满足智能控制技术在应用过程中的相关需求。煤岩界面探测（Ｃｏａｌ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ，ＣＩＤ）是采煤机自动化运行的关键技术，由于地下煤层构造呈现不平整、不一致的非结构特征，采煤机自动截割作业需要具备自动跟踪煤层边界动态变化的感控能力。从本质上看，ＣＩＤ是为采煤机实现仿形截割提供轨迹控制约束，使采煤机贴近煤层边界进行截割作业，从而实现提高煤炭回采率、减少顶底板岩石切割而降低原煤矸石含量、抑制采煤机强烈振动损坏的安全高效采煤。

2.4视频监控技术

尽管有了相关技术设备的支持，但是为了便于管理员了解井下作业的实时情况，视频监控技术就显得尤为重要。对于煤矿井下视频监控技术来讲，实际上是通过指挥中心的视频监测系统实时观察到煤层倾角变化及井下开采时设备的运转情况。操作人员可以通过显示器实时了解井下工作的具体情况，避免在生产的过程中出现问题。视频监控技术能够帮助工作人员进一步对煤矿开采的进程及各种传感器的运转情况实时了解。视频监控技术的应用还可以在智慧煤矿系统出现问题时通过人工干预的方式进行解决，进一步保证煤矿开采的顺利进行。

2.5自动调度控制技术

自动调度控制技术可看作是“按需生产”模式。在开采过程中，合理应用该技术，可自动规划采煤机的前进速度、采煤进度、作业强度，以满足煤炭需求。设计的工艺参数包括工作面倾角、煤缝厚度、水文条件、瓦斯系数、运输系统承载能力及对煤炭需求的综合分析。通过合理的计划，可有效落实采煤进度，对相关设备进行合理控制，提高生产智能化。

结语

综上所述，为求跟随国内社会经济迅速发展的脚步，矿井开采工作同样需要与时俱进地引入更加不同的崭新技术与理念，相应地革新自身管理方式与管理观念。当前，各种互联网信息技术处于持续不断的发展过程中，为社会各行各业带来了数字化和智能化的崭新发展趋势。因此，矿井开采工作同样应当相应地搭建更具数字化特征的矿山系统，进而在具体的矿井开采工作实践过程中探索智能化理念的应用方式。只有更加有效地针对矿井开采生产活动的管理方式进行革新，优化与调整，才可以为矿井开采工作实际的开采质量与开采效率奠定更加坚实的必要性基础。

参考文献

[1]王玉福.基于SCADA的智慧煤矿关键技术分析与实践[J].能源技术与管理，2022，47（1）：190-191，194.

[2]李彦辉，张有为，胡玉龙.煤矿智能化系统在复杂地质条件下的应用探讨[J].陕西煤炭，2022，41（1）：113-117.