采礦工程中現(xiàn)代化工藝技術(shù)的應(yīng)用研究

田緒青

中煤新集智能科技有限公司駐口孜東礦項(xiàng)目部 安徽淮南 232000

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)的煤礦開采工作取得了較大的進(jìn)步，煤礦開采的效率以及開采的安全性都大大提高。但是隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)蓬勃發(fā)展，煤炭作為我國(guó)使用的第一大能源，在一定程度上制約了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展以及社會(huì)的進(jìn)步。煤炭作為不可再生資源，隨著近些年來開采量的不斷增大，煤礦的開采難度也在不斷地提高。除此以外，煤礦資源豐富的地區(qū)往往地質(zhì)條件較為復(fù)雜，不利于煤礦開采工作的進(jìn)行。

1 采礦工程中相關(guān)工藝技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 技術(shù)層面的問題

在采礦工程實(shí)際過程中，采礦工藝技術(shù)水平對(duì)礦產(chǎn)開采效率以及安全性會(huì)產(chǎn)生直接影響，與采礦工程發(fā)展存在十分密切的關(guān)系。就目前采礦工程中所應(yīng)用的相關(guān)工藝技術(shù)而言，仍舊有一定問題存在，比如在探測(cè)礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量以及對(duì)其進(jìn)行定位方面，由于相關(guān)技術(shù)缺乏全面性，造成礦產(chǎn)資源探測(cè)不夠明確，對(duì)之后的礦產(chǎn)開采工作產(chǎn)生不良影響。另外，在開采作業(yè)過程中，相關(guān)的機(jī)械化程度發(fā)展不理想，仍舊以人工開采方式為主，同時(shí)由于在開采管理上選擇粗放型模式，對(duì)于采礦工程的現(xiàn)代化發(fā)展會(huì)產(chǎn)生不利影響。由于技術(shù)存在有一定問題存在，導(dǎo)致很多棄礦無法進(jìn)行二次開發(fā)，造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)，因而提升采礦工藝技術(shù)水平已經(jīng)成為必要任務(wù)。

1.2 環(huán)境污染問題亟待解決

煤礦開采過程中會(huì)造成大量的粉塵，而這是對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染的首要問題，并且在進(jìn)行煤礦開采時(shí)還會(huì)造成對(duì)地下水資源的污染，因此目前環(huán)境污染問題也是煤礦開采企業(yè)一個(gè)急需解決的重要問題。此外，對(duì)于煤礦開采過程中造成的地表植被的破壞，不僅會(huì)使得當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境變得十分脆弱，還會(huì)造成大量的水土流失，對(duì)社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)展產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

1.3 煤礦開采的機(jī)械化程度低

在我國(guó)煤礦開采工作的起步階段，由于受到經(jīng)濟(jì)水平發(fā)展的制約，當(dāng)時(shí)的科技水平較低，煤炭開采過程中大部分依靠人力進(jìn)行，不僅開采效率低下，還危害施工人員的人身安全。當(dāng)前階段，盡管隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，這一情況得到了改善，一部分新興煤礦開采技術(shù)已經(jīng)得到了應(yīng)用，但這一應(yīng)用范圍較小，推廣的力度不夠。大部分的煤礦中機(jī)械化作業(yè)的水平依舊較低，這就造成了我國(guó)煤礦開采工作效率低下，許多的煤礦資源得不到開發(fā)，資源浪費(fèi)嚴(yán)重，利用率低。除此以外，我國(guó)煤礦資源主要集中在南部地區(qū)以及西部地區(qū)，由于地勢(shì)的影響，這些地區(qū)往往地表不平，這也在一定程度上制約了煤礦開采機(jī)械化的應(yīng)用。

2 采礦工程中現(xiàn)代化工藝技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 采煤機(jī)自主定位技術(shù)

采煤機(jī)自主定位技術(shù)在開挖過程中發(fā)揮著極大的作用，只要定位準(zhǔn)確，采煤機(jī)可以將工作效率大大提高。該技術(shù)依賴與定位系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)該系統(tǒng)時(shí)需要注意五個(gè)方面。第一是對(duì)采煤機(jī)動(dòng)力模型的構(gòu)建，這是需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)并優(yōu)化升級(jí)的；第二是對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行精確的計(jì)算，這對(duì)于后期的模型構(gòu)建等都是十分重要的；第三是對(duì)航位推算誤差補(bǔ)償模型進(jìn)行構(gòu)建，它對(duì)于采煤機(jī)的定位準(zhǔn)確性有較大的影響，故需要從傳感器入手來減少誤差；第四是在航位推算系統(tǒng)中遇到灰塵雜質(zhì)、水體滲漏等情況需要提前解決好；第五是對(duì)礦井的導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行深入研究，這主要是通過定位系統(tǒng)和礦井內(nèi)部各種構(gòu)造的電子地圖。

2.2 煤巖自動(dòng)識(shí)別技術(shù)

煤巖自動(dòng)識(shí)別技術(shù)主要是通過識(shí)別系統(tǒng)，這和煤巖勘測(cè)識(shí)別是有很大的關(guān)系的，比如說記憶程序控制系統(tǒng)、振動(dòng)頻譜傳感系統(tǒng)等，它們都會(huì)對(duì)煤巖的特征等進(jìn)行記錄。在識(shí)別的過程中如果出現(xiàn)與信息符合的就會(huì)對(duì)該處的煤巖進(jìn)行識(shí)別。同時(shí)，也會(huì)利用聲學(xué)、光學(xué)等來提高識(shí)別的效果。一般來說，煤巖自動(dòng)識(shí)別中的系統(tǒng)多是傳感器系統(tǒng)和記憶程序系統(tǒng)，故將其精度進(jìn)一步提高可以保障其工作質(zhì)量。

2.3 智慧煤礦物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

環(huán)境、設(shè)備狀態(tài)的感知是實(shí)現(xiàn)智能決策、控制的先決條件?，F(xiàn)有煤礦各類監(jiān)控系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)飛躍式發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于煤礦生產(chǎn)關(guān)鍵信息的基本感知。然而不同廠家的產(chǎn)品基于本企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，其數(shù)據(jù)接口與平臺(tái)各異，數(shù)據(jù)獨(dú)立進(jìn)行處理，相互之間缺乏通信與融合，數(shù)據(jù)孤島與數(shù)據(jù)碎片化現(xiàn)象嚴(yán)重，因而難以形成有效的數(shù)據(jù)分析模型與算法，分析結(jié)構(gòu)也就缺乏準(zhǔn)確性，難以指導(dǎo)生產(chǎn)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)旨在打破數(shù)據(jù)壁壘，實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間、設(shè)備與環(huán)境之間、設(shè)備與人員之間的數(shù)據(jù)互聯(lián)，最終實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)。因而，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與裝備是實(shí)現(xiàn)智慧煤礦的關(guān)鍵核心技術(shù)。針對(duì)煤礦物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，從應(yīng)用方面關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)以下2 個(gè)方面的突破： ①建立井下位置服務(wù)與空間感知場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)人員設(shè)備的準(zhǔn)確定位； ②提供邊緣計(jì)算與云計(jì)算服務(wù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)互聯(lián)。如圖1 所示。

3 結(jié)語

在目前采礦工程作業(yè)中，為能夠使采礦效率及安全性得到更加理想的保障，需要提升采礦工藝技術(shù)水平，而現(xiàn)代化工藝技術(shù)的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。在目前采礦工程中，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)掌握各種現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)，并且對(duì)其進(jìn)行合理應(yīng)用，從而使采礦作業(yè)能夠得以更好開展，使礦產(chǎn)開采需求能夠得到更加理想的保障，提升作業(yè)效率。