煤矿智能化建设思路与方法

煤矿智能化建设思路与方法

廖燕平

天地（常州）自动化股份有限公司  江苏省常州市  213015

摘要：随着第四次工业革命伴随新旧动能转换和供给侧结构改革不断推进，全球各行业的发展已进入智能化新时代，煤矿智能化建设已经成为一种趋势，建立煤矿智能化信息管控平台，实现生产智能化成为一种必然。通过智能化信息管控平台建设，实现各类系统数据的集中展示、突发事件的应急联动与指挥，快速获取各类数据信息，为安全事件的应急处置赢得时间，提升煤矿安全性和可靠性。

关键词：煤矿；智能化建设；思路与方法

引言

煤炭在中国国民经济中占有非常重要的地位，中国的煤炭开采经历了漫长的发展。以前煤矿企业多为劳动密集型企业，煤炭产量和效益为企业的主要指标，企业在生产过程中忽视了对生产过程中人员安全和生态的保护，因此风险和污染并存。随着中国现代社会的发展和互联网技术的进步，煤炭的开采也迎来了产业技术的升级。一方面自动化技术在煤矿智能化建设中的应用和推广很大程度上解放了人们的双手，节约了人力成本，提升了生产的安全性和可靠性；另一方面，通过引进先进的生产管理理念，借助现代化管理手段，可以实现对智能化建设的高效管理和维护，保证煤矿生产安全高效地进行，为煤矿转型和智能化建设服务。

1煤矿智能化建设的关键技术分析

1.1液压支架全自动控制技术

在实现液压支架跟机自动化运行的基础上，采用液压支架运行视频监控技术，在复杂情况下对液压支架运行状态进行人工控制，保证在一些复杂情况下液压支架的可靠运行。液压支架全自动控制技术是以采煤机的运行位置和方向作为控制量，基于编写的特定控制程序实现运行状态的调整，例如自动移架、多架和单架控制等。

1.2采煤机自动控制和远程控制技术

在实现采煤机割煤全自动化的基础上，采用采煤机运行视频监控技术，在监控中心控制台对复杂条件下采煤机的运行状态进行人工控制，进而克服现有的智能控制技术难以适应特殊地质条件下生产的缺点。其中，采煤机的全自动化运行依赖于采用智能算法对特定地质条件下切割过程的学习，在学习完成后对运行的切割参数进行多方面修正，从而达到对切割的记忆控制。

2煤矿智能化现状分析

2.1智能化技术支持不足

在煤矿智能化建设中，智能化技术的应用效果会影响其建设成效，需要相关单位结合各地区煤矿智能化建设实际来完善相应的技术方案，并从创新角度出发，加强技术的研发效率。结合以往技术应用问题，由于煤矿智能化建设中的要点较多，技术方案并不完善，面对较为复杂的工作面，技术支持力度显然不足。其呈现的问题为煤矿作业中所涉及的煤机装备自控技术未达到要求、综放工作面智能化放顶煤技术难以在短时间内实现突破。同时，煤矿管理细节性问题众多，采矿、管理、运输等各环节的系统关联性未达到预期效果。系统在联合应用中仍存在限制性问题，信息无法实现高效共享，也会导致煤矿智能化建设成果无法达到预期。在煤矿智能化建设中，不仅要强调智能化技术的应用效率，也要结合煤矿相关内容完善功能模块，因为煤矿智能化在不断地创新发展，因此，在系统完善中即时性较为重要，但在实践工作中却缺少应用效率。同时，采煤机自主精准智能调高以及工作面惯性导航自动调直等相应的技术未有达到良好的使用效果，信息感知率低，缺少相应的自动化分析和处理效果，导致在复杂的采矿环境中，智能化技术应用效果不佳。在5G时代背景下，无线通信技术在煤矿智能化建设中也体现了重要价值，通过现场有效控制可以提高煤矿管理水平，但在实践工作中缺少全面的理论支撑，无线控制是否可替代有线或现场控制，仍需要一个长期的实践过程。

2.2保障措施不完善

煤炭资源开采是人类在地下进行的生产活动，地质条件复杂多变，工作环境恶劣，各种系统繁多，作业活动的不连续性，作业条件的多变性和不确定性，是制约煤矿实现智能化开采的重要因素，需要解决的难题很多。

3煤矿智能化建设思路与方法分析

3.1做好煤矿智能化建设问题分析，提高智能化技术创新力度

在新发展形势下，智能化技术在实践中不断完善其理论，有助于构建更完整且具备执行性的技术方案体系，随着5G网络的发展，构建煤矿5G通信系统成为一项重点内容。应将煤矿管理中涉及的各环节数据信息汇总，并根据需求传输，以保证其沟通的时效性，最大程度地确保信息传输安全。同时，推行此系统能够确保各环节协调效率的提升。应根据煤矿管理中的要点，做好其开采、运输等安全把控工作，并结合煤矿作业特征来完善技术，实现矿井语音通信和视频图像的实时高效传输。应充分体现其容量大且覆盖范围广的优势，保证在井下作业时也能够具备较高的数据传输效率，并做好相应的工作人员定位，从安全角度来提高煤矿智能化建设实效。结合以往存在的煤矿安全管理工作，基于RFID技术的支持可定位人员区域，这也能充分体现出煤矿智能化建设特征，将精确定位技术应用在煤矿开采环节，可以保证安全生产。落实系列政策方案后，在煤矿智能化考核中融入定位精度指标，可完善相应的检验与管理办法，也可以有效提高煤矿安全管理效率。尤其是在技术创新过程中，应完善图像识别以及智能机器人的功能，通过识别煤矿井下的应用场景，把握作业环境并制定针对性的开采方案。而相关的识别设备会涉及带式输送机的物料状态、人脸以及动作识别等，能够有效控制风险，若存在数据影像异常，相关人员也可以及时了解并处理。但是客观而言，受各地区发展环境的影响，智能机器人的应用还需进一步普及，而图像识别技术也需要打破复杂环境的限制。对于关键作业流程以及重要管理内容，仍需要完善技术功能，从目前申办安全标志的产品看，涉及采煤巡检智能机器人、输送带沿线挂轨式巡检机器人等。通过智能机器人可以替代部分人工操作，对于人工无法达到的技术要求以及特殊场所对环境因素的勘察，在智能机器人的支持下可以保证相对良好的效果。在技术研发升级过程中，智能机器人也可以提高图像识别、数据收集、导航控制等诸多功能效果。应根据煤矿作业的特殊性做好其防爆安全设计工作，以较高的标准来提升其技术指标，确保煤矿智能化建设的总体效益。

3.2建设保障措施

顶层设计，统一规划。智能煤矿建设是一个系统工程，涉及矿井生产、公司管理的各个方面。一要公司顶层设计作为引领，明确目标。二要在系统软件建设方面，规划建设统一架构、分级应用（公司—矿井）的软件模式，规范编码体系建设，便于数据融合共享。结合实际，稳步推进。充分结合矿井地质条件，资源现状，在具备条件的矿井，以优化生产系统、提升机电装备为核心，以完善矿山数字化建设为基础，以建设公司调度和应急管理信息化为抓手，以大数据和智能决策云平台开发应用为目标，整体规划，分系统、分阶段稳步推进。产学研结合，进行科技攻关。智能化矿山是一个综合性大课题，涉及多领域专业技术，要与具有丰富实践经验的科研单位合作，进行科技攻关。同时，还要针对影响和制约矿井正常安全生产的难点问题进行科技攻关，为智能煤矿建设提供安全环境保障。加强人才培养，强化技术保障。以采矿、机电、信息化等技术专业为主，建立公司技术团队。一方面在智能煤矿建设的同时提供技术支持，另一方面为系统后期的安全、稳定运行提供运维保障。

结束语

煤炭智能化开采是煤炭工业技术革命、产业转型升级的重要内容。近年来，国家大力倡导并积极推进煤矿智能化建设，国内大型煤炭企业、科研院所等单位也积极开展相关技术研究与应用，煤矿智能化建设势在必行。如何更贴合实际做好煤矿智能化建设工作，本文从发展基础、建设思路、建设内容以及保障措施等方面进行了探讨，希望能够对煤矿智能化建设有所借鉴。

参考文献

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