从智慧矿山角度分析智能化开采技术

温治胜

摘要：我国正在进入到数智经济时代，人工智能化为典型技术代表的智慧生产管理系统在各个行业中的应用越来越多。采矿行业是传统行业，面对时代大环境，积极拥抱新技术，推动采矿生产效率的提升是实现采矿行业高质量发展的重要途径。本文从智慧矿山的角度对智能化开采技术进行了分析探讨，重点论述了智能化开采对矿山的影响以及智能化开采技术的应用现状，供相关人士参考。

关键词：智慧矿山;开采技术;智能化开采

分类号：TD82

一、引言

采矿行业是传统行业，同时也是重要的基础资源行业。过去发展时期，我国矿山的开采模式是相对粗放，生产效率低、安全风险高，对环境也带来很大的压力。近年来国家对资源和环境政策的日益收紧促使采矿企业加快转型升级，利用信息化、数字化和智能化技术，采矿行业进入到智能化开采发展阶段。

二、智慧矿山的特征

智慧矿山是采矿行业的技术革命，其主要特征是信息技术和物理技术的融合，采矿过程高度数字化、网络化、智能化。如果传统的采矿生产是依靠人力资源和机械化设备，那么智慧矿上的采矿生产是依靠信息化设备和智能技术。在采矿的生产效率、生产安全、生产环保方面更加可控，以较低的开采成本实现更高的采矿经济指标，解决传统矿山开采过程中的安全、环保、效率之间制约性问题，提高采矿的综合效益。

三、矿山智能化开采的影响及现状

矿山智能化开采是系统性的技术体系，通过对矿山开采资源、设备物料、人员、环境等因素实现数字化，使采矿过程中的一切信息被悉数收集，在对信息进行传输分析和标准化计算后，以模拟仿真的形式呈现采矿信息和演变规律，作出设备自动化操作指令。智能化开采体系既是技术体系，同时也是矿山体系，使矿山能够像智能机器一样进行自我分析和科学决策，实现对各项资源的优化配置，顺利推进采矿综合目标的实现。矿山智能化开采是采矿行业发展的主流趋势，其对于采矿行业来说是影响深远的。首先，智能化开采是我国采矿行业科技创新的重要体现，顺应我国当下向着高质量发展的伟大战略。其次，智能化开采是采矿行业提高内在核心竞争力的必经之路，能够帮助解决传统采矿生产中的安全、环保、效率、成本等关键问题，提高企业发展的软实力。其三，智能化开采模式下，采矿工作人员尤其是现场工作人员的数量大大减少，不仅更有利于人员安全，环境安全，同时也降低了劳动力成本，提高了生产效率。

智慧矿山建设的过程中，地质信息数据库的完善十分重要，这是保障煤矿开采工作质量的前提条件。在这一环节，目前主要是通过构架地质信息系统来实现。通过地质信息系统从各个维度采集煤矿开采的信息，在信息技术和智能技术的支持下，地质信息采集的准确度和及时性更高，因此可以为智能化决策提供可靠的支持。信息经过检测或探测设备进行自动采集，然后将获取的地质信息进行科学分析和处理，在有效数据的基础上建立起思维动态模型，描述和表征地质巷道之间的关联性信息。通过设立全方位的四维GIS云平台，使采矿信息以三位电子图的形式进行管理。目前，对地质信息的分析处理已经有很多的软件，信息处理效率较高。在对采矿信息自动化更新方面，主要是通过完善四维GIS云平台来实现。利用四维GIS云平台对矿井的GIS图片文件、采矿生产数据、地震资料等进行一体化管理，构建更丰富的地质信息数据库，促进数据的共享。在GIS技术的基础上，通过建立三维数字模型，调整各项参数，使数字模型无限趋近于真实情况，更好地为采矿生产服务。在地震数据采集分析中，建立三维地震数据模型，与物探技术、钻孔岩性探测技术联合，发挥出多种技术的综合协同效能。智慧矿山建设中，物联网技术的应用也越来越普遍。利用超宽带定位技术提供更加精准的位置定位，为煤矿开采中的复杂环境条件分析以及各项生产技术参数的设置提供参考。利用激光雷达技术进行准确定位，然后利用晶振误差补偿技术对误差进行自动补偿，保证采矿设备运行过程中不会发生碰撞，优化设备运行的协调性和整体运行工况。应用云计算技术，对采矿生产中采集到的数据进行分析处理，提高数据处理效率，帮助工作人员更好地作出决策。对于危险的条件恶劣的采矿现场工作环境，采用无人开采技术是智慧矿山的典型体现。为了实现无人化开采，对采矿工作面采用三维激光扫描技术、雷达技术、红外摄像技术，完善井下地图构建。现场工作环境风险隐患多，采用具有防爆、防尘、防雾功能的传感器装置，确保矿井信息采集准确高效。采用现代化综采设备，利用自动化技术对综采设备的运行情况进行动态化监控，掌握设备位置信息和运行工况，提高综采设备的生产效率。

四、智能化开采核心关键技术及发展趋势

关键的技术包括：①空间信息技术：以遥感、定位、测绘、地理信息系统为基础，实现矿山信息的采集和处理。②云计算和物联网技术：将云计算技术和物联网技术融合起来，进行信息的交换，实现远程爆破、开挖、采矿、运输等生产作业。③数据技术：从矿山数据库中提取有用的信息，为制定和优化决策提供支持。④三维模拟技术：利用三维模拟技术和人工智能技术建立矿床模型，对采矿情境进行模拟，对地下矿井进行仿真，模拟井下围岩力场，了解矿体形态和构造，跟踪监控矿井人员。⑤智能采矿技术：无人采矿技术、物探技术、导航定位技术，便于提出最优采矿路线，确定最优开挖点，实现自动化指挥调度。

未来，在厚煤层和薄煤层的智能化综采技术上，对关键工艺技术将进一步研究。对复杂的煤矿开采环境，如地质风险区域等特殊地质环境进行综采技术将有更深入的研究。

五、结语

采矿行业是传统行业，面对时代大环境，采矿企业应积极拥抱新技术，加快智慧矿山建设，推动采矿综合效益提升，实现高质量发展。

参考文献：

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[2]张元生.战凯.马朝阳.金枫.刘旭.韩志磊.智能矿山技术架构与建设思路[J].有色金属，2020，72（3）：1.

[3]劉威.试析煤矿智能化开采技术的创新及管理[J].自动化应用，2020，（3）：153.

（神木县隆德矿业有限责任公司，陕西 榆林719302）