煤炭智能化開采技術(shù)研究現(xiàn)狀及展望

王彥博

摘要：近年來，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，需要面向國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)來研究煤炭智能化開采技術(shù)，且圍繞經(jīng)濟(jì)建設(shè)與科技前沿來積極的研究促進(jìn)我國(guó)煤炭發(fā)展戰(zhàn)略所需的技術(shù)儲(chǔ)備，結(jié)合煤炭行業(yè)的實(shí)際發(fā)展情況、技術(shù)要求來重點(diǎn)研究一些擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的開采技術(shù)、配套設(shè)施。

關(guān)鍵詞：煤炭智能化開采技術(shù);研究現(xiàn)狀;展望

我國(guó)作為煤炭大國(guó)，擁有豐富的煤炭?jī)?chǔ)量，當(dāng)前隨著煤礦開采技術(shù)的提高、裝備的日益先進(jìn)與各項(xiàng)資金、政策的扶持，由此極大的促進(jìn)了我國(guó)煤礦開采智能化技術(shù)的發(fā)展，這對(duì)于提高機(jī)械化、自動(dòng)化程度至關(guān)重要，安全系數(shù)明顯提升[1]。

1國(guó)內(nèi)外采煤技術(shù)現(xiàn)狀

隨著煤炭企業(yè)的集團(tuán)化發(fā)展，其下屬企業(yè)的分布地域十分廣泛且結(jié)構(gòu)負(fù)責(zé)，存在多級(jí)多專業(yè)部門。在生產(chǎn)與銷售過程中煤炭產(chǎn)品擁有許多不可控制因素，由此極易消耗大量材料和采取不準(zhǔn)確的生技術(shù)，因此強(qiáng)化控制成本與監(jiān)控產(chǎn)品至關(guān)重要。煤炭企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃在作業(yè)環(huán)境的影響下所面臨的專業(yè)要求比較特殊，涉及廣泛的范圍、很高的專業(yè)技術(shù)性、復(fù)雜的生產(chǎn)過程、多樣化的生產(chǎn)系統(tǒng)，為更好的協(xié)調(diào)與運(yùn)作各個(gè)系統(tǒng)，相應(yīng)的會(huì)增加管理難度。而井下作業(yè)環(huán)境比較復(fù)雜，存在多樣化的形式和大量的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。當(dāng)下，我國(guó)煤礦的發(fā)展方向?yàn)楦弋a(chǎn)高效，為此需要簡(jiǎn)化采煤系統(tǒng)，確保采煤設(shè)備的發(fā)展方向漸趨自動(dòng)化與智能化。

2現(xiàn)代煤炭采礦生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用情況

對(duì)于人類而言，在開發(fā)與利用自然資源時(shí)的一個(gè)重要途徑就在于開采煤礦，這說明能源供應(yīng)直接關(guān)系到社會(huì)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。當(dāng)前，隨著煤礦開采技術(shù)條件的不斷成熟與發(fā)展，在采礦生產(chǎn)期間企業(yè)會(huì)設(shè)計(jì)更加高級(jí)、更加智能化的作業(yè)模式[2]。

2.1機(jī)械技術(shù)

對(duì)于大多數(shù)礦床而言，開采時(shí)會(huì)采用普通機(jī)械化技術(shù)，而機(jī)械化開采主要包括兩類，即露天、地下開采。其中露天開采主要在于剝離覆蓋在礦體上的巖層，然后按照由上到下的順序?qū)ΦV體進(jìn)行開采，若露天礦敞露在地表上，則開采時(shí)可以使用大型機(jī)械，該機(jī)械相對(duì)比較安全、貧化率不高、礦石損失少。

2.2特殊采礦技術(shù)

這是專門特殊地質(zhì)環(huán)境的一種技術(shù)，所設(shè)計(jì)的采礦模式比較獨(dú)特，方便充分、有效的利用資源，具體包括物理化學(xué)采礦、海洋采礦。其中物理化學(xué)方法就在于對(duì)有用成分進(jìn)行浸取、溶解或熔融，從地上舉高到地面上進(jìn)行提取，這種方法不僅見效快、節(jié)省投資，且能夠創(chuàng)造良好的工作條件。

2.3計(jì)算機(jī)技術(shù)

早期煤礦生產(chǎn)所應(yīng)用的機(jī)械技術(shù)，主要在于“半自動(dòng)”，雖然型式不同的機(jī)械設(shè)備都應(yīng)用到煤礦企業(yè)當(dāng)中，如大中小等，但是采礦作業(yè)依然離不開人工操作機(jī)械。當(dāng)前，機(jī)械技術(shù)的應(yīng)用所實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)化操控級(jí)別較低，很難穩(wěn)定的完成一些難度較高的設(shè)備操作。在新時(shí)期，計(jì)算機(jī)技術(shù)融入到地面煤礦開采當(dāng)中，煤礦機(jī)械自動(dòng)操作系統(tǒng)建立以后能夠利用計(jì)算機(jī)設(shè)備 ，對(duì)機(jī)械化設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確的控制，然后可以幫助采礦人員對(duì)相關(guān)煤礦數(shù)據(jù)進(jìn)行客觀的分析，所提供的一套采礦路線十分完整。

2.4電子信息技術(shù)

煤礦資源所分布的地質(zhì)層往往比較深，而現(xiàn)代采礦工程的常見形式就在于地下煤礦開采。采礦正式動(dòng)工前，就需要將礦井位置、深度等情況逐一確定下來，為更好的收集各類信息就需要充分利用電子信息技術(shù)。在井下采掘煤礦的過程中，可以使用電子儀器連接通信設(shè)備，使其成為一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)，方便將煤礦開采的實(shí)際情況詳細(xì)的記錄下來。在電子信息技術(shù)中通信技術(shù)作為核心技術(shù)，功能在于地下礦井信息的傳輸或接收，方便及時(shí)向控制人員及時(shí)反饋，從而能夠?yàn)榫伦鳂I(yè)提供科學(xué)的指導(dǎo)[3]。

3煤炭智能化開采技術(shù)的展望

3.1集中控制的全礦化過程智能化

全礦井過程智能化控制主要在于將礦井自動(dòng)化集中控制中心引入先進(jìn)采煤作業(yè)過程控制技術(shù)，充分借助太網(wǎng)技術(shù)、自動(dòng)化采掘設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)視、監(jiān)控與操作。利用統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化組態(tài)軟件進(jìn)行編程，確保各類系統(tǒng)在地面的在線參數(shù)化，在開展遠(yuǎn)程診斷時(shí)可以充分利用地面支援中心，及時(shí)下達(dá)指令并通知礦井人員處理，集中、統(tǒng)一的調(diào)度企業(yè)內(nèi)的個(gè)性資源，由此能夠?qū)⒌V級(jí)集控中心弱化并進(jìn)一步取代，跨礦井來統(tǒng)一控制基礎(chǔ)深層、安全生產(chǎn)調(diào)度層等。同時(shí)，還能夠幫助企業(yè)建立科學(xué)的數(shù)據(jù)倉庫，致力于原有煤礦安全生產(chǎn)規(guī)模的改變，確保礦井生產(chǎn)模式能夠?qū)崿F(xiàn)一體化管控。

3.2煤礦遠(yuǎn)程集控中心

利用自動(dòng)控制網(wǎng)、通訊傳輸網(wǎng)，能夠在線監(jiān)控、遠(yuǎn)程操作企業(yè)多個(gè)礦井的生產(chǎn)過程，在中心集控軟件的幫助下能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)井內(nèi)各個(gè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的有效監(jiān)視，做好遠(yuǎn)程診斷工作并實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)參數(shù)的科學(xué)調(diào)整。同時(shí)，可向礦井人員及時(shí)下達(dá)各種指令，如設(shè)備檢修與維護(hù)等，令他們及時(shí)趕到現(xiàn)場(chǎng)處理故障。利用生產(chǎn)制造的執(zhí)行系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃的科學(xué)調(diào)整、設(shè)備監(jiān)控與各類生產(chǎn)數(shù)據(jù)的分析。通過對(duì)各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、動(dòng)態(tài)畫面的綜合，能夠及時(shí)反饋?zhàn)鳂I(yè)繼承、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境與設(shè)備狀態(tài)等，實(shí)時(shí)監(jiān)視與跟蹤生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，方便提供充足的支撐來方便企業(yè)管理層制定科學(xué)的決策，將自動(dòng)效能充分發(fā)揮出來[4]。

結(jié)束語

綜上索虎，我國(guó)煤礦開采以井工為主，多數(shù)煤礦地質(zhì)構(gòu)造負(fù)責(zé)，且我國(guó)煤炭開采智能化水平不高，在開采過程中極易產(chǎn)生各種事故，如瓦斯、頂板、沖擊低壓等，且不能從源頭上解決，由此會(huì)對(duì)我國(guó)煤炭的安全生產(chǎn)形象造成嚴(yán)重影響。因此，強(qiáng)化研究煤炭智能化開采技術(shù)現(xiàn)狀和做出科學(xué)的展望至關(guān)重要。

參考文獻(xiàn)

[1]范京道，徐建軍，張玉良， 等.不同煤層地質(zhì)條件下智能化無人綜采技術(shù)[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2019，47（3）：43-52.

[2]余銅柱.智能化技術(shù)在煤礦開采中的現(xiàn)狀及展望[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2019，16（19）：22-23.

[3]李張華.煤炭智能化開采關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)展與展望[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2019，（6）：4117.

[4]王國(guó)法，范京道，徐亞軍， 等.煤炭智能化開采關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)展與展望[J].工礦自動(dòng)化，2018，44（2）：5-12.