智能化開采技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀分析

陳立峰

摘要：我國的煤炭資源十分豐富，煤礦相關(guān)行業(yè)和產(chǎn)品也是當(dāng)前我國實(shí)體經(jīng)濟(jì)的主要動力和來源，所以煤礦開采相關(guān)行業(yè)和技術(shù)已經(jīng)成為近年來我國科學(xué)技術(shù)研究的主題。為了進(jìn)一步提高煤炭的安全利用率和質(zhì)量，本文分析了煤礦生產(chǎn)工作方面的智能化技術(shù)在我國的發(fā)展現(xiàn)狀，并解析煤礦工作面 智能化技術(shù)應(yīng)用，提出煤礦綜采工作方面的智能化技術(shù)未來研究方向。

關(guān)鍵詞：煤礦;智能化;開采技術(shù);創(chuàng)新;管理;研究

1現(xiàn)代智能化開采技術(shù)

1.1視頻監(jiān)控技術(shù)

我國煤礦井下開采具有一定的危險(xiǎn)性，從井下監(jiān)控技術(shù)的角度出發(fā)需要重視加強(qiáng)安全保障，提高資源回收率。在進(jìn)行煤礦視頻監(jiān)視技術(shù)應(yīng)用過程中，需要與指揮中心相連接獲得高清的圖像效果，確保操作人員通過顯 示屏就可以對礦井的實(shí)際情況進(jìn)行了解，在提升安全的條件下進(jìn)一步分析生產(chǎn)問題，在視頻操作技術(shù)應(yīng)用過程中可以對井下作業(yè)人員進(jìn)行引導(dǎo)，利 用傳感器智能化地跟蹤設(shè)備的位置，通過攝像頭采集畫面，了解當(dāng)前運(yùn)行 的情況，有針對性的進(jìn)行特異性的開采，以提升開采的安全性和質(zhì)量。

圖 1 所示為礦用智能化視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

1.2智能記憶截取技術(shù)

智能記憶截取技術(shù)是有機(jī)的將人工操作和學(xué)習(xí)系統(tǒng)結(jié)合，通過采煤機(jī) 示范刀來進(jìn)行自動化割煤，并且循環(huán)應(yīng)用。在采煤機(jī)控制過程中，通過位移或者采高編碼器完成自動定位工作，以便讓采煤機(jī)的位置精確性提升。 另外還需要重視以位置傳感器相結(jié)合進(jìn)行自動定位，進(jìn)一步提升開采效率。

1.3人工遠(yuǎn)程干涉技術(shù)

在人工開采時(shí)通過人工遠(yuǎn)程干涉技術(shù)來完成開采，可以讓智能設(shè)備的適應(yīng)性提升，并且讓井下作業(yè)的安全性提高，通過自動化技術(shù)有機(jī)地將開 采與通信網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，借助智能軟件來監(jiān)控和測試數(shù)據(jù)，在高效統(tǒng)一的采 礦控制系統(tǒng)中完成控制工作，保證井下通信和控制的安全性，確保支架和 泵站的合理控制，對各自系統(tǒng)進(jìn)行整合，以完成機(jī)械設(shè)備的高效運(yùn)作，保證采礦工作的高效性、安全性和穩(wěn)定性。

圖 2 所示為人工遠(yuǎn)程干涉開采工作面。

2我國煤礦智能化開采的現(xiàn)狀

我國的煤礦開采方式主要經(jīng)歷了四個(gè)階段，即人力、炮采、普采、綜采?，F(xiàn)階段，我國加大了技術(shù)創(chuàng)新和科技創(chuàng)新力度，在煤礦智能化開采的示范工程、重大裝備、關(guān)鍵技術(shù)、基礎(chǔ)理論等方面獲得了顯著發(fā)展，快速發(fā)展的高新技術(shù)，從技術(shù)上保障了煤礦智能化開采的實(shí)現(xiàn)。借助采礦自動化網(wǎng)絡(luò)，密切聯(lián)系地面和井下工作面，在井下的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中集成工作面負(fù)責(zé)對畫面集成以及各種設(shè)備信息進(jìn)行監(jiān)視。接著通過連接井上及井下的環(huán)網(wǎng)，向地面的控制系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)，最終成功實(shí)現(xiàn)"智能，遠(yuǎn)程干預(yù)" 的智能化開采，并將各種技術(shù)利用起來（遠(yuǎn)程干預(yù)、視頻監(jiān)控和記憶切割）， 達(dá)到"無人操作，有人巡視"的目的。

3煤礦綜采工作方面的智能化技術(shù)未來研究方向

3.1智能化煤礦開采是新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)

首先需要人工使用一系列采礦設(shè)備以實(shí)現(xiàn)單機(jī)采礦智能化，且主要任 務(wù)是應(yīng)用于簡單的煤礦地形，并由人工對其情況進(jìn)行實(shí)時(shí)自動監(jiān)控的簡單 單機(jī)智能化煤礦開采，比如一臺采用液壓采礦支架的自動采礦跟機(jī)、采煤 管理電腦的遠(yuǎn)程記憶式自動截割、采煤壓力遙感器和遠(yuǎn)程壓力干預(yù)自動控制，采煤機(jī)的自動溫度調(diào)高、采煤管理電腦的遠(yuǎn)程自動化物料擺放和運(yùn)煤、采用跟機(jī)自動割煤等關(guān)鍵技術(shù)。開采階段以全工作面各種設(shè)備的單機(jī)自動化為主，讓簡單的、具有自動化的單機(jī)綜采技術(shù)將各種設(shè)備和綜采技術(shù)緊 密地聯(lián)合，形成一個(gè)系統(tǒng)，由控制中心統(tǒng)一操縱并發(fā)出命令，達(dá)到以綜采裝置的自適應(yīng)式開采，深度智能機(jī)器學(xué)習(xí)方式替代人工干預(yù)的全新智能化開采，實(shí)現(xiàn)煤礦綜采裝置在工作中的全新智能化、無人石油資源化開發(fā)。

3.2我國煤礦綜采工作方面的智能化開采技術(shù)未來發(fā)展展望

從短期發(fā)展目標(biāo)上看，從我國對于井下煤礦的工業(yè)智能化建設(shè)提出總 體規(guī)劃，預(yù)計(jì)至 2021 年，建成一批多種類型、不同運(yùn)營模式的煤礦智能化建設(shè)示范性井下礦井，初步建立支撐起一套覆蓋我國煤礦井下開拓工程 設(shè)計(jì)、地質(zhì)質(zhì)量保證、生產(chǎn)、安全等主要工作環(huán)節(jié)的整套數(shù)字化信息傳遞、自動化管理運(yùn)營的煤礦技術(shù)支撐系統(tǒng)，基本已經(jīng)達(dá)到綜采掘進(jìn)井下工作面 內(nèi)減人增效、綜采井下工作面內(nèi)少人或者無人實(shí)時(shí)操作、井下多個(gè)固定工作崗位無人實(shí)時(shí)值守和遠(yuǎn)程遙控監(jiān)視。預(yù)計(jì)至 2025 年大型井下煤礦基本全部實(shí)現(xiàn)大型煤礦井下智能化，形成大型煤礦井下智能化工程建設(shè)的行業(yè) 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)管理體系，實(shí)現(xiàn)對井下開拓煤礦設(shè)計(jì)、地質(zhì)資源 保護(hù)、采掘煤礦交通、洗選煤礦物流等系統(tǒng)進(jìn)行智能化資源決策與煤礦自動化管理協(xié)同綜合運(yùn)營，井下關(guān)鍵工作崗位實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自動作業(yè)。預(yù)計(jì)至2035 年，各類大型工業(yè)煤礦基本全部實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)智能化，構(gòu)建一套由多功能產(chǎn)業(yè)鏈、多業(yè)務(wù)系統(tǒng)相互融合集成的大型各類煤礦企業(yè)智能化經(jīng)營管理服務(wù)系統(tǒng)，建成一套智能業(yè)務(wù)感知、智能財(cái)務(wù)決策、自動經(jīng)營管理和智能執(zhí) 行的大型煤礦企業(yè)智能化經(jīng)營管理技術(shù)服務(wù)體系，實(shí)現(xiàn)大型煤炭企業(yè)高效 和高質(zhì)量的持續(xù)發(fā)展。設(shè)備固有的安全可靠性，能夠保證其設(shè)備本身單機(jī) 穩(wěn)定地正常運(yùn)轉(zhuǎn)，使其在制造、測試、使用、維修等方面都具有可靠性。

3.3逐步優(yōu)化安全防控系統(tǒng)

嚴(yán)格監(jiān)控煤礦人員的下井工作，同時(shí)還要加大網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的監(jiān)控力度， 以便于第一時(shí)間發(fā)展和處理礦井中存在的問題。并且，還要在固定的時(shí)間了解礦井的安全系數(shù)以及各設(shè)備的使用情況，一旦發(fā)現(xiàn)有安全問題，需要 第一時(shí)間解決 。此外，煤礦企業(yè)還需要在固定的時(shí)間培訓(xùn)工作現(xiàn)場的機(jī)械操作人員，有效提高其綜合素質(zhì)能力，從而確保安全操作系統(tǒng)更加完善。 工作人員在工作中，需要把相關(guān)工作記錄做好，以確保之后的工作安排和 工作排查有據(jù)可循。總之，促進(jìn)工作人員的安全意識增強(qiáng)，確保設(shè)備的安 全性，可以有效降低煤礦生產(chǎn)意外事件的發(fā)生率。

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