采矿工程中现代化工艺技术的应用研究

2019-12-19田绪青

商品与质量 2019年7期

田绪青

中煤新集智能科技有限公司驻口孜东矿项目部安徽淮南 232000

随着科学技术的不断发展，我国的煤矿开采工作取得了较大的进步，煤矿开采的效率以及开采的安全性都大大提高。但是随着我国经济的不断发展，各行各业蓬勃发展，煤炭作为我国使用的第一大能源，在一定程度上制约了我国经济的进一步发展以及社会的进步。煤炭作为不可再生资源，随着近些年来开采量的不断增大，煤矿的开采难度也在不断地提高。除此以外，煤矿资源丰富的地区往往地质条件较为复杂，不利于煤矿开采工作的进行。

1 采矿工程中相关工艺技术应用现状

1.1 技术层面的问题

在采矿工程实际过程中，采矿工艺技术水平对矿产开采效率以及安全性会产生直接影响，与采矿工程发展存在十分密切的关系。就目前采矿工程中所应用的相关工艺技术而言，仍旧有一定问题存在，比如在探测矿产资源储量以及对其进行定位方面，由于相关技术缺乏全面性，造成矿产资源探测不够明确，对之后的矿产开采工作产生不良影响。另外，在开采作业过程中，相关的机械化程度发展不理想，仍旧以人工开采方式为主，同时由于在开采管理上选择粗放型模式，对于采矿工程的现代化发展会产生不利影响。由于技术存在有一定问题存在，导致很多弃矿无法进行二次开发，造成严重的资源浪费，因而提升采矿工艺技术水平已经成为必要任务。

1.2 环境污染问题亟待解决

煤矿开采过程中会造成大量的粉尘，而这是对环境产生污染的首要问题，并且在进行煤矿开采时还会造成对地下水资源的污染，因此目前环境污染问题也是煤矿开采企业一个急需解决的重要问题。此外，对于煤矿开采过程中造成的地表植被的破坏，不仅会使得当地的生态环境变得十分脆弱，还会造成大量的水土流失，对社会的稳定发展产生严重的影响。

1.3 煤矿开采的机械化程度低

在我国煤矿开采工作的起步阶段，由于受到经济水平发展的制约，当时的科技水平较低，煤炭开采过程中大部分依靠人力进行，不仅开采效率低下，还危害施工人员的人身安全。当前阶段，尽管随着经济的迅速发展，这一情况得到了改善，一部分新兴煤矿开采技术已经得到了应用，但这一应用范围较小，推广的力度不够。大部分的煤矿中机械化作业的水平依旧较低，这就造成了我国煤矿开采工作效率低下，许多的煤矿资源得不到开发，资源浪费严重，利用率低。除此以外，我国煤矿资源主要集中在南部地区以及西部地区，由于地势的影响，这些地区往往地表不平，这也在一定程度上制约了煤矿开采机械化的应用。

2 采矿工程中现代化工艺技术的具体应用

2.1 采煤机自主定位技术

采煤机自主定位技术在开挖过程中发挥着极大的作用，只要定位准确，采煤机可以将工作效率大大提高。该技术依赖与定位系统，在设计该系统时需要注意五个方面。第一是对采煤机动力模型的构建，这是需要根据实际情况进行设计并优化升级的；第二是对设计数据进行精确的计算，这对于后期的模型构建等都是十分重要的；第三是对航位推算误差补偿模型进行构建，它对于采煤机的定位准确性有较大的影响，故需要从传感器入手来减少误差；第四是在航位推算系统中遇到灰尘杂质、水体渗漏等情况需要提前解决好；第五是对矿井的导航系统进行深入研究，这主要是通过定位系统和矿井内部各种构造的电子地图。

2.2 煤岩自动识别技术

煤岩自动识别技术主要是通过识别系统，这和煤岩勘测识别是有很大的关系的，比如说记忆程序控制系统、振动频谱传感系统等，它们都会对煤岩的特征等进行记录。在识别的过程中如果出现与信息符合的就会对该处的煤岩进行识别。同时，也会利用声学、光学等来提高识别的效果。一般来说，煤岩自动识别中的系统多是传感器系统和记忆程序系统，故将其精度进一步提高可以保障其工作质量。

2.3 智慧煤矿物联网技术

环境、设备状态的感知是实现智能决策、控制的先决条件。现有煤矿各类监控系统已实现飞跃式发展，实现了对于煤矿生产关键信息的基本感知。然而不同厂家的产品基于本企业标准生产，其数据接口与平台各异，数据独立进行处理，相互之间缺乏通信与融合，数据孤岛与数据碎片化现象严重，因而难以形成有效的数据分析模型与算法，分析结构也就缺乏准确性，难以指导生产。物联网技术旨在打破数据壁垒，实现设备之间、设备与环境之间、设备与人员之间的数据互联，最终实现万物互联。因而，物联网技术与装备是实现智慧煤矿的关键核心技术。针对煤矿物联网技术，从应用方面关键是实现以下2 个方面的突破： ①建立井下位置服务与空间感知场，实现人员设备的准确定位； ②提供边缘计算与云计算服务，实现设备数据互联。如图1 所示。