煤矿智能化开采关键核心技术分析

（华亭煤业集团新柏煤矿公司 甘肃 744000）

1.引言

目前中国在能源资源方面的供应中，煤炭占据着重要的地位，不仅如此，在世界能源资源的结构体系中，煤炭将会持续发挥着自身的主体地位。在经济全球化的大背景下，我国与世界各国展开了紧密的交流与合作，在信息时代与智能时代的双重叠加下，我国煤炭要积极创新相关技术，在煤炭开采的过程中运用智能化开采手段，不断提升煤矿的开采效率，促进煤矿行业持久而高速的发展。利用智能化开采，能够提高煤矿的开采效率与质量，确保我国的能源安全与稳定，更有助于推进绿色工业革命的进程。由此可知，在煤炭开采的过程中运用智能化开采手段具有重要意义。在煤炭开采过程中运用智能化技术对煤矿进行开采，要及时解决在开采过程中遇到的技术难题，不断推进我国煤炭在生产过程中实现智能化、高效化、安全化、绿色化的现代工业生产目标。

2.智能化煤矿的具体含义

所谓“智能化”就是指利用互联网、大数据、云计算等高新技术，让机器能够代替人工去完成相应的工作。在煤矿开采的过程中利用智能化技术进行开采，就是利用先进的仪器设备，让这些先进的仪器设备在工作的过程中拥有对环境的感知能力，对事物的判断能力，对事物进行处理的决策能力以及按照相应的程序有较快的执行任务的能力[1]。这些先进的仪器设备能够通过人类设定的高级程序，不断在工作过程中收集相关的信息数据，并自动进行保存与识别，不断对收集到的信息数据进行总结，从而让自身在工作方面完成的更加出色。这就相当于人在工作中不断积累工作经验是一个道理。

煤矿智能化开采实际上就是在煤矿自动化开采的工作系统中，加入了相应的技术与程序，让机器设备能够对系统中的信息数据进行自动的识别与学习，通过对这些知识进行积累，准确的对机器的操作进行指挥，提升煤矿在开采过程中的工作效率。例如：利用煤机装备去检测煤矿井下的实际情况，通过智能化的识别与图像视频的传输，能够让人清晰的了解地下煤矿的情形，对围岩条件的准确把握，此外，该仪器设备能够通过收集到的井下数据，对开采煤矿工作过程中一些相关的参数进行自动显示，节约煤矿开采的成本，提高煤矿开采的效率。

要实现煤矿开采的智能化，最重要的就是在开采的过程中对智能化煤机装备的使用，该装备能够有效的解放人类的体力劳动与脑力劳动，通过自主的收集信息、分析信息、学习知识、积累经验，在面对不同煤矿开采的实际环境中都能够有效的发挥自身的作用，真正实现在煤矿开采过程中的无人化运作模式。智能化煤矿开采，实际上就是以自动化系统为基本框架，在煤矿开采的工作中结合现代化智能开采理念，利用互联网、云计算、大数据等技术，对煤矿工作中的相关数据信息进行收集与分析，自主进行决策与行动，根据不同的开采环境能够有针对性的对数据进行精准调整，让煤矿开采在实际操作过程实现智能无人化操作。

3.煤矿开采运用智能化的优势

煤矿开采过程中出现安全事故是不可避免的，由于煤矿开采井底的环境十分复杂，即使在做了充分的安全保障措施后，仍不能防止安全事故的发生。安全事故带来的最大危害就是造成施工人员的伤亡，这给社会带来了非常不良的影响。将煤矿开采工作中减少人员的参与，利用智能化的设备代替人工，能够从根本上极大的解决人员伤亡问题。此外，利用智能化煤矿开采技术，能够有效提升煤矿开采的工作效率，在一些需要人为去进行数据的计算工作中，智能化设备能够又准又快的将计算结果呈现给技术人员，极大的简化了工作人员的工作内容，也提升了工作效率[2]。

4.煤矿智能化开采关键核心技术具体展现

运用智能化煤矿开采已经成为现代煤矿行业的发展共识，是煤矿转型升级的重要保障。这对于市场上有关于煤矿开采的相关仪器与设备在智能化、信息化方面的技术也在不断推陈出新，在煤矿开采的过程中智能化核心技术也在日益发展成熟[3]。比如：对煤矿开采过程中井下实时监控的技术、利用设备对煤炭开采进行精准探测的技术、对在煤矿开采过程中对设备进行智能化控制的技术等等。由于目前我国对煤炭开采的过程要求越来越严，要保证环境不受污染，生产过程中要确保工人的生命财产安全，对开采出来的煤炭要符合相关的质量标准等等，加上目前存在煤矿的地方地下情况都较为复杂，这为煤矿的开采过程增加了不小的难度，因此，在我国煤矿开采的过程中，不断提升与完善智能化开采关键核心技术显得尤为重要。

(1)煤矿井下综采装备监控核心技术

在煤矿开采的过程中，要对煤矿井下的综采装备进行位置的确定与测量，以确保综采装备在工作中能够完美的运行智能化控制。由于煤矿开采井下的环境十分复杂，要对综采装备在煤矿井下进行实时的监控，必须运用高质量的导航系统，综采装备在井下进行工作运作时，还可以通过红外线高清摄像仪以及三维激光扫描仪对井下工作的实时状态利用构建模型以及视频图画传递出来。但这些仪器的使用在实际的操作过程中仍会存在一定的弊端。例如：在综采设备进行工作时，井下的环境会涌现许多的粉尘，这些粉尘会严重形象仪器设备传输上来的画面质感，因此，在技术的更新上可以利用专门除尘的视觉传感器，以保证画质的清晰度。

(2)围岩装备的耦合控制核心技术

要确保煤矿的安全开采，在开采过程中最重要的就是要采用液压支架设备，同时要不断提升完善围岩装备的耦合控制技术，液压支架与围岩的耦合状态共同为煤矿在开采过程中的安全性保驾护航。目前在我国煤矿开采的工作中，液压支架设备已经普遍在实际运用过程中实现了自动化，但是在整体工作的推进方面以及支架与围岩支护的调借工作方面目前还是人工在进行操作，这样的操作方式严重影响煤矿的开采进度，也阻碍着煤矿在开采过程中实现智能化。因此，在围岩装备的耦合控制核心技术方面要求提升围岩装备的自动调节适应机制，让围岩装备与液压支架能够在智能化的控制手段下，不断提升煤矿开采的效率[4]。

(3)综采装备在智能方面的关键核心控制技术

在煤矿开采的过程中，要实现综采装备智能化，必须提升综采装置中的控制装备水平。控制装备是否能够满足无人化自动操作直接决定着综采装备在运用过程中的智能化展现，要在控制装备方面不断提升、完善智能化水平，才能让综采装备在煤矿开采过程中实现更高质量的智能化。例如：在对液压支架进行推移的过程中，采用无人化智能推移技术，利用仪器设备自动计算推移的位置与方向，实现液压支架在工作过程中的精准移动，推进综采装备不断迈向实现智能化控制的发展道路。

(4)煤矿开采中有效利用机器人作业

随着人工智能技术的不断发展，人类在对机器人进行制造与设计方面已经鲜有成效，研发的机器人目前已经普遍出现在人类的生活当中，比如：银行的智能服务机器人、家政服务机器人、酒店服务机器人等，这些机器人能够根据相关程序的设定，灵活的处理自己的工作内容，实现与人无障碍的交流。在煤矿开采的工作中，由于开采的条件非常艰苦、恶劣，且持续的时间较长，虽然目前在实际开采煤矿的过程中人类运用了很多先进的机械设备，极大的减轻了人类的体力劳动，但是在这些机械设备进行运作的过程中，还是需要人为的去进行操控，并没有真正的实现解放人类劳动的目标。因此，在煤矿开采过程中，要实现智能化开采模式，就要在工作中加强对机器人的利用，降低煤矿开采工作中对人产生的危险性，促进煤矿开采工程的高效性。比如：在煤矿井下进行煤矿开采的时候，有些设备在井下不知道出现什么问题就不工作了，此时可以利用设备巡检机器人，将它放入井下，及时对工作设备进行检查，反映设备出现的问题以及井下开采的具体情况。

在利用机器人进行煤矿开采的过程中，要注意以下几方面的事项：①机器人要有极强的感知能力以及清晰的全景式监控设备，这样才能够确保机器人在行进时能够平稳运行并且及时躲避阻碍，到达指定目的地。②机器人要有坚硬的外壳，在遇到煤矿塌陷等意外时，能够很好的保护自己，不至于毁坏。③机器人的电池要具备大容量、重量轻且防爆炸的功能，能够满足机器人长时间作业、易懂便捷以及不易对人产生危险。④要研发对机器人进行无线充电的装置，方便在煤矿开采过程中对机器人进行便捷运用。

5.总结

在煤矿开采过程中采用智能化开采技术，能够促进我国煤炭产业快速转型升级，推进我国煤炭开采过程中关键核心技术的不断完善与优化，在互联网、信息化的时代大背景下，煤矿开采过程中利用智能化开采技术，紧跟时代的潮流，提升自身在新时期市场上的竞争力。要彻底实现煤炭开采过程的智能化，就要不断攻克煤炭开采过程中所涉及的关键技术瓶颈，不断采用、研发最新的智能化设备与技术，减少在煤矿开采过程中的人力成本，从根本上保证煤矿开采的安全性，让煤炭产业能够更加快速的发展，实现可持续发展理念。