基于數(shù)字化信息化的礦山綠色開采技術(shù)應(yīng)用

孫偉 王大偉

摘要：煤礦信息化具體指通過計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對井下的機(jī)電設(shè)備實(shí)施自動(dòng)化控制，通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)集聚的煤礦信息，包括環(huán)境安全信息、設(shè)備運(yùn)作信息等，能夠?qū)崟r(shí)調(diào)控開采作業(yè)現(xiàn)場，以網(wǎng)絡(luò)為核心構(gòu)建體系結(jié)構(gòu)，形成自動(dòng)化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化的綜合煤礦監(jiān)控和管理系統(tǒng)?；诖?，文章闡述了綠色開采技術(shù)的內(nèi)涵，介紹了綠色開采的技術(shù)框架及適用條件，通過分析數(shù)字化信息化的礦山綠色開采現(xiàn)狀，總結(jié)相應(yīng)的優(yōu)化措施。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化；信息化；綠色開采技術(shù)；應(yīng)用

引言：

隨著工業(yè)化和現(xiàn)代化建設(shè)的不斷推進(jìn)，信息化逐漸成為現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展的重要推動(dòng)力。在信息化時(shí)代的大背景下，信息技術(shù)的高速發(fā)展為各行各業(yè)帶來了一定的沖擊，包括煤礦企業(yè)。隨著我國煤礦產(chǎn)業(yè)體制改革的不斷深化，信息技術(shù)也逐漸融入到煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中，且煤礦信息化受到煤礦企業(yè)各個(gè)部門以及領(lǐng)導(dǎo)的廣泛關(guān)注。因此，煤礦信息化是我國煤礦產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

1 綠色開采技術(shù)的內(nèi)涵

綠色開采技術(shù)是減少采煤對環(huán)境的破壞而形成一種使資源與環(huán)境相互協(xié)調(diào)的開采技術(shù)。近年來，國內(nèi)外許多專家、學(xué)者對礦產(chǎn)資源的開采、利用、環(huán)境、生態(tài)及可持續(xù)發(fā)展問題進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，并提出綠色開采的概念?！熬G色開采”主要是一種綜合考慮資源效率與環(huán)境影響的開采模式，其目標(biāo)是礦山開采過程中資源開發(fā)效率最高，對生態(tài)損壞影響最小，并協(xié)調(diào)、優(yōu)化企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。而“綠色開采”的內(nèi)涵是遵循循環(huán)經(jīng)濟(jì)中綠色工業(yè)的原則，形成一種與環(huán)境協(xié)調(diào)一致的，努力實(shí)現(xiàn)“低開采、高利用、低排放”的開采技術(shù)。并且，綠色煤炭工業(yè)的核心是實(shí)現(xiàn)煤炭綠色開采，擴(kuò)展途徑是大力發(fā)展綜合利用與深加工技術(shù)。

2 綠色開采的技術(shù)框架及適用條件

2.1 綠色開采技術(shù)的框架（見圖1）

2.2綠色開采技術(shù)的適用條件

2.2.1保水開采

保水開采是在采煤的過程中，保護(hù)地下水資源，并實(shí)現(xiàn)礦井資源的合理利用，我國西北干旱缺水礦區(qū)應(yīng)重視保水開采技術(shù)的研究，將保水開采技術(shù)作為礦區(qū)綠色開采的重點(diǎn)內(nèi)容。

2.2.2煤與煤炭層共采

煤與煤炭層共采是將煤炭和賦予煤炭層中的瓦斯都作為礦井的資源進(jìn)行開采，以實(shí)現(xiàn)兩種資源的共同開采。我國高瓦斯地區(qū)應(yīng)重視煤與瓦斯共采技術(shù)的研究，將煤與瓦斯共采作為礦山綠色開采的重點(diǎn)。其中，煤層氣開采方法分為煤層采前預(yù)抽與采動(dòng)卸壓軸采。

2.2.3減沉開采

減沉開采主要是為了減少開采引起的地表沉陷，以保護(hù)土地資源和地面建筑。我國東部礦區(qū)及糧食與煤炭符合主產(chǎn)區(qū)應(yīng)重視減沉開采技術(shù)的研究，將減沉開采技術(shù)作為礦區(qū)綠色開采的重點(diǎn)。減沉開采技術(shù)主要包括條帶開采與充填開采。

2.2.4矸石減排

矸石減排是減少煤礦矸石排放量、消除矸石山的堆積；另外，需要加強(qiáng)煤炭地下氣化的研究，矸石減排是一種完整的綠色開采技術(shù)，目前在我國還處于試驗(yàn)階段。

3 數(shù)字化信息化的礦山綠色開采現(xiàn)狀

我國煤礦企業(yè)傳統(tǒng)的管理形式屬于粗放型管理模式，缺乏科學(xué)性和可持續(xù)性，信息化建設(shè)水平低，人才嚴(yán)重匱乏，嚴(yán)重影響著煤礦企業(yè)的信息化建設(shè)與管理。近年來，煤礦企業(yè)越來越重視信息化建設(shè)，并且不斷加大投入，信息化意識(shí)不斷增強(qiáng)，企業(yè)的管理水平也不斷提高。目前，我國煤礦產(chǎn)業(yè)信息化取得了一定的成就，但隨著煤礦資源的需求不斷加大，產(chǎn)業(yè)信息化程度也在加深，而我國目前煤礦行業(yè)信息化整體水平不高，經(jīng)常出現(xiàn)嚴(yán)重的安全事故，不斷暴露出煤礦產(chǎn)業(yè)信息手段上的落后，尤其是井下監(jiān)控和安全監(jiān)測體系不健全的問題，嚴(yán)重影響到煤礦企業(yè)的健康發(fā)展。在傳統(tǒng)的煤礦企業(yè)發(fā)展中，煤礦信息化的建設(shè)重點(diǎn)是煤礦數(shù)字化瓦斯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、井下人員考勤定位遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)和煤礦安全生產(chǎn)管理信息化系統(tǒng)等零散信息化系統(tǒng)，而近年來，煤礦信息化建設(shè)的重點(diǎn)是煤礦信息化的系統(tǒng)集成工程，以工業(yè)組態(tài)軟件為基礎(chǔ)，包括工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)、企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)等綜合網(wǎng)絡(luò)的集成信息平臺(tái)，將原先分散的各個(gè)字系統(tǒng)集合成一個(gè)綜合信息平臺(tái)，初步實(shí)現(xiàn)綜合化管理。

4 數(shù)字化信息化的礦山綠色開采的優(yōu)化措施

4.1建立健全煤礦信息化體系

國家應(yīng)該加強(qiáng)政策引導(dǎo)，煤礦企業(yè)要重視信息化建設(shè)，加大資金和人力投入，建立起完善的信息化系統(tǒng)，煤礦企業(yè)從粗放型向集約型發(fā)展，以信息技術(shù)為基礎(chǔ)，創(chuàng)新企業(yè)管理模式。除此之外，信息化技術(shù)是煤礦企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要技術(shù)保障，也是煤礦企業(yè)創(chuàng)新性的主要?jiǎng)恿?。因此，煤礦企業(yè)應(yīng)該將煤礦信息化體系建設(shè)納入企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略中，將煤礦企業(yè)信息資源作為企業(yè)發(fā)展的重要資源之一，充分挖掘和利用信息技術(shù)，建設(shè)完善的煤礦信息化體系。

4.2培養(yǎng)綜合性信息化人才

我國煤礦企業(yè)越來越重視信息化硬件設(shè)施的建設(shè)，卻忽略了信息化專業(yè)人才的培養(yǎng)，煤礦企業(yè)應(yīng)該加強(qiáng)對在職煤礦職工的培訓(xùn)教育，以提升整體信息化水平，并且積極引進(jìn)信息化人才和精通采礦知識(shí)的綜合性人才，促使煤礦的信息化系統(tǒng)能夠真正用到實(shí)處，做到物盡其用、人盡其才。

4.3大力發(fā)展清潔燃燒和產(chǎn)品深加工轉(zhuǎn)化技術(shù)

現(xiàn)階段，我國原煤入洗率只有24%，無法適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的需要，今后應(yīng)逐步向100%入洗率發(fā)展。據(jù)估算，正常情況下，每入洗1t煤可去除0.15到0.20t煤矸石，還能去除50%到70%的天然硫，每入洗1t煤可盈利20元左右。因此，煤礦企業(yè)應(yīng)發(fā)展水煤漿技術(shù)，大力推行煤炭潔凈燃燒。隨著我國水煤漿制備技術(shù)和添加劑技術(shù)的完善，政府相關(guān)部門應(yīng)建設(shè)具有經(jīng)濟(jì)規(guī)模的大型專門燃用水煤漿電廠，引進(jìn)開發(fā)新型的燃用設(shè)施，有效地節(jié)約資源、降低成本，形成資源良性利用。除此之外，為了促進(jìn)水煤漿的推廣應(yīng)用，國家應(yīng)高度重視消費(fèi)導(dǎo)向和政策扶持。同時(shí)，型煤燃燒技術(shù)不斷成熟，煤炭燃燒過程脫硫、脫磷、添加劑技術(shù)的迅速發(fā)展，這就為煤炭的清潔燃燒提供了廣闊的市場空間。

4.4積極倡導(dǎo)綠色開采技術(shù)創(chuàng)新

由于綠色技術(shù)創(chuàng)新需要資金投入大，而企業(yè)直接經(jīng)濟(jì)收入相對偏低，導(dǎo)致項(xiàng)目社會(huì)效益、環(huán)境效益大于經(jīng)濟(jì)效益，技術(shù)創(chuàng)新動(dòng)力明顯不足。因此，國家應(yīng)加大對煤炭科技進(jìn)步的資金扶持力度，推廣應(yīng)用或引進(jìn)國內(nèi)外先進(jìn)適用的采煤方法，加大煤炭綠色開采技術(shù)的科技含量。通過礦產(chǎn)資源稅費(fèi)調(diào)節(jié)、企業(yè)重大技術(shù)改造項(xiàng)目所得稅減免等手段，創(chuàng)新綠色開采技術(shù)。

結(jié)束語：

在社會(huì)的快速發(fā)展中，構(gòu)建綠色礦山，發(fā)展綠色礦業(yè)是解決礦業(yè)環(huán)境問題，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的根本出路。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，綠色開采會(huì)有更加豐富的內(nèi)涵和形式，因此，煤礦企業(yè)應(yīng)把握新機(jī)遇，迎接新挑戰(zhàn)，克服綠色開采技術(shù)在實(shí)踐應(yīng)用中的難題，不斷創(chuàng)新理論，完善體系，并全面推廣綠色開采模式。除此之外，綠色開采的發(fā)展還需要企業(yè)、政府和社會(huì)的共同努力，這樣才能實(shí)現(xiàn)資源開發(fā)與環(huán)境保護(hù)的共贏。

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