煤礦智能化開采技術(shù)的創(chuàng)新及管理措施研究

周清

摘 要：文章基于對煤礦智能化開采控制系統(tǒng)的介紹，分析煤礦智能化開采的幾個(gè)創(chuàng)新階段，對目前的幾種煤礦智能化開采創(chuàng)新技術(shù)進(jìn)行研究，并對未來開采技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行展望。

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

1引言

在目前我國城市建設(shè)速度和工業(yè)化進(jìn)程都不斷加快的同時(shí)也對煤炭能源的需求量有了更大的需求，同時(shí)隨著各項(xiàng)先進(jìn)科學(xué)技術(shù)在煤礦開采中的應(yīng)用也提升了煤礦開采技術(shù)水平，尤其是智能化技術(shù)的應(yīng)用，大大提升了煤礦開采作業(yè)的自動化水平。尤其是目前智能化開采控制系統(tǒng)的應(yīng)用，在推進(jìn)煤礦開采技術(shù)創(chuàng)新的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了煤礦開采效率和安全性的提升，而且也提升煤礦產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)和社會效益。

2煤礦智能化開采概述

如圖2.1所示，目前煤礦智能化開采控制系統(tǒng)中主要有智能感知、智能決策和自動執(zhí)行等部分組成，而且此系統(tǒng)中所應(yīng)用各類設(shè)備具有自主學(xué)習(xí)和自行決策的能力，可以發(fā)揮其感知、控制和自我修復(fù)能力來實(shí)現(xiàn)煤礦開采中的真正智能化和無人化開采。目前常用煤礦開采智能化控制系統(tǒng)主要可以實(shí)現(xiàn)對工作面圍巖的控制、煤巖層面的截割以及煤流的運(yùn)輸?shù)?，同時(shí)表現(xiàn)出液壓支架、采煤機(jī)以及運(yùn)輸設(shè)備的智能化特點(diǎn)。

3煤礦智能化開采創(chuàng)新階段

我國的煤礦智能化開采創(chuàng)新主要經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段，一是核心基礎(chǔ)階段。在此創(chuàng)新階段中主要是建立基礎(chǔ)性平臺，并且對礦井中的各類信息按照統(tǒng)一的編碼規(guī)則進(jìn)行編碼，建立數(shù)據(jù)儲存和共享交換平臺相關(guān)硬件和軟件。并且進(jìn)行支撐性系統(tǒng)的建立，結(jié)合各種勘探數(shù)據(jù)進(jìn)行礦井上下建模并實(shí)現(xiàn)可視化，同時(shí)也建立有關(guān)生產(chǎn)、經(jīng)營與安全管理等內(nèi)容的核心管理系統(tǒng)。

二是關(guān)鍵急需階段。在上述創(chuàng)新階段所建立的系統(tǒng)和平臺的基礎(chǔ)上，在此階段中主要是結(jié)合礦井實(shí)際情況建立與安全生產(chǎn)有關(guān)的預(yù)測預(yù)報(bào)和管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對設(shè)備故障的智能診斷以及礦山生產(chǎn)安全隱患的閉環(huán)管理等。

三是完善強(qiáng)基階段。在此階段中不僅對上述兩個(gè)階段所建立的基礎(chǔ)和系統(tǒng)進(jìn)行不斷完善，而且還要建設(shè)經(jīng)營管理、門戶網(wǎng)站應(yīng)急移動決策等系統(tǒng)，并保證上述系統(tǒng)之間的協(xié)同運(yùn)行。不僅對各種經(jīng)營管理系統(tǒng)和平臺進(jìn)行建立，而且還建立各種移動門戶和智慧礦山門戶網(wǎng)站等平臺。

4煤礦智能化開采創(chuàng)新技術(shù)

4.1煤礦開采定位系統(tǒng)

在煤礦智能化開采創(chuàng)新技術(shù)中，將開采定位系統(tǒng)融入此智能化平臺中，可以確保開采定位符合開采技術(shù)要求。但是由于井下的電磁信號比較微弱，增加了衛(wèi)星信號的接收難度以及開采定位難度。因此，在GIS定位信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過高精度磁場導(dǎo)航技術(shù)、井下高精度定位技術(shù)、局部定位導(dǎo)航技術(shù)、高速無線通信技術(shù)等創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用來保證所獲取定位信息的準(zhǔn)確度以及確保定位的精準(zhǔn)性。比如可以通過GIS技術(shù)與RS傳感器的應(yīng)用來全面監(jiān)控礦井，通過監(jiān)測系統(tǒng)來分析數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對礦井開采情況的掌握。還可以通過GIS技術(shù)的應(yīng)用來預(yù)測煤層底板的突水情況，通過遙感和物探技術(shù)來創(chuàng)建突水模式，實(shí)現(xiàn)對底板突水的準(zhǔn)確預(yù)測。

4.2礦井智能平臺數(shù)據(jù)分析技術(shù)

針對復(fù)雜的礦井條件以及礦井開采中所涉及的大量數(shù)據(jù)，需要通過數(shù)據(jù)分析技術(shù)的應(yīng)用，在多功能傳感器獲取各類思維地測地理信息、勘探等數(shù)據(jù)以及真三維監(jiān)測監(jiān)控組態(tài)數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)上來發(fā)掘其中的價(jià)值，總結(jié)數(shù)據(jù)中的規(guī)律并應(yīng)用在智能化開采平臺中，實(shí)現(xiàn)煤礦開采控制能力的提升，保證開采工作的順利完成。

4.3智能煤礦開采記憶截割技術(shù)

在人工自動化操作采煤機(jī)的基礎(chǔ)上，通過記憶截割技術(shù)的應(yīng)用可以通過不斷學(xué)習(xí)和記憶進(jìn)行自動截割計(jì)劃的制定，通過此技術(shù)的應(yīng)用還可以自主定位煤礦開采工作面并向位置傳感器傳遞定位信息，在智能化開采平臺掌握上述信息并進(jìn)行煤礦開采計(jì)劃的安排。在上述技術(shù)應(yīng)用中還需要將傾斜計(jì)安裝在采煤機(jī)的搖臂上對采煤機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，保證其搖臂工作角度在-20°～45°的角度范圍之內(nèi)。

4.4煤礦井下環(huán)境全方位檢測技術(shù)

由于井下作業(yè)環(huán)境比較惡劣且存在電磁干擾，這就需要通過全方位檢測技術(shù)的應(yīng)用，結(jié)合環(huán)境感知技術(shù)以及各種傳感器、探測儀以及高精度穿透技術(shù)等準(zhǔn)確尋找電磁信號并對井下環(huán)境的實(shí)時(shí)信號和畫面進(jìn)行呈現(xiàn)，為煤礦開采提供準(zhǔn)確的探測資料。

5煤礦智能化開采技術(shù)的創(chuàng)新優(yōu)勢

通過對煤礦智能化開采技術(shù)的不斷創(chuàng)新，逐漸實(shí)現(xiàn)智能化無人開采技術(shù)的應(yīng)用來降低人工生產(chǎn)危險(xiǎn)性，同時(shí)通過國內(nèi)智能化開采技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，也提高了智能化開采配套設(shè)備的國產(chǎn)化進(jìn)程，打破國外技術(shù)壟斷。還可以實(shí)現(xiàn)人工勞動強(qiáng)度和成本的降低，提升工人幸福指數(shù)，實(shí)現(xiàn)煤礦開采效率和經(jīng)濟(jì)效益的提升。

6結(jié)語

在目前的煤礦開采作業(yè)中，通過智能化技術(shù)的應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)智能化采煤作業(yè)以及無人化采煤作業(yè)，同時(shí)也對煤礦開采定位系統(tǒng)、智能平臺數(shù)據(jù)分析技術(shù)、記憶截割技術(shù)以及全方位檢測技術(shù)等進(jìn)行創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)煤礦開采效率的提升，同時(shí)也確保人員安全，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

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