大数据时代下矿山开采的智能化技术

摘要：在大数据时代下，我国矿山开采技术正在朝着智能化、现代化的方向发展，而且已经成为现代矿山工业发展转型的关键。随着信息技术的发展，矿山智能开发技术正在广泛地应用与发展，需要对其进行创新发展，深入研究挖掘开采技术，使其能够强化智能控制系统的稳定性。

关键词：大数据;矿山;开采智能化

国家的发展和建设离不开能源资源的支持，但是有限的资源在一定程度上影响国家建设和发展，期望能够找到最佳的方式进行有效的资源开采，使其能够实现资源效益最大化。

一、矿山工程及信息化发展概述

矿山工程是以矿产资源为基础的，在矿山上进行有效的资源开采作业，其中包括压风机、井塔、通风机、卷扬机等地面工程，以及硐室、井巷等地下工程，经过数十年发展所形成的采矿系统，并且已经深入采矿工程中的各个领域。例如，矿山规划与设计系统、矿山管理系统、矿山地质系统以及生产工艺系统等。采矿工程作业位于地下几百米甚至数千米，而且作业涉及范围非常广泛，受影响的因素也有很多种。矿山作业生产环境相对来说比较严酷，其项目生产方式不能与普通生产方式相比较，因此，矿山生产作业中要合理应用信息化技术。

矿山综合自动化、数字化技术是智慧矿山建立的基础，通过自动化系统和技术来实现遥控采矿与无人采矿。智能化是以自动化、信息化以及智能化的高效结合，以安全为代表的矿山开采。在大数据背景下，矿山信息化正迎来自动化、数字化和信息化时代。

二、智慧矿山关键技术及发展路径

（一）基于“互联网+”物联网平台

基于“互联网+”的物联网是智慧矿山的信息化高速公路，在实际应用中承担着数据信息安全传输、稳定的任务，有着上传下达的作用，在某种程度上决定着智慧矿山系统整体的安全性及可靠性。所以说，智慧矿山的物联网平台要有精准的定位功能，能够统一指挥或整合有效的地理信息等功能。现有的定位技术有Wifi定位技術、超宽带定位技术、RFID定位技术、Zig Bee定位技术以及蓝牙定位技术等，每种定位技术都有各自的优缺点。例如，超宽带定位技术和Zig Bee定位技术在实际应用中能够精准定位和时间分辨率等方面的优势，这将会是未来无线定位技术的应用方向和发展方向。

（二）大数据、人工智能技术支持智慧矿山

智慧矿山是在数字化基础上进行的，智慧矿山与数字化矿山的区别就是在于其应用了人工智能、云计算、大数据以及物联网等技术，来解决系统构架、数据处理、互通以及高级计算等问题。智慧矿山在数字化矿山中的MES、DCS、ERP3层机构基础上对其进行应用，并将其升级为物联网和云计算的核心智慧决策支持平台，该技术的研究和发展将会直接影响智慧矿山的应用水平[1]。

（三）机器人智能化开采系统

随着科学技术的提升，机器人已经逐渐应用到各行各业当中，在矿山行业中，机器人开采是建立在煤炭存储条件精准感知、机器人群组精准配合、截割轨迹精准调控以及矿山压力精准预警的“四精准”工作。简单来说，机器人智能化开采系统主要是通过各个装备的拟人化来完成破面工作、采矿、装运、支护以及各项处理等，实现自动调节高度、自动调整液压支架以及安全阀门开采等，使其能够更好的维护空间开采，确保各系安全运营与维护，确保刮板输送机自动调整保值证工作面平整，确保运输机与运输速度能够实现协调统一，使其能够实现群组机器人智能感知，对其进行精准控制和协调。

三、矿山智能化开采的关键技术

（一）实现精准定位，合理应用高度传感系统

矿井环境相对来说比较复杂，需要高精度的定位系统导航，使其能够对综采装备进行实时监测。在装备实际运行中可以通过红外高清摄像仪、三维激光扫描仪对其进行实时动态扫描，对工作面进行三维激光扫描，实时构建三维模型，并绘制工作面地图。因矿山开采过程中存在一定的粉尘，在某种程度上影响开采工作的实际运行，可以使用仿生除尘或智能除尘的防爆视觉传感器，使其能够对井下环境进行实时扫描，获取更多的高清图像信息。还可以借助惯性导航、激光扫描以及机器视觉等高精度定位技术，对其进行精准定位和实时监测，为综采装备安装高精度传感器，还可以采用传感信号集成监测技术，使其能够实施监测综采装备的工作状态[2]。再者，基于多信息的三维场景实施建模，搜集综合工作面三维地图、压力、倾角、装备形成等传感信息，通过应用动态建图技术和视频增强技术来构建远程虚拟生产检测系统，使其能够实现工作面综合装备的实时监测。

（二）综采装备核心智能控制技术

控制装置是综采装备智能化的核心技术，在实际应用中将直接关系到装备智能化控制程度，若是想要实现综采装备智能化控制，那么首先要对现有的控制方式进行智能化改进，使其能够有效提升装备智能化应用程度。在进行支架调整过程中，该液压支架的智能化应用在一定程度上能够推移控制系统，通过传感器对支架进行实时位移，使其能够实现支架与刮板机在推移中的位移。并将该数值信息与系统预设数值进行有效的对比，得到实际数值后在对其进行有效地修正，从而决定支架接下来的动作值，促使整个推移控制在实际应用中形成一个闭环控制，同时还能够在控制系统运行中实施监测刮板机和支架运行的实际情况，以此能够对后续的推进或位移进行实时修正，促使支架在推移过程中能够始终保持着同步性和直线性，以此来实现对支架推移的智能化控制[3]。

（三）矿山开采中机电设备的维护使用

在矿山开采中皮带机是非常重要的传输设备，但是因缺乏一定的维护意识，导致对各个零件部位的维护，从而对皮带机的实际应用造成了很大的影响。因此，在实际应用中要对皮带机设备进行有效的维护，优化内部结构性能，做好日常维护工作，使其能够增加机械设备的使用寿命。再者，还要对设操作人员进行有效的培训，使其能够对机械设备各项运行和措施都能够详细了解，一旦零部件出现腐蚀、老化、磨损等现象，一定要及时更换，避免发生安全事故问题。同时还要将更多先进技术设备应用矿山开采工作中，使其不仅能够提升矿山开采的工作效率，同时还能够提升设备维护效率，增强企业在市场的竞争力。

综上所述：

矿山智能化开采是矿山企业升级和发展的技术核心，矿山企业在实际发展过程中一定要跟上时代发展的步伐，合理应用现代化信息技术，使其能够将人工智能、数字化以及大数据技术进行合理应用，将其应用到矿山开采过程中，进一步攻克智能化开采的核心技术难题，使其能够实现矿山开采全过程的智能化应用和智能化监测，实现远程无人作业，以此能够改变传统采矿模式，促使采矿行业朝着智能化、信息化方向发展，实现可持续发展的目标。

参考文献：

[1]   国娟.基于大数据分析时代对矿山安全生产信息化建设的探讨[J].数字通信世界，2019（8）：128-128.

[2]   李浩荡，佘长超，周永利，黄玉凯.我国露天煤矿开采技术综述及展望[J].煤炭科学技术，2019，47（10）：24-35.

[3]   范志忠，潘黎明，徐刚，尹希文.智能化高强度开采超长工作面围岩灾变预警技术[J].煤炭科学技术，2019，47（10）：125-130.

作者简介：

张栋（1986.11-）男，汉，河南渑池，大专，技术员，从事工作：机电维修养护.