人工智能在煤礦安全生產(chǎn)中的運(yùn)用分析

岳勤勤

摘要：隨著時(shí)代的迅速發(fā)展，煤炭生產(chǎn)中的技術(shù)和設(shè)備在不斷地更新，提高了煤礦生產(chǎn)中的生產(chǎn)力和安全性。我國(guó)經(jīng)過多年的發(fā)展之后，對(duì)于煤礦的開采水平仍處于粗放式的狀態(tài)，開采的企業(yè)往往在追求利潤(rùn)的同時(shí)卻忽略了生產(chǎn)安全，這使得安全事故頻發(fā)，對(duì)開采工人的生命安全造成威脅。本文以煤礦生產(chǎn)安全和人工智能在煤礦安全生產(chǎn)中的應(yīng)用為主，為我國(guó)礦業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化提供一定的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：人工智能;煤礦生產(chǎn);安全

我國(guó)煤礦生產(chǎn)技術(shù)落后，在提高煤炭產(chǎn)量時(shí)往往是以提高生產(chǎn)成本、污染環(huán)境、消耗能源為代價(jià)進(jìn)行的。近年來我國(guó)科技水平不斷提高，很多高科技的礦山設(shè)備被研發(fā)出來，但因煤礦開采人員中農(nóng)民工比例較高的緣故，缺乏文化水平和專業(yè)知識(shí)，由缺乏安全意識(shí)和對(duì)設(shè)備的不了解，導(dǎo)致安全生產(chǎn)的事故頻發(fā)。在我國(guó)的煤礦開采業(yè)中，政府監(jiān)管不嚴(yán)，企業(yè)存在著盲目追求高利潤(rùn)的現(xiàn)象，忽略了安全生產(chǎn)，阻礙了我國(guó)煤礦開采的現(xiàn)代化進(jìn)程。通過人工智能技術(shù)能夠降低成本、節(jié)省人力物力，可以極大的提高生產(chǎn)效率，在煤礦安全生產(chǎn)中起著重要的作用。

1我國(guó)煤礦生產(chǎn)的現(xiàn)狀

如今，我國(guó)煤礦生產(chǎn)正處于粗放型的經(jīng)濟(jì)狀態(tài)，投入消耗很高，回報(bào)卻很低。很多的煤礦企業(yè)視環(huán)境污染于無物，不管頻發(fā)的安全事故，以追求經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)。因此在煤礦生產(chǎn)中，在安全和環(huán)保方面的資金被大量縮減，這對(duì)生態(tài)平衡造成了極大的破壞，而因?yàn)榘踩鹿蕦?dǎo)致的人員傷亡情況也在不斷增加。另外對(duì)于從業(yè)人員，安全意識(shí)和防范意識(shí)較差，企業(yè)不夠重視煤礦生產(chǎn)的安全性問題。有些從業(yè)人員在惡劣環(huán)境中吸入了大量的粉塵，造成了塵肺病，嚴(yán)重威脅了從業(yè)人員的身體健康。煤礦產(chǎn)量逐年上升的同時(shí)，安全生產(chǎn)問題卻未減少。

經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的同時(shí)，需要大量的能源作為動(dòng)力，煤礦資源作為重要的技術(shù)性能源之一，作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的保障，煤炭的需求量也在逐年增長(zhǎng)。煤礦行業(yè)也因?yàn)闊o限制的擴(kuò)張和超負(fù)荷的運(yùn)轉(zhuǎn)，在盲目追求高產(chǎn)量的同時(shí)產(chǎn)生了許多非法的礦井，威脅著煤礦的安全生產(chǎn)和環(huán)境的污染狀況。

煤礦行業(yè)正處于不規(guī)范、無序的狀態(tài)。在競(jìng)爭(zhēng)激烈、市場(chǎng)迅速擴(kuò)張的同時(shí)，政府對(duì)于煤礦企業(yè)的監(jiān)管并不嚴(yán)格，安全事故頻發(fā)，安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)較弱。我國(guó)煤礦生產(chǎn)技術(shù)較為落后，高投入高污染和高能源的浪費(fèi)，使得煤礦生產(chǎn)安全無法保障。在從事煤礦生產(chǎn)的人員當(dāng)中，農(nóng)民工為主體，文化程度較低，缺乏專業(yè)的知識(shí)，對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)控制沒有很好的把控能力，企業(yè)重視生產(chǎn)，卻缺乏對(duì)于員工的技術(shù)安全培訓(xùn)，導(dǎo)致員工忽視安全規(guī)定、缺乏安全意識(shí)，在發(fā)生事故時(shí)無法采取有效措施。

2人工智能在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1煤礦安全儀器的性能改進(jìn)

煤礦安全監(jiān)測(cè)儀器和儀表，也隨著智能技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，在測(cè)量領(lǐng)域有著更廣闊的發(fā)展前景。以軟件和硬件的智能化作為基礎(chǔ)，分析當(dāng)前以及過去的數(shù)據(jù)信息，通過儀表和儀器進(jìn)行分析。從低中高三個(gè)層次，對(duì)測(cè)量過程進(jìn)行反映。人工智能技術(shù)的應(yīng)用，拓展了測(cè)量系統(tǒng)的功能，提高了測(cè)量系統(tǒng)的效率和性能，使得煤礦安全監(jiān)測(cè)儀器更靈敏高效、功能多樣。對(duì)于煤礦安全監(jiān)測(cè)的儀器和儀表，可以應(yīng)用一些有關(guān)微控制器和微處理器的技術(shù)，運(yùn)用模擬推理的技術(shù)，對(duì)各種測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置，由此決定各種模糊關(guān)系。和其他技術(shù)相比，模擬技術(shù)無需大量的測(cè)量數(shù)據(jù)，無需建立數(shù)學(xué)模型，只要應(yīng)用芯片的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和離線計(jì)算，就可總結(jié)分析出合適的規(guī)則，通過事先給出的精準(zhǔn)度進(jìn)行控制和分析。

2.2優(yōu)化開采方案與參數(shù)設(shè)計(jì)

隨著專家系統(tǒng)的不斷發(fā)展，煤礦企業(yè)中對(duì)于礦井挖掘的方案和參數(shù)也更加合理，更加貼合實(shí)際情況。很多人工智能方面的研究院和院校，也專注于將人工智能應(yīng)用到煤礦生產(chǎn)安全中，比如美國(guó)的阿拉斯加大學(xué)設(shè)計(jì)的專家系統(tǒng)，可以根據(jù)實(shí)際情況在長(zhǎng)壁采煤法和短壁采煤法之間篩選最佳方案。俄羅斯東部礦業(yè)大學(xué)將模糊數(shù)學(xué)理論應(yīng)用到煤礦生產(chǎn)中，實(shí)現(xiàn)了能夠智能選擇最佳爆破對(duì)策和確定最佳的參數(shù)方案的系統(tǒng)。澳大利亞拉瓦爾大學(xué)也設(shè)計(jì)了相關(guān)的專家系統(tǒng)，通過智能選擇最佳的設(shè)備選型，將人工智能應(yīng)用到煤礦安全生產(chǎn)領(lǐng)域。我國(guó)近年來在人工智能應(yīng)用于煤礦安全生產(chǎn)領(lǐng)域方面也有很大的突破。例如，針對(duì)于采礦巷道圍巖支護(hù)中圍巖分類的相關(guān)問題中，設(shè)置出了相關(guān)的專家系統(tǒng)，智能的根據(jù)實(shí)際情況，能夠?qū)⒏鞣N不同的圍巖進(jìn)行分類。針對(duì)于煤礦井下爆破的挖掘方案，巷道支護(hù)的形式與參數(shù)問題等也設(shè)計(jì)了相關(guān)的專家系統(tǒng)，并在實(shí)際問題中得到了廣泛的應(yīng)用。

2.3煤礦安全儀器網(wǎng)絡(luò)化

利用計(jì)算機(jī)的計(jì)算功能，能夠快速的計(jì)算參數(shù)，而將人工智能技術(shù)融合到煤礦安全儀器表當(dāng)中，能夠最大程度的發(fā)揮安全儀表的功能。例如，通過網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)字安全監(jiān)測(cè)儀器，在通過相應(yīng)的模式識(shí)別軟件之后，能夠快速的分析儀表的各項(xiàng)屬性和實(shí)際情況，在采集數(shù)據(jù)的設(shè)備上安裝智能系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)分類，并且能在脫機(jī)狀態(tài)下采集數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程測(cè)量?？萍己蜁r(shí)代在不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)領(lǐng)域也在不斷地創(chuàng)新，計(jì)算機(jī)的人機(jī)互動(dòng)和運(yùn)算功能逐漸完善。通過人工智能軟件的應(yīng)用，連接互聯(lián)網(wǎng)和儀器遠(yuǎn)程操控儀器，完成目標(biāo)任務(wù)?？梢酝ㄟ^人工智能軟件建立數(shù)據(jù)庫用于儲(chǔ)存測(cè)量結(jié)果，在收集儀表上的相關(guān)數(shù)據(jù)之后，還可以傳輸?shù)较嚓P(guān)部門。人工智能的廣泛應(yīng)用，使得工作人員不必親臨現(xiàn)場(chǎng)，通過儀表的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程辦公，并且能夠確保工作人員第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的異常，采取有效措施，及時(shí)處理問題。

3總結(jié)

煤礦安全生產(chǎn)事關(guān)重大，是社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)問題。重大安全事故要減少，通過使用人工智能代替一部分人力操作，能夠有效的提高煤礦生產(chǎn)效率，提高煤炭產(chǎn)量和質(zhì)量，降低安全事故的發(fā)生機(jī)率，有效減少事故總量和死亡人數(shù)。因此，各企業(yè)不但要升級(jí)煤礦安全生產(chǎn)技術(shù)設(shè)備，還要提高企業(yè)的安全管理水平，加強(qiáng)從業(yè)人員的安全意識(shí)，增強(qiáng)從業(yè)人員在發(fā)生安全事故時(shí)的自救意識(shí)，減少人身傷害。國(guó)家應(yīng)增強(qiáng)煤礦的安全生產(chǎn)技術(shù)保障能力，提高煤礦的生產(chǎn)效率，煤礦安全生產(chǎn)還應(yīng)受到政府和企業(yè)的重視，提高煤礦生產(chǎn)的產(chǎn)量和質(zhì)量，真正達(dá)到安全生產(chǎn)的效果。

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（作者單位：華晉焦煤有限責(zé)任公司沙曲一礦）