煤礦智能化開采研究進展與發(fā)展趨勢

劉保軍

摘要：隨著我國社會經濟的快速發(fā)展，煤炭行業(yè)的發(fā)展速度也得到了進一步提高，但目前煤炭開采過程中還存在許多突出問題，一定程度上影響和制約了煤炭行業(yè)的發(fā)展。在人們的生活與工業(yè)的生產中煤炭是極其重要的戰(zhàn)略資源，當前我國生產能力與經濟實力的提高，對于能源的使用需求逐漸的加強，人們對于煤炭的需求量也不斷的提高，且煤炭的應用發(fā)生了多樣化。因此，該文針對智慧煤礦與智能化開采技術的發(fā)展方向，展開了分析和闡述，希望對其行業(yè)的發(fā)展以及經濟效益的提升，給予一定的幫助。

關鍵詞：智慧煤礦;智能化開采技術;發(fā)展方向;經濟效益

一、智慧煤礦分析

智慧煤礦屬于我國煤礦發(fā)展的一種新形勢，也是我國煤礦行業(yè)朝向健康、穩(wěn)定以綠色、高效發(fā)展為基礎。智慧煤礦主要將各項技術融合在其中，形成一個標準、完善的全面感知體系，形成一個數據傳輸通道、數據應用中心等方面的服務平臺。下面就對具體的內容展開了分析和闡述。（1）智慧煤礦主要是將先進的技術融合在一起，如物聯(lián)網、計算機、大數據、人工智能技術等方面，這樣可以將煤礦開采變化更加智能化和自動化，使煤礦開采效率得到很大程度上的提升，實現(xiàn)安全生產的模式，為煤礦生產經濟效益的提升，給予基礎性的保證。（2）智慧煤礦的發(fā)展，還符合我國現(xiàn)階段對環(huán)境保護的要求，有效實現(xiàn)綠色、環(huán)保的工作模式。另外，智慧煤礦根據開采生產的實際情況，構建了各個服務平臺系統(tǒng)，例如：綜合管理平臺、煤礦井下定位導航平臺、礦井采掘運輸信息管理平臺、視頻監(jiān)控及三維景象平臺、危險感知報警平臺、智能化無人工作系統(tǒng)管理平臺等，并且各個系統(tǒng)都是處于相互關聯(lián)、獨立運行的工作模式。這樣可以為各項工作提供有力支持，同時也創(chuàng)造更好的便利條件。

二、技術發(fā)展

1.采煤機記憶割煤技術

在采煤機應用的過程中針對設備的記憶割煤技術會涉及到多項內容，其中主要包含了設備的定位、記憶割煤的應用、安全措施等。其中的采煤機精準定位是確保后續(xù)施工的關鍵與重要前提。在開采工作實施的過程中要采集回采面端頭的相關數據，建立對應的坐標體系，這一坐標體系主要是以采煤機為原點，實現(xiàn)設備安裝位置的準確定位。首先，需要確定采煤機的大概位置，然后，通過傾角傳感裝置對采煤機的偏轉角與俯仰角相關數據進行測量與收集。再次，通過使用慣性導航的推算法，對設備的具體位置與擺放的情況進行確定。同時采煤機的智能系統(tǒng)預設程序也不能夠滿足回踩作業(yè)使用。因此就需要對回采面的正常使用進行人工干預。

2.精準定位系統(tǒng)技術

在煤礦開采的過程中，為了確保完全按照生產計劃展開，實現(xiàn)安全開采生產的模式，做好精準定位工作是非常必要的。煤礦開采的過程中，由于煤礦開采現(xiàn)場環(huán)境較為復雜，電磁信號接收性能相對較差，因此在這樣的情況下，實現(xiàn)定位導航就會帶來較大的難度。那么，在精準定位系統(tǒng)技術發(fā)展的過程中，主要是在GIS信息定位系統(tǒng)的基礎之上，將各項先進的技術形式融合在一起，例如：復雜磁場環(huán)境的導航技術、局部定位導航芯片技術、井下高速無線通信技術、井下高精度定位技術以及井下導航避讓技術等方面，這樣可以使定位系統(tǒng)技術變得更加精準，確保各項煤礦開采工作順利展開，實現(xiàn)良好的經濟效益。

3.地下開采裝備需要具備精確的定位和導航功能

在智能煤礦和智能化開采的過程當中，精準地定位和導航，是保證煤礦順利開采正常掘進的重要保障。只有通過地下開采定位導航模型才能夠保障在實際的煤礦開采過程當中相關設備能夠對開采路線進行明確的定位和測量，設備也能夠嚴格按照路線機型煤礦的開采。但是在實際的地下煤礦開采過程當中，由于地下環(huán)境的復雜性，而且封閉的地下環(huán)境也阻擋了信號的傳遞，因此實現(xiàn)準確的定位和精確的導航難度較大。在目前的地下煤礦開采過程當中，一般是通過GIS地理信息的系統(tǒng)導航等方式來實現(xiàn)的定位和導航，但是該技術的應用還存在許多問題。比如說該技術的成本投入較高，而且精度不夠高，對于一些復雜磁場環(huán)境下的煤礦無法進行精確的導航。核心芯片的技術不夠高，對于局部的定位不夠準確。在井下還只能使用4G的無線通信技術，5G的高速無線通信技術還未被突破。目前在礦井下的定位系統(tǒng)還不夠精準。并且在井下的導航還無法對障礙進行躲避。在進行煤礦挖掘過程當中，掘進機還無法進行精確的制導。在該技術當中輔助無人駕駛系統(tǒng)還未應用于現(xiàn)場。這更需要研究人員針對這些問題進行深入的分析研究，早日找到技術突破點，促進該技術的發(fā)展。

4.自動糾偏技術

在智能化的采煤設備使用的時候要使用地理信息系統(tǒng)實現(xiàn)具體的定位處理，在這一時刻的工作狀態(tài)需要進行及時的調整，從而通過自動化的糾偏技術實現(xiàn)智能化技術的合理應用。在具體的實施過程中首先需要建立合理的地理坐標體系，并且結合采煤機的具體使用建立對應的模型。其次，通過使用得到對應的界面曲線，從而得到具體的頂板曲線，為糾偏的處理提供合理的參考數據。最后，對于采煤技術的使用要求實現(xiàn)循環(huán)坐標的變換與更正，最終達到糾偏的處理效果。

三、發(fā)展的主要趨勢

智慧煤礦與智能化開采技術在發(fā)展的過程中，主要是將各項技術形式融合到其中，逐漸提升其智能化和自動化的發(fā)展模式，實現(xiàn)良好的經濟效益和生產效率。下面就對智慧煤礦與智能化開采技術的發(fā)展方向，展開了分析和闡述。（1）其實智慧煤礦與智能化開采技術在發(fā)展的過程中，主要是針對煤層地質條件研制出精準度相對較高的探測技術、分析開采技術和監(jiān)控技術等方面，并且根據煤礦開采的實際情況，構建開采方案，確保各項工作可以順利地展開。同時，各項先進技術的使用，可以有效降低其成本，同時也可以降低安全風險。對生產危險點和故障點進行準確的定位，避免各項異常現(xiàn)象的產生。（2）針對特殊性和復雜性較強的生產現(xiàn)象，智慧煤礦與智能化開采技術可以自能化地進行識別，可以有效實現(xiàn)遠程統(tǒng)調控的工作模式，并且加強各縣設備的聯(lián)系性，進而保證智慧煤礦與智能化開采技術應用的實用性。（3）智慧煤礦與智能化開采技術的應用，也可以降低煤礦資源的大量消耗，實現(xiàn)綠色、環(huán)保的工作模式，促使煤礦行業(yè)呈現(xiàn)健康、可持續(xù)性的發(fā)展模式。另外，智慧煤礦與智能化開采技術在發(fā)展的時候，可以根據現(xiàn)場的情況，做出相應的調整，對其中存在的異?，F(xiàn)象及時進行有效地解決，以此降低意外情況的產生，確保實現(xiàn)安全生產模式運行。

結語

在我國社會的生產中煤炭資源的使用非常重要，因此需要確保煤礦開采工作的順利實施。因此在新時代的發(fā)展下，應當總結過往發(fā)展的經驗，利用目前的新技術新科技不斷提高核心技術水平。并且建立數字化、地下礦山，在開采的過程當中，將高效開發(fā)的技術和清潔技術進行結合和創(chuàng)新對管理部門進行改革，運用智能化、信息化、數字化等先進的科學技術對傳統(tǒng)的煤炭行業(yè)進行改造和創(chuàng)新。其目的就是證明智慧煤礦與智能化開采技術的實用性，以及應用效果，促使其行業(yè)呈現(xiàn)綠色、健康的發(fā)展方向，實現(xiàn)良好的經濟效益。

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