探究智慧煤礦與智能化開采技術(shù)的發(fā)展

探究智慧煤礦與智能化開采技術(shù)的發(fā)展摘要：隨著時代的進步，科學技術(shù)的不斷創(chuàng)新，智能化技術(shù)在煤礦中得到廣泛的應(yīng)用，煤礦智能化開采的推進不僅可以促進煤礦減員提效，還可以最大程度上促進煤炭行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。其將傳統(tǒng)的勞動密集型產(chǎn)業(yè)升級為技術(shù)集約型產(chǎn)業(yè)，具有較強的市場競爭力。然而，實現(xiàn)煤礦智能化開采并不是一件容易的事。一方面，現(xiàn)在智能化還處于起步階段，缺乏相應(yīng)的技術(shù)積累；另一方面，現(xiàn)在傳統(tǒng)采礦專業(yè)的技術(shù)人才知識有限，很難滿足智能化開采的技術(shù)要求。關(guān)鍵詞：智慧煤礦；智能化開采技術(shù)；發(fā)展引言因煤礦開采成本的增加和國家對于節(jié)能減排的政策要求，在煤礦開采上，如何更好地提升效率，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級是煤礦開采接下來的重要研究方向。20世紀90年代，部分學者提出采礦智能化的概念，為實現(xiàn)無人化綜合開采做出積極貢獻，相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)也被陸續(xù)研究出爐。智能化采煤技術(shù)通過結(jié)合人工智能，以智能采煤機器、智能液壓支架等煤礦挖掘設(shè)備為核心，結(jié)合遠程監(jiān)控，利用自動控制系統(tǒng)，進行煤礦的開采。這種方式不僅可以減人增效、節(jié)能減排，也能保證采煤安全性，是信息化和工程化相結(jié)合而帶來的煤礦開采技術(shù)改革和創(chuàng)新，也是推動采礦產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的又一創(chuàng)舉。1智慧煤礦分析智慧煤礦是我國煤礦發(fā)展的新局面，也是我國煤炭健康穩(wěn)定發(fā)展的基礎(chǔ)。智慧煤礦基本結(jié)合各種技術(shù)，形成數(shù)據(jù)鏈路和數(shù)據(jù)中心的標準、全面全面的感知系統(tǒng)和強大的服務(wù)平臺。下面對具體內(nèi)容進行詳細分析和說明。（1）智慧煤礦主要融合物聯(lián)網(wǎng)、計算機、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進技術(shù)，使煤礦變革更加智能化、自動化，從而提高煤礦的效率。（2）現(xiàn)階段智慧煤礦的發(fā)展也符合我國的環(huán)保要求，有效實現(xiàn)了環(huán)保的經(jīng)營模式。此外，智慧煤礦還根據(jù)實際經(jīng)營生產(chǎn)情況，打造了各種平臺系統(tǒng)，如：綜合控制平臺、礦井定位導航平臺、煤礦井下運輸信息平臺、視頻監(jiān)控與3D場景平臺、災(zāi)害感知與報警平臺等。、無人作業(yè)系統(tǒng)智能控制平臺等;每個系統(tǒng)都在線。這可以為各種任務(wù)的開展提供一個相對有利的環(huán)境。2煤礦智能化開采技術(shù)中的問題2.1對于煤礦智能化認知不一致我國的煤炭工業(yè)發(fā)展經(jīng)歷了四個階段，包括：人工采煤和炮采、機械開采、綜合機械化開采、智能化開采。在不同的地區(qū)，對于建設(shè)智能化煤礦，信息化、機械化和智能化之間的關(guān)系、智能化和數(shù)字化之間的關(guān)系沒有達到統(tǒng)一的認知，根據(jù)經(jīng)濟和技術(shù)水平發(fā)展狀況不同，一些地方的煤礦企業(yè)對于智能化和數(shù)字化的發(fā)展趨勢沒有深刻認知，只是做做表面功夫，片面地認為煤礦開采就是需要較大地投入，高的技術(shù)和要求，這些煤礦企業(yè)擔心經(jīng)濟受到影響，不愿意承擔風險，表現(xiàn)得畏首畏尾，因此導致煤礦智能化開采工作進展滯后。所謂煤礦的智能化，是將現(xiàn)代煤炭的開發(fā)技術(shù)與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算、智能裝備、機器人等進行充分融合，形成可以實時互聯(lián)、充分感知、分析并決策、動態(tài)預(yù)測、協(xié)同控制的一整套智能系統(tǒng)，它的形成打通了煤礦的開采、運輸、通風、洗選、安全保障、經(jīng)營管理的各個環(huán)節(jié)，在全過程實現(xiàn)智能化運行。可以說，智能化的煤礦是搭載多個系統(tǒng)多個環(huán)節(jié)的綜合體系，實現(xiàn)信息的交流、內(nèi)部與外部的運輸、交換。2.2技術(shù)水平較低，缺乏5G應(yīng)用場景在實際中，技術(shù)水平往往會限制煤礦智能化開采的推廣，表現(xiàn)在：①受到科技水平、地質(zhì)條件、煤層不可預(yù)測性，煤礦在開采過程中的自動化水平不高；②設(shè)備穩(wěn)定性不足，可靠性差，需要從傳統(tǒng)單機模式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)集成的智能化設(shè)備；③缺乏5G應(yīng)用場景和生態(tài)。5G信息技術(shù)擁有帶寬、連接廣、及時性強等優(yōu)勢和特點，可以帶來行業(yè)變革。我國對煤礦5G通信系統(tǒng)也做了信息安全技術(shù)要求，但在應(yīng)用場景上仍有一些不足，基于5G技術(shù)的無人駕駛試驗和傳感器研究未取得模塊化應(yīng)用，在終端生態(tài)方面受限。3煤礦智能化開采技術(shù)展望3.1工作面的連續(xù)開采技術(shù)采煤工作面的持續(xù)化作業(yè)需要特別注意采煤工作面的水平量測和開采設(shè)備的防碰防撞問題。通常綜采面會設(shè)置智能化生產(chǎn)系統(tǒng)，要求采煤工作面必須維持平直狀態(tài)，所以必須量測采煤工作面的水平度。能夠使用的量測方式比較多，但是每一種均有自己的優(yōu)缺點。對高效、適用、精準度高的量測方式進行研發(fā)使十分重要的。開采設(shè)備在作業(yè)期間，時刻關(guān)注設(shè)備和煤壁的間距非常重要。在此會用到毫米雷達波技術(shù)，其優(yōu)勢就在于可以進行光電制導與微波制導，還能夠輕松穿過煤塵與煙霧，再惡劣的生產(chǎn)環(huán)境都不會有太大影響。所以把該技術(shù)融合到開采設(shè)備中對于開采設(shè)備的防碰防撞問題至關(guān)重要。3.2工作面的實時調(diào)控技術(shù)我國煤炭行業(yè)雖然在發(fā)展過程中在技術(shù)和裝備方面獲得了強有力的資金支持，但仍存在因一些因素影響生產(chǎn)效率的問題。但是，通過使用CCTV技術(shù)，指揮中心CCTV系統(tǒng)可以實時監(jiān)測煤層傾斜角度的變化，并隨時分析結(jié)果，從而發(fā)現(xiàn)事故。，處理和解決，以減少事故的數(shù)量。同時，利用閉路電視技術(shù)，可以了解煤礦的具體情況，并利用傳感器進行實時搜索。如果情況需要，可以使用人工干預(yù)來有效解決問題。確保和提高生產(chǎn)效率，帶來良好的經(jīng)濟效益。3.3工作面回采探測技術(shù)開采設(shè)備在作業(yè)期間，必須對采煤工作面的推進方向進行不間斷的檢測，重點是進行煤矸檢測，而這一檢測環(huán)節(jié)則主要是對矸石與煤進行區(qū)分，降低回采期間煤矸石的產(chǎn)量?，F(xiàn)階段，已經(jīng)將光譜分析技術(shù)運用到了矸石與煤的區(qū)分工作中，比如：拉曼光譜技術(shù)、激光誘導擊穿光譜技術(shù)和太赫茲技術(shù)等。但是如何更加精準的區(qū)分各種礦石與煤仍然屬于一個難度較高的問題，必須在技術(shù)上有所突破。在煤礦開采期間，煤巖的分界面會直接影響到采煤機的采動高度。因此，必須精準判定巖層與煤層之間的界限。在界限的斷定上通常會用到電磁波探測技術(shù)。經(jīng)過分析電磁波訊號在煤層中的傳播時長與電磁波的推進速度便能夠計算出煤層的大致厚度?，F(xiàn)階段，對超電磁波探測技術(shù)的運用比較普遍，最深可以探測到地下30m，最低也可以探測到地下4m的深度。但該技術(shù)僅能運用到煤層較為規(guī)整、完好的環(huán)境中，如果在破碎的煤層中進行運用就會出現(xiàn)較大誤差。所以，研發(fā)出能夠在惡劣環(huán)境下對煤層厚度進行精準探測的技術(shù)是非常關(guān)鍵也是十分困難的。3.4生產(chǎn)效率大幅度提高在未來，煤礦智能化開采效率必然還會大幅度提高。在實現(xiàn)全面智能化后，采煤機將通過微機進行控制，反應(yīng)更加迅速且控制更加靈敏。最為關(guān)鍵的是，設(shè)備可以持續(xù)運行，不像過去那樣受到人的生理極限的制約。由于現(xiàn)在的智能化技術(shù)還不是很成熟，雖然有的煤礦已經(jīng)實現(xiàn)了減員，但是煤炭產(chǎn)量還沒有得到質(zhì)的飛越。日后礦井生產(chǎn)規(guī)模還可以上一個臺階，實現(xiàn)生產(chǎn)的集約化。結(jié)語中國煤礦智能化開采建設(shè)如火如荼，非常有必要解決智能化開采過程中存在的許多問題。為此，需要認識到中國煤礦智能化開采的現(xiàn)狀。近些年，中國煤礦智能化開采礦井不斷增加，顯著改善了煤礦開采效率。但中國智能化開采還有關(guān)鍵技術(shù)問題有待解決，主要有尚未形成智能化開采的有關(guān)標準、信息的井下傳輸有待解決及采煤機的智能化控制系統(tǒng)需要完善。參考文獻[1]趙彥峰.煤礦智能化開采模式與技術(shù)路徑研究[J].礦業(yè)裝備，2021（3）：228-229.[2]鄭鵬忠.煤礦智能化開采技術(shù)的創(chuàng)新與管理[J].當代化工研究，2021（11）：161-162.[3]