我国井工煤矿智能化开发技术现状及发展

高龙 季小娟

摘要：井工煤矿在新时代发展契机下既需要人力资源以及建筑结构设计方面的优化，不过同时开采技术的智能化也成为了新时代背景下的一个重要前提。当前井工煤矿行业形势面临升级换代，智能化成为了重点突破方向，针对开发过程中的重点难点，需要从业人员了解相关技术领域的难题并且着重进行突破，提升我国井工煤矿智能化的开发成果，在设备、人员、技术多方面综合推进的前提下取得更好的开采效果。

关键词：井工煤矿；智能化采矿；煤矿技术开发

引言：

煤炭开采在能源时代到来后具有重要的社会意义，首先对工业化生产来说是必不可少的原材料，同时对化工领域加工以及社会生活供暖等方面也是重要的能原材料，因而总产量以及需求一直都有着社会化的矛盾。在产量相对较低的时代，煤炭的总体用量以及价格呈现反比的趋势，而在当前能源形式多样化的时代中，煤炭的能源占比没有因为其他能源形式的出现而有所降低，这就充分说明其在社会生活结构中的不可替代性，因此对于开采煤炭的能源技术也需要有新的提升，尤其是在开采方面需要有着实的进步才能满足当前社会需求。就我国煤炭开采事业的发展现状而言，并未完全在自动化以及智能领域产生高效率的应用，尤其是对于当前开采环境并无完全适用的策略方案，所以，从智能化技术发展的角度对井工煤矿开采进行换代升级是势在必行的发展目标。

一、当前国内井工煤矿行业智能化现状

我国在煤炭行业的专业性研究中，通过国家技术资金支持以及相关科研机构的努力，对井工煤矿的智能化技术研发具有了长足的理论基础，并且通过钻研克服了大量技术难题，在关键技术领域取得了重大突破。同时对采矿技术装备的升级也有了许多新发现，尤其是对于我国特殊地形地势条件环境下的采掘作业，以保障人员安全性为首要前提的做法更是人性化发展的重要体现。而当前最重要的预期目标则是要实现智能化无人化的开采模式，这就需要进一步将当前的实践经验运用到设备技术的升级中。尤其是智能化措施本身应有足够的提升，才能保證未来无人操作情况下能够应对众多实际问题[1]。

首先，智能化井工煤矿的建设需要对设备以及基础设施进行调整，当前采用的主要技术在于导孔竖井掘进，对地底岩石还有矿藏的开掘鉴别具有足够的实用性。而对于新工艺则需要在智能程度上有所进步，要完全实现无人化，需要的是对设备自动化操作的技术研发。另外，辨识以及感知系统也应该同步升级，在以往人力挖掘的情况下可能产生的问题需要在智能化背景下予以解决方案，例如遇到难以采挖的矿石情况是否使用爆破掘进。智能化系统应该根据地质条件以及矿井强度做出预判，避免爆破产生的冲击波产生地底二次波动引发次生灾害。

同时采掘设备也需要在类型上有所拓展，当前采用的钻车、破碎机等设备按照智能化采掘需求进行统合作业，未来非人工操控的采掘机需要在同一设备上实现多样化的不同功能，甚至可以以人工智能机器人的形式添加替换零件设备，实现高效率高安全性的挖掘指标。当前井工煤矿年度的掘进性能能够达到15000米左右，而采用智能化设备以自动操作的模式能够无间歇进行采掘，效率能够提升两倍以上。

二、井工煤矿在智能化发展中的瓶颈

技术创新以及思想变革对技术行业而言一直都是首要的目标，当前对煤炭采掘行业而言，这也是着实具有指导意义的发展方向。但是在实践过程中，煤矿的智能化开采也需要面临众多实际问题，如果不能妥善协调这些具体情况，那么智能化技术在煤矿发展中的效率将再难提升[2]。

首先就是技术壁垒的禁锢，对智能化技术的研究我国虽然已经投入了大量资源进行研发，但是在缺乏原始材料以及经验积累的条件下，国内始终难以产生决定性的突破，关键技术部分仍旧需要进口并且受到技术专利等条件的极大限制。所以，当前煤炭行业的国际联合迫在眉睫，另外引进人才以及在信息化、自动化的人才培育也具有了极大的积极意义，尤其是保证生产水平、促进智能化技术的替代作用这一方面更需要加快步伐。

另外，对于智能化的未来发展，其最终目标是采用机械能替代人工挖掘，这样不仅能提升效率，并且对人员安全性也是一个极大的推进，矿难的发生具有随机性和不确定性的特点，一旦人员遇难，在救援以及人道主义方面必然会产生深远的影响。而在使用智能化技术的前提下则不会发生类似的情况，对于矿坑坍塌等突发状况，机器的损失比人员丧生的情况更加容易处置，并且通过智能化的预判，也能尽早判断出事故发生的可能性。

但是从智能技术的发展而言，当前还无法做到完全替代人工的水平，所以在部分精细作业面仍旧需要人员参与其中，这就不可避免的提升了工程项目的危险性。井工煤矿的智能化发展也受到这一点的制约，需要尽快从技术层面找到解决办法，或者提出具有平衡性的方案，将人力使用方式的安全性进一步提升，然而解决的关键点仍旧在于智能化设备能够在多大程度上取代人的环节上[3]。

三、智能化技术在井工煤矿领域的突破重点

对于大部分的矿区，其地质属性以及开采条件不存在太大的差异，并且我国矿业采用的挖掘方式相对统一，可以在智能化技术试点成功后进行广泛的推进。而在技术成功前，仍旧存在的问题以及解决关键在于以下几个方面：

首先，遥感技术以及信息精确度提升。智能化设备不同于以往通过人工经验以及讨论进行判断，而是通过数据测试以及导入的信息资料进行状况判别。因此，着力提升精确度以及信息的全面性是智能化设备当前需要着重注意的要点。

另外，在控制技术方面也要有所进步。对于智能化设备下井开采过程中，需要进行远端遥控操作，而信号传输的效果以及精确度则需要进一步提升，地底环境存在的信号干扰同样会造成设备的信号接收紊乱，在人工条件下可以通过加载设备提升功率等改善。但是在智能化设备条件下必须选择更高水平的接收仪器提升操作准确性，有利于协调控制以及多矿井同步开采作业的实现效果。

最后一点在于设备稳定性。智能化设备的识别度以及精确度可以通过常规技术手段进行提升，然而内在系统的智能化需要以稳定的操作模式进行控制，保证装备的正确运行。构建合理的系统架构也是当前智能化开采需要突破的一个关键要素，当解决上述问题后，智能化井工煤矿的开采就能提上日程[4]。

四、结束语

井工煤矿的智能化开采不仅是对行业本身的换代升级，更是对煤炭工业本身的一次革新，要求产品、技术、设备都从新时代的角度出发，以信息化还有自动化的方式方法作为首要发展目标，实现无人化、低能耗的开采模式，保障开采矿井安全的同时提升工作效率。

然而就我国当前的情况，还需要一定时间的发展才能真正完成智能化策略在煤炭行业的铺设，并且技术水平的跟进也需要一定的时间进行进步，当前只能在部分技术较发达、基础设施较好的区域进行试点。要真正将行业技术水准达到顶尖水平，还需要引进国际技术经验，通过借鉴吸收，达到融合实际环境以及先进技术的目的，让智能化的开采技术策略真正在井工煤矿产业中有所应用。

参考文献

[1]马会全. 我国井工煤矿开采技术现状和发展展望[J]. 内蒙古煤炭经济，2017（7）：51-52.

[2]胡成军. 构建井工煤矿三维信息模型系统研究[J]. 煤炭工程，2017（5）.

[3]王瑄. 煤矿井下排水智能化控制系统设计分析[J]. 电子世界，2018，No.547（13）：185-186.

[4]白贤顺，刘勇. 矿灯智能管理系统的研究及实际应用[J]. 电子制作，2017（18）：40-41.

（作者单位：伊犁新矿煤业有限责任公司）