煤矿开采中的信息自动化技术研究

李运峰 王延东

山东省滕州曹庄煤炭有限责任公司 山东滕州 277519

中国地大物博，拥有丰富的煤炭资源，在中国现代化基础建设的过程中，煤炭资源也发挥着非常重要的作用。相关数据显示中国近年来煤炭年产量逐年攀高，且在国内一次性能源消费结构中，煤炭的消费占比超过了75%，可以说煤炭行业的发展对于社会主义现代化建设有着极大的影响力，是中国实现科学技术及民生工业快速发展的重要前提。而为了确保煤炭行业的可持续发展，就需要相关企业重视采煤技术的优化，整合自身服务体系和服务意识，为中国未来的经济发展奠定坚实基础。

1 采煤技术优化提升的重要性

采煤技术发展的重要性首先取决于煤炭资源的不可再生属性。煤炭在人类现代化发展的进程中既无法人工合成，也难以在短时间内被其他形式的资源全面取代。可以说煤炭资源有着不可替代的作用，一旦消耗殆尽，就会对整个人类世界的发展造成巨大影响。鉴于此，需要科学合理地利用煤炭资源，在开采过程中极力避免出现资源浪费等问题，从而最大限度延长煤炭资源的使用年限，提高其使用效能。自中国进入现代化建设阶段以来，国内煤矿企业都在致力于优化和提升采煤技术，从生产能力设计到具体的施工采煤流程等多个方面都进行了相应的技术革新。随着能源结构及社会发展需求的转变，技术又有了更加巨大的发展空间。尤其是智能化工业、物联网技术、5G信息传输技术等高科技领域的技术突破也为采煤技术的各环节及设备革新创造了有利条件。近年来随着中国对煤炭行业进行的重新规划和梳理，许多煤矿企业在日常运营的过程中，对自身经营理念及发展方向做出相应调整，从原本以人工为主的劳动密集型采矿模式逐渐转向智能化、自动化的采煤作业。

2 煤矿开采中的信息自动化技术

2.1 远程干预无人化采集技术

新时期下，中国煤矿开采过程中所采用的采煤技术已进入智能化开采控制阶段，而相关的开采流程是一套完整的系统，其基础在于远程干预无人化采集技术。由于技术的不完备，传统煤矿井下综采面工作都由人工完成，其危险系数非常大，各种级别的矿难也不时爆出。为了有效解决这一问题，切实保障煤矿工人的生命安全，在设置智能化开采系统的过程中首要的就是实现工作面无人，通过远程干预、远程控制，实现自动化、智能化的生产模式。基于无人跟机作业、有人安全值守的设计理念，让机器代替人工完成工作面的采集工作，并通过系统中的相应功能，比如方位感知、工作面信息交互、工作面协同控制、采煤机自动运行等，全面实现煤矿井下环境无人的运行要求。

2.2 矿井虚拟现实技术

在设计远程干预无人化采集系统的过程中，为了能更加清晰直观地了解煤矿内部构造及情况，相应技术人员还研发了矿井虚拟现实技术。该技术由矿井三维建模技术衍生而来，是将综采工作面的内部环境利用现代化的信息采集技术结合虚拟现实技术，通过相应软件创造出模拟现实环境的三维模型，并结合智能开采控制系统模拟采矿作业过程中相关设备的运行状况。矿井虚拟现实技术包含了两个层面的意义：①能让操作人员根据三维建模调整采煤的作业进度，且可通过虚拟现实系统所具备的人机交互功能对井下作业进行模拟操作。这种模拟操作能降低实际开采的危险性，节约大量的资金，提高企业经济效益。②矿井虚拟现实技术的应用丰富了智能化采矿控制技术，在信息化模板控制的基础上增添了可视的三维模型，让相关工作人员能在三维模型上监测不同设备的运行状态及运行参数，对相关设备的运行时间、煤炭总产量、各设备的运行情况进行综合观测。

2.3 远程遥控技术

为了实现中国采煤技术的全面智能化，还需要匹配相应的远程遥控技术。由于煤炭行业的特殊性及其设备运行环境的危险性，在设计智能化采煤生产远程遥控的过程中，需着重强调以采煤机的记忆切割技术为主、人工远程干预为辅。只有提高采煤机及控制系统的底层逻辑，确保液压支架能完成跟随采煤机的自动动作及采煤运输设备能高度集中化自动化控制，同时匹配相应的智能感知、智能监控系统，对采煤工作面实现全面的网络通信遥控。

2.4 智能开采控制技术

为了实现智能开采技术的一体化、无人化，全面实现智能化，还需要强调整个开采系统的智能开采控制属性。结合探测系统、遥控系统及信号反馈来确保整个开采系统能跟随工作面情况的变化进行调整，使智能化采掘设备能通过智能开采系统进行自动调度，自动决策。为了实现这一目标，就需要对采煤机智能记忆、液压支架智能跟随、巷道智能运输、远程遥控、三维虚拟模型及一键启动等多种技术进行集成，让采矿流程实现单机装备、总体控制的合理构建。

3 结语

中国现代化建设发展对国内采煤技术的要求发生了相应变化。实现智能化开采，不仅是为了提高采煤效率、避免资源浪费，同时也是为了能更好地保护煤矿企业工作人员的生命安全[3]，是促进中国经济发展、构建现代化和谐社会的重要措施。这就需要设计人员重视对远程干预无人化采集技术、矿井虚拟现实技术、远程遥控技术及智能开采控制技术等信息自动化技术的综合应用，匹配相应的设备及软件构建监控、采集、运输、维修一体化的智能控制系统，为中国现代化建设保驾护航。