采煤工程中智能采煤技术应用效果分析

摘 要：在现代化矿山生产中，采煤是一项非常复杂的系统工程，需要多种机械设备协同作业、需要工作人员与机械设备紧密配合，尽管如此，在传统采煤过程中仍然很容易发生危险，使矿工的生命健康受到威胁，使矿山在经济领域蒙受损失，智能采煤技术的出现和广泛应用，让这种情况得到了大大改观，一方面，智能采矿技术是利用机器人来完成各项采煤工作，大大提高了生产效率；另一方面，智能采煤技术还可以实时监控采煤现场包括温度、湿度、氧气浓度等指标的情况，不但大大提高了生产的安全性，也让矿山的经济收益更加有所保障。文章简要介绍了智能采煤技术的概念及其特点，重点分析了采煤工程中智能采煤技术的应用效果与实践举例。

关键词：智能采煤技术；特点；应用效果；实践举例

采煤，即一项“把有价值的煤炭资源从地下或地表分离出来，并运离现场”的过程。由于煤矿矿床是以层状赋存在地质结构中的，因而在分布上具有范围广、储量大、煤质脆、易切割破碎等特征，并且在开采过程中还经常会面临水、火、粉尘、瓦斯等风险的威胁，因此，对采煤技术也有着非常严格的要求。近年来，随着绿色发展理念、可持续发展理念、循环经济等的兴起，对采煤技术的要求也越来越高，正是在这样的时代背景下，对采煤工程中智能采煤技术应用效果进行实践性分析，才获得了业界的广泛重视。

一、智能采煤的概念及其技术特点

所谓“智能采煤”，指的是在开采煤炭的过程中，应用现代通信技术、物联网技术、云计算技术、大数据技术以及人工智能技术等先进科学技术手段，采用具有自主感应、决策、控制和执行能力的采煤机、液压支架、刮板输送机、转载机、破碎机、带式输送机等智能化装备，通过远程操控方式实现对采煤作业现场进行自动化控制的一种高效、安全的煤炭开采方法，相较于传统采煤作业而言，智能采煤表现出了这样几个技术特点：

1.在智能化方面，具有不需要人员跟机作业的特点；

2.在自动化控制方面，具有一键启停操作的特点；

3.在人工管理方面，具有让监测中心和地面控制中心实现远距离运行的特点。

二、采煤工程中智能采煤技术应用效果分析

智能采煤技术将自动化、机械化、信息化融为一体，利用互联网技术对采煤作业设备实施控制，不仅让煤矿企业的生产效率得到明显提高，而且还有效降低了现场作业人员的劳动强度和面临的风险威胁，现将其应用效果分析如下：

1.在生产效率方面，通过引入机器人、数据智能化、算法优化、机器人等先进科技手段，可以自主完成采煤工程中的诸如勘探、钻井、爆破、装载、运输等各个环节的工作任务，相较于传统煤的机械设备生产工艺，智能采煤技术不仅可以对煤矿生产过程进行实时监控、调度和管理，还让采煤工艺也同时获得了非常大的发展，进而实现了对采煤生产作业过程的自动化控制和操作，提高煤炭开采的效率和质量，并使采煤现场作业秩序更加规范化，因而也大大地提高了煤矿的生产效率。

2.在经济效益方面，应用自动化生产线、机器人等，可以实现自动化、智能化生产；应用物联网和分布式控制系统，可以建立不同生产单位之间交互平台，实现信息共享；应用设备运行实时状态监控、故障报警、诊断分析系统，可以实现对生产任务的实时指挥、调度、调整和重新分配；利用运输自动化设备，可以实现对煤炭和生产资料的及时输送到位；应用在线自动检测系统，可以实现对设备运行状态的实时记录；在竞争激烈的市场环境中，降低了生产成本，促进了经济效益的提高。

3.在生产安全方面，在采煤作业过程中，由于受到客观条件和技术水平等的制约，经常会伴有各种危险的发生，比如，传统煤矿开采中的瓦斯突出、煤尘爆炸、火灾等的危险性就非常大，但如果采用智能采煤技术，通过应用自动控制、遥感监测、预测预警等手段，就可以实现对采煤作业现场情况的实时监测，及时发现安全隐患、发出报警，为应急处置赢得时间，为减少矿工生命健康和矿山经济损失起到了有效的预防作用。

4.在资源配置方面，一方面，在传统采煤技术中，低品位矿石和复杂共生矿石常常不能被有效利用，而应用智能采煤技术则可以实现对这些矿产资源的精细调配，提高资源利用率；另一方面，在传统生产资源配置中，主要是依赖人工经验和现场测试，很难做到准确到位，而应用智能采煤技术，则可以实现对采煤作业现场各种数据的实时分析和处理，减少人工干预，更加合理地调配人力、物力、财力等资源，进而实现对生产资源的最优配置。

5.在环境保护方面，相较于传统采煤作业中存在着大量粉尘、有毒有害气体、水污染等环境问题，应用智能采煤技术，通过智能化配合，既可以实现对煤矿石的精细化分选和对废渣的综合利用，又可以实现对煤炭的去除杂质和分级等处理，减少废渣产生量，同时还可以实现对有毒有害气体和废水的实时处理，从而减少废物污染、实现节能降耗、保护生产环境，推动矿山采煤作业实现绿色发展。

6.在可持续发展方面，鉴于当好采煤技术正在向智能和环保的方向转型，符合国家产业政策，因此在发展潜力上还有很大的上升空间，同时，随着智能采煤技术发展速度的加快，也因此推动了智能采煤技术的不断迭代升级，并对推动行业实现高质量可持续发展产生积极的影响。

7.应用中的短板，尽管智能采煤技术在生产效率、经济效益、生产安全、资源优化配置、环境保护、高质量可持续发展等诸多方面展示出了强大的生命力，但是，受技术条件的限制，也暴露出来了一些短板，比如，大量的技术投入和设备更新，导致技术成本的不断被拉高；又比如，采煤过程涉及大量数据产生和传输，如何保障这些数据的安全性对智能采煤技术是一个极大的考验；再比如，对互联网通信技术的高度依赖，容易导致在网络环境不稳定情况下设备运行出现异常或数据中断等问题；对于这些不足之处，要保持清醒的认识，要准备好应对预案。

三、采煤工程中智能采煤技术应用实践举例

1.机器人协同作业，利用机器人群协同作业，可以实现高效、智能的采煤作业，提高采煤效率。

2.透明化采煤，利用AI技术，可以实现对采煤过程的实时监控，提升采煤的自动化水平。

3.智能掘进，利用采煤机记忆截割、支架自动跟机、远程集控和一键启停等功能，可以实现掘、支、锚、运的全面机械化作业，提高生产效率。

4.矿石分选，利用人工智能分选系统，可以实现对废石中有价值矿物的实时识别，提高回收率。

5.环境数据，利用人工智能进行快速有效数据分析，可以实现对风险的有效降低。

6.智能矿灯，利用智能矿灯的定位、视频、无线通信和环境监测等功能，可以实现对现场采煤作业人员的实时监控。

7.电子围栏，利用电子围栏的声光报警和设备停机功能，可以实现对采煤作业人员人身安全保障的提升。

8.预测性维护，利用人工智能预测维护系统，可以实现对设备故障维护的提前规划。

9.无人驾驶，利用无人驾驶，可以实现对运输效率的提高和对人工成本的降低。

10.智能决策，利用大数据分析技术，可以实现对选煤流程的优化和对生产质量的提升。

四、对采煤工程中智能采煤技术应用前景的展望

智能采煤技术的出现，是信息化与工业化深度融合的产物，也是在采煤技术领域发生的一场深刻革命，其有效规避了传统采煤作业中存在的人工干预问题，利用智能感知、智能调控、自主导航等先进的智能化技术，实现了对采煤作业过程的自动、独立完成。未来，随着对人工智能技术的不断创新发展和对智能采煤技术的进一步扩展应用，其市场前景和发展前景都会越来越广阔，并将为整个行业创造更大的发展空间。

参考文献：

[1]煤矿智能化开采技术创新与发展研究[J]. 吕阳龙.当代化工研究，2024（05）

[2]煤矿智能化开采技术的创新与管理分析[J]. 苏志红.矿业装备，2024（01）

[3]煤矿智能化开采技术现状及展望[J]. 赵胜利.能源与节能，2023（10）