煤礦智能化開采關(guān)鍵核心技術(shù)探究

王建雙

（中國石化長城能源化工（寧夏）有限公司,寧夏 銀川750001）

智能化時代背景下,智能化技術(shù)的應(yīng)用愈來愈廣泛,將智能化技術(shù)和煤礦開采相結(jié)合,有助于創(chuàng)新煤礦開采的形式,提高煤礦開采的質(zhì)量和效率?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”以及大數(shù)據(jù)技術(shù)和人工智能技術(shù),在諸多領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用,大大的改變了人們的生活以及生活的方式,煤礦資源作為滿足人們生活以及工作需求的關(guān)鍵性能源,在前期的開采環(huán)節(jié),需要提高開采的效率,保障開采的安全性,這就對智能化開采技術(shù)的應(yīng)用需求大大提高。

1 煤礦智能化開采的需求

煤礦資源的開采過程中,傳統(tǒng)的方式主要是以人力資源為主,但是在煤礦開采中存在的安全隱患也比較大,常常在煤礦開采中發(fā)生安全事故,造成人員傷亡。煤礦生產(chǎn)中的安全措施雖然愈來愈完善,但由于煤礦水以及瓦斯等因素的不確定性,仍然對煤礦開采的安全造成了很大的威脅。受到煤礦開采而帶來的人員傷亡安全事故不時發(fā)生,給人們的生命安全以及財產(chǎn)安全造成不可挽回的損失[1]。面對這一現(xiàn)狀,煤礦開采中對智能化關(guān)鍵核心技術(shù)的應(yīng)用需求不斷增高,煤礦生產(chǎn)中采用智能化技術(shù),能大大減少人員的參與,這對保障煤礦開采的質(zhì)量有著積極意義,能最大程度減少人員的傷亡損失,提高煤礦開采生產(chǎn)的質(zhì)量和效率。

2 煤礦智能化開采關(guān)鍵核心技術(shù)

煤礦智能化開采關(guān)鍵核心技術(shù)的類型比較多樣,為能對各項關(guān)鍵核心技術(shù)有更多的認識了解,從以下關(guān)鍵核心技術(shù)進行闡述：

2.1 地質(zhì)雷達關(guān)鍵核心技術(shù)

煤礦開采過程中采用智能化開采技術(shù)是提高開采質(zhì)量的重要保障,地質(zhì)雷達關(guān)鍵核心技術(shù)作為重要技術(shù)組成部分,能為煤礦智能化開采起到促進作用。煤礦開采工作主要是在地層中實施,所以對巖層準確識別煤層是比較關(guān)鍵的,這就需要采用智能化技術(shù),要對煤層位置準確判斷,以及對煤層厚度準確識別,如此能為調(diào)整液壓支架高度提供有效參考。煤層的偏差如果超過可控的范圍,就容易對采煤機工作質(zhì)量和效率產(chǎn)生不利影響,容易出現(xiàn)截割巖層的問題[2]。所以通過地質(zhì)雷達智能化關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用,能為煤層的位置判斷以及對煤層厚度的判斷達到準確的目的,通過將地質(zhì)雷達關(guān)鍵技術(shù)和其他的技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用,將紅外成像技術(shù)和其他輔助技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用,能保障工作面周圍地質(zhì)三維成像的準確度,這對實際煤礦開采工作的質(zhì)量控制有著積極意義。采用地質(zhì)雷達關(guān)鍵技術(shù)和其他輔助技術(shù)綜合應(yīng)用,能夠?qū)γ簩右约绊敯搴兔簩酉聨r層等形成立體化的觀察效果,這對提高煤礦開采的質(zhì)量有著保障。

2.2 MOS 智慧綜合管理關(guān)鍵技術(shù)

煤礦開采中應(yīng)用關(guān)鍵核心技術(shù)能有效提高工作的整體質(zhì)量,通過多系統(tǒng)綜合管理操作平臺的科學化運用,面向智慧礦山建設(shè)一體化的信息感知以及展示和應(yīng)用的平臺,系統(tǒng)中有個煤礦子系統(tǒng)以及智能設(shè)備等作為支撐,這對支撐應(yīng)用業(yè)務(wù)邏輯功能軟件也能發(fā)揮積極作用,通過多需求通訊以及云計算技術(shù)的綜合應(yīng)用,系統(tǒng)內(nèi)置智慧安監(jiān)以及礦區(qū)一張圖等相應(yīng)功能模塊,這對保障煤礦智慧生產(chǎn)的質(zhì)量有著積極作用[3]。MOS 智慧綜合管理關(guān)鍵技術(shù),通過全面數(shù)據(jù)標準化,接入的操作系統(tǒng)平臺數(shù)據(jù)采用的是統(tǒng)一格式交換以及存儲,數(shù)據(jù)互聯(lián)互通比較高效。統(tǒng)一化數(shù)據(jù)存儲方案應(yīng)用的作用價值比較突出,監(jiān)測數(shù)據(jù)使用統(tǒng)一存儲方案,能將數(shù)據(jù)資源混亂問題得到有效解決,保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定和實時性。另外,在組態(tài)化以及可配置的作用發(fā)揮也比較突出,支持大數(shù)據(jù)分析,這對保障管理系統(tǒng)的應(yīng)用質(zhì)量有著積極意義。

2.3 煤礦智能化開采5G 關(guān)鍵核心技術(shù)

提升煤礦開采的質(zhì)量,在通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用環(huán)節(jié)比較重要,通過將5G 關(guān)鍵技術(shù)科學應(yīng)用,和煤礦開采設(shè)備進行有機連接起來,這對提高通信的效率有著保障,能為煤礦開采智能化發(fā)展提供動力支持。煤礦生產(chǎn)的效率和通信技術(shù)的應(yīng)用效果也有著很大的影響,只有保障通信技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量才能為煤礦開采作業(yè)活動高效開展起到促進作用。通信技術(shù)發(fā)展和煤礦開采之間有著緊密的關(guān)系,隨著通信技術(shù)的發(fā)展進步,煤礦開采的技術(shù)水平也在不斷的提高,如通過表1 所示,能夠?qū)νㄐ偶夹g(shù)的發(fā)展和煤礦開采之間的發(fā)展的關(guān)系進行了解。

5G 關(guān)鍵核心技術(shù)應(yīng)用下,促進了萬物互聯(lián),在煤礦開采中井下綜采工作面以及掘進工作面是局部受限空間,環(huán)境也比較復雜,在5G 環(huán)境下進行部署海量傳感器,能夠保障獲得豐富性數(shù)據(jù),為智能決策提供參考依據(jù)。5G 技術(shù)的應(yīng)用使得地質(zhì)條件超前精細探測,多源勘探數(shù)據(jù)融合的4D 透明地質(zhì)重構(gòu),設(shè)備精準定位與姿態(tài)精準感知,大數(shù)據(jù)處理與知識挖掘,面向煤礦智能化開采的微服務(wù)體系架構(gòu),總體上提高了煤礦開采的質(zhì)量水平[4]。

表1 通信技術(shù)發(fā)展和煤礦開采技術(shù)發(fā)展關(guān)系

2.4 裝備定位關(guān)鍵核心技術(shù)

煤礦開采工作的實施過程中對裝備定位關(guān)鍵核心技術(shù)的應(yīng)用也是比較重要的,智能化煤礦開采裝備空間位置信息的準確是正確采掘的保障,通過關(guān)鍵位置信息指導才能按照預定軌跡作業(yè)。裝備定位技術(shù)的運用中,有的煤礦采用中繼通訊技術(shù),井下設(shè)置GPS 信號進行定位,在工作面上難以使用,通訊的是弱電信號,工作面開采中有比較強電磁場對弱電信號造成影響,接收的信號噪聲比較大,這對裝備定位會產(chǎn)生很大影響,設(shè)備定位技術(shù)要對信號干擾問題克服,以及對定位精度不足的問題克服,在這一方面的技術(shù)發(fā)展還需要進一步深化[5]。在基于GIS 地理信息系統(tǒng)導航,基于RFID 的AOA、TOA 算法,捷聯(lián)慣導系統(tǒng)等支持下的導航技術(shù)應(yīng)用有著低成本的優(yōu)勢,局部定位導航應(yīng)用場景核心芯片技術(shù),精度控制比較高。

圖1 裝備定位結(jié)構(gòu)圖

2.5 井下環(huán)境監(jiān)測關(guān)鍵核心技術(shù)

煤礦智能化開采技術(shù)中對井下環(huán)境監(jiān)測關(guān)鍵核心技術(shù)應(yīng)用是比較重要的,開采企業(yè)對煤礦實施的井下開采工作,由于井下環(huán)境復雜,會造成井下探測技術(shù)使用中受到限制和影響,無法保障準確探測。通過對環(huán)境監(jiān)測技術(shù)科學應(yīng)用,能夠在環(huán)境監(jiān)測的質(zhì)量控制方面得以保障,當前的煤礦開采中環(huán)境監(jiān)測以及振動探測的識別技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用,煤炭探測傳感設(shè)備,高精度穿透工藝,網(wǎng)絡(luò)開采傳感設(shè)備等,這些設(shè)備在煤礦開采中都發(fā)揮著比較重要的作用,設(shè)備技術(shù)之間的關(guān)聯(lián)性也比較強,采用相互配合的方式提高技術(shù)應(yīng)用精確度,數(shù)據(jù)傳輸計算的質(zhì)量能得以保障,這對提升煤礦開采工作效率有著保障[6]。

2.6 井下數(shù)據(jù)分析關(guān)鍵核心技術(shù)

煤礦智能開采過程中對井下數(shù)據(jù)分析關(guān)鍵核心技術(shù)科學應(yīng)用下,這對提升煤礦開采的質(zhì)量有著保障。數(shù)據(jù)分析是當前煤礦智能開采中比較關(guān)鍵的工作,只有保障數(shù)據(jù)分析的質(zhì)量,才能有助于提升煤礦開采的質(zhì)量。大規(guī)模復雜化系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析工作的實施,在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)信息,數(shù)字煤礦智慧邏輯模型的應(yīng)用,能有助于提高數(shù)據(jù)分析的整體質(zhì)量。數(shù)據(jù)分析中邏輯模塊需要從諸多傳感器中獲得煤礦井下的詳細信息數(shù)據(jù),工作人員要采用相應(yīng)信息數(shù)據(jù),提升煤礦開采挖掘的質(zhì)量,保障能規(guī)律化的剖析,解決了數(shù)據(jù)分析的問題,就能保障煤礦智能化生產(chǎn)的質(zhì)量。當前的數(shù)據(jù)分析關(guān)鍵技術(shù)還需要突破多種類以及多層次,多特征數(shù)據(jù)信息的分析難點,以及在面向視頻內(nèi)容識別的大數(shù)據(jù)處理分析平臺的運用方面,要進一步優(yōu)化,保障數(shù)據(jù)生產(chǎn)過程的分析效率。

3 結(jié)論

總之,煤礦智能化開采中運用到的相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)類型是多樣的,為能有效提升技術(shù)應(yīng)用的質(zhì)量水平,這就要求技術(shù)應(yīng)用前做好分析工作,保障選用的智能化技術(shù)能滿足煤礦開采工作的實際需要,本文通過對地質(zhì)雷達關(guān)鍵核心技術(shù),裝備定位關(guān)鍵核心技術(shù),井下數(shù)據(jù)分析關(guān)鍵核心技術(shù)等技術(shù)的介紹,希望能為技術(shù)的應(yīng)用起到積極作用。