高振

摘 要：我國(guó)煤炭資源十分豐富，煤炭相關(guān)產(chǎn)業(yè)也是我國(guó)經(jīng)濟(jì)的主要來(lái)源，因此煤礦開(kāi)采的相關(guān)技術(shù)成為了近幾年來(lái)我國(guó)研究的主要對(duì)象。現(xiàn)階段在我國(guó)煤炭的開(kāi)采過(guò)程中仍然存在著一定問(wèn)題，為了進(jìn)一步提高煤礦的安全生產(chǎn)，煤炭的開(kāi)采技術(shù)已經(jīng)朝著現(xiàn)代化方向發(fā)展。本文作者主要討論了智慧煤礦與智能化開(kāi)采關(guān)鍵核心技術(shù)。

關(guān)鍵詞：智慧煤礦；開(kāi)采；核心技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.15.077

0 引言

煤炭在世界上被稱為最經(jīng)濟(jì)的石化能源，對(duì)于我國(guó)來(lái)講，煤炭一直占據(jù)著主要地位。但是在現(xiàn)階段我國(guó)的煤炭開(kāi)采過(guò)程中出現(xiàn)了很多問(wèn)題，因此急需要采用現(xiàn)代化的科技手段來(lái)消除煤炭開(kāi)采過(guò)程中的各類問(wèn)題。

1 智慧煤礦平臺(tái)的簡(jiǎn)要介紹

智慧煤礦是采用現(xiàn)代化的理念將物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代技術(shù)融合到煤礦的開(kāi)采過(guò)程中，讓煤礦的開(kāi)采變得智能化，實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)全過(guò)程的自動(dòng)化。智慧煤礦的主要目標(biāo)是形成煤礦產(chǎn)業(yè)的完全智能化。另一方面，智慧煤礦還要符合我國(guó)現(xiàn)階段對(duì)于環(huán)境保護(hù)的要求，讓整個(gè)開(kāi)采過(guò)程中實(shí)現(xiàn)綠色化、環(huán)?；Ｖ腔勖旱V平臺(tái)實(shí)際上是融合了8個(gè)方面的子平臺(tái)，其中包括了綜合管理平臺(tái)、煤礦井下定位導(dǎo)航平臺(tái)、礦井采掘運(yùn)輸信息管理平臺(tái)、視頻監(jiān)控及三維景象平臺(tái)、危險(xiǎn)感知報(bào)警平臺(tái)、智能化無(wú)人工作系統(tǒng)管理平臺(tái)、井下機(jī)器人管理平臺(tái)以及全礦井設(shè)備管理平臺(tái)。這8個(gè)平臺(tái)在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中相互影響、相互聯(lián)系，工作人員通過(guò)綜合性管理平臺(tái)對(duì)這8個(gè)子平臺(tái)進(jìn)行分級(jí)管理，實(shí)現(xiàn)煤礦開(kāi)采的智能化、環(huán)保化、綠色化。

2 智慧煤礦與智能化開(kāi)采的關(guān)鍵技術(shù)

智能化開(kāi)采是智慧煤礦平臺(tái)的核心系統(tǒng)，為了保障煤礦的開(kāi)采效果，在智能化開(kāi)采系統(tǒng)應(yīng)用的過(guò)程中有幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，下文筆者分別進(jìn)行分析。

2.1 精準(zhǔn)定位系統(tǒng)

在進(jìn)行煤礦開(kāi)采的過(guò)程中為了保證煤礦開(kāi)采能夠按照計(jì)劃逐步推進(jìn)，必須進(jìn)行精準(zhǔn)的定位。但是眾所周知，在礦井中并沒(méi)有復(fù)雜的電磁信號(hào)也不能接收到衛(wèi)星信號(hào)，因此實(shí)現(xiàn)定位導(dǎo)航的難度會(huì)有所加大。在現(xiàn)階段我國(guó)應(yīng)用的定位系統(tǒng)中基于GIS的定位信息系統(tǒng)是運(yùn)用最廣泛的技術(shù)之一，其包含了5個(gè)方面的核心技術(shù)。分別為高精度適用于復(fù)雜磁場(chǎng)環(huán)境的導(dǎo)航技術(shù)、局部定位導(dǎo)航芯片技術(shù)、井下高速無(wú)線通信技術(shù)、井下高精度定位技術(shù)以及井下導(dǎo)航避讓技術(shù)。這5個(gè)技術(shù)的應(yīng)用能夠讓井下的定位系統(tǒng)更加精確，進(jìn)一步保障煤礦的順利開(kāi)采。

2.2 井下環(huán)境檢測(cè)技術(shù)

對(duì)于煤礦井下來(lái)講，由于其潮濕、復(fù)雜的電磁環(huán)境會(huì)嚴(yán)重制約著探測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，因此井下環(huán)境檢測(cè)技術(shù)就成為了現(xiàn)階段我國(guó)煤礦行業(yè)對(duì)井下現(xiàn)狀分析的重要技術(shù)。環(huán)境檢測(cè)、振動(dòng)探測(cè)等識(shí)別技術(shù)已經(jīng)成為了我國(guó)煤礦井下環(huán)境感知的核心技術(shù)，這些技術(shù)主要包含了4個(gè)方面。分別為高精度穿透技術(shù)、煤炭探測(cè)傳感器、基于網(wǎng)絡(luò)的采掘裝備傳感器以及特定物理環(huán)境探測(cè)儀。這4種技術(shù)相互聯(lián)系、相互工作，進(jìn)而能夠更加精確的將井下復(fù)雜、極端環(huán)境信息傳輸?shù)降孛?，?shí)現(xiàn)煤礦開(kāi)采過(guò)程中的直接探測(cè)。

2.3 數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)

數(shù)據(jù)分析是智慧煤礦與智能化開(kāi)采的關(guān)鍵系統(tǒng)。因?yàn)橹腔勖旱V集成了8個(gè)子平臺(tái)的運(yùn)行，因此無(wú)論從技術(shù)的層面還是實(shí)際操作的層面數(shù)據(jù)分析都是至關(guān)重要的。數(shù)字煤礦的邏輯模塊需要從眾多傳感器中獲取煤礦井下的實(shí)際數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的有效分析挖掘出煤礦開(kāi)采的相關(guān)規(guī)律，并將其順利應(yīng)用在智能開(kāi)采的控制過(guò)程中。精確的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)能夠幫助人們更加清晰地了解煤礦開(kāi)采中遇到的問(wèn)題和瓶頸并加以解決。

2.4 視頻監(jiān)控技術(shù)

雖然有了相關(guān)技術(shù)設(shè)備的支持，但是為了便于管理員了解井下作業(yè)的實(shí)時(shí)情況，視頻監(jiān)控技術(shù)就顯得尤為重要。對(duì)于煤礦井下視頻監(jiān)控技術(shù)來(lái)講，實(shí)際上是通過(guò)指揮中心的視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)觀察到煤層傾角變化以及井下開(kāi)采時(shí)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。操作人員可以通過(guò)顯示器實(shí)時(shí)了解井下工作的具體情況，避免在生產(chǎn)的過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題。視頻監(jiān)控技術(shù)能夠幫助工作人員進(jìn)一步對(duì)煤礦開(kāi)采的進(jìn)程以及各種傳感器的運(yùn)轉(zhuǎn)情況實(shí)時(shí)了解。視頻監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用還可以在智慧煤礦系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)通過(guò)人工干預(yù)的方式進(jìn)行解決，進(jìn)一步保證煤礦開(kāi)采的順利進(jìn)行。

2.5 井下機(jī)器人技術(shù)

眾所周知，礦井的地理環(huán)境十分復(fù)雜。復(fù)雜的地理環(huán)境也在一定程度上給礦井工人帶來(lái)了安全隱患。基于這些問(wèn)題現(xiàn)階段我國(guó)已經(jīng)研發(fā)出了井下機(jī)器人來(lái)處理煤礦井下的技術(shù)難題。井下機(jī)器人能夠代替人工去完成相應(yīng)的操作，進(jìn)一步方便了井下作業(yè)人員。但是現(xiàn)階段井下機(jī)器人仍然存在著耗電高、無(wú)法自我修復(fù)等問(wèn)題亟待解決。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在現(xiàn)階段我國(guó)煤礦開(kāi)采過(guò)程中已經(jīng)應(yīng)用了智慧煤礦系統(tǒng)。雖然這項(xiàng)技術(shù)還不成熟，但是無(wú)論在效率上還是在煤礦開(kāi)采量上都為我國(guó)的煤礦行業(yè)帶來(lái)了極大的便利，但是現(xiàn)階段這項(xiàng)技術(shù)仍然有很多關(guān)鍵性的難題亟待解決。本文作者針對(duì)智慧煤礦平臺(tái)進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，對(duì)智能化開(kāi)采的核心技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)分析，希望能夠給業(yè)界人士帶來(lái)一定的參考價(jià)值，在未來(lái)讓智能化開(kāi)采技術(shù)更好的應(yīng)用在煤礦行業(yè)，讓我國(guó)的煤礦開(kāi)采真正實(shí)現(xiàn)智能化、綠色化、環(huán)保化。

參考文獻(xiàn)：

[1]王國(guó)法，杜毅博.智慧煤礦與智能化開(kāi)采技術(shù)的發(fā)展方向[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2019，47（01）：1-10.

[2]高有進(jìn)，羅開(kāi)成，張繼業(yè).綜采工作面智能化開(kāi)采現(xiàn)狀及發(fā)展展望[J].能源與環(huán)保，2018，40（11）：167-171.

[3]王國(guó)法，張德生.煤炭智能化綜采技術(shù)創(chuàng)新實(shí)踐與發(fā)展展望[J].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2018，47（03）：459-467.