有關(guān)煤礦智能化開采技術(shù)思考

有關(guān)煤礦智能化開采技術(shù)思考百色雙田礦業(yè)有限公司躍進煤礦廣西百色533000

摘要：近年來，隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展和社會的進步，對煤炭資源的需求也越來越高，當前全世界的煤炭資源儲量都在急劇減少，因此若想滿足國家發(fā)展對煤炭資源的需求，就必須大力開展相關(guān)技術(shù)研究，同時由于煤炭生產(chǎn)的危險性非常高，一旦在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)任何疏忽都很容易引發(fā)嚴重后果。在開展煤炭生產(chǎn)過程中應(yīng)提高對安全管理的認識，并且將安全管理各項規(guī)章制度充分落實，因此為了推動我國煤炭產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，非常有必要對相關(guān)開采技術(shù)和安全生產(chǎn)管理辦法進行分析。關(guān)鍵詞：煤礦智能化；開采技術(shù)；思考引言因煤礦開采成本的增加和國家對于節(jié)能減排的政策要求，在煤礦開采上，如何更好地提升效率，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級是煤礦開采接下來的重要研究方向。20世紀90年代，部分學(xué)者提出采礦智能化的概念，為實現(xiàn)無人化綜合開采做出積極貢獻，相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)也被陸續(xù)研究出爐。智能化采煤技術(shù)通過結(jié)合人工智能，以智能采煤機器、智能液壓支架等煤礦挖掘設(shè)備為核心，結(jié)合遠程監(jiān)控，利用自動控制系統(tǒng)，進行煤礦的開采。這種方式不僅可以減人增效、節(jié)能減排，也能保證采煤安全性，是信息化和工程化相結(jié)合而帶來的煤礦開采技術(shù)改革和創(chuàng)新，也是推動采礦產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的又一創(chuàng)舉。1存在的問題到目前為止，我國煤礦的智能化建設(shè)已初見效果，只是其中還存在諸多需要排除的問題。因此必須了解到煤礦的智能化建設(shè)依然處在萌芽期，而其中的問題重點有三：（1）并沒有真正做到全過程的智能化生產(chǎn)。因為礦下生產(chǎn)境況十分惡劣，所用技術(shù)手段又具有一定局限性，因此大部分開采環(huán)節(jié)都必須獲得人力支持，比如在帶上或者是煤礦巷道的操控中心控制機械來割煤。（2）僅有一小部分煤礦進行了推廣使用，技術(shù)難度大。想要完成煤炭資源的智能化生產(chǎn)，就必須在煤礦的地上和地下建立網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，但是大部分煤礦目前均無法做到。（3）并沒有建立對應(yīng)且一致的智能化生產(chǎn)準則。雖說目前智能化生產(chǎn)模式已經(jīng)在很多煤礦獲得了運用，但怎樣確保智能化生產(chǎn)設(shè)施擁有較強的適用性，還沒有更好的答案。因此，我國要想完成所有煤礦的智能化生產(chǎn)改革是比較困難的。2有關(guān)煤礦智能化開采技術(shù)思考2.1多信息融合的協(xié)同控制技術(shù)構(gòu)建多傳感器信息融合系統(tǒng)主要是根據(jù)多源信息的特征，如：所具備的相關(guān)性、關(guān)聯(lián)性。技術(shù)人員在采用融合算法，得出全年的數(shù)據(jù)信息，進而開展更加精準、智能化的煤礦開采、檢測、識別和探測等，從而使得相關(guān)人員依托智能化水平提升智能決策的能力。信息融合協(xié)同技術(shù)主要是相關(guān)技術(shù)人員在借助該系統(tǒng)對相關(guān)數(shù)據(jù)開展協(xié)同管理，對各項信息開展融合計算，得出最終的多信息計算結(jié)果后實現(xiàn)煤礦開采各項設(shè)備的聯(lián)動管理和控制，在短時間內(nèi)完成預(yù)期任務(wù)后，促進各項設(shè)備的順利運行。這就可以看出協(xié)同管理和控制的過程中主要應(yīng)用任務(wù)協(xié)同模式對設(shè)備進行統(tǒng)一控制，完成同一個任務(wù)。同時，協(xié)同控制時還可以應(yīng)用協(xié)同模式，即該模式分為檢修模式協(xié)同、工作模式協(xié)同、停產(chǎn)模式協(xié)同等。例如：煤壁片幫進行分析，該系統(tǒng)中的超前壓力信息在發(fā)出報警信息后，系統(tǒng)給出相應(yīng)的指令，在開展圖像分析時，相關(guān)技術(shù)人員借助傳感器（煤層圖像、斷面頂板圖像）等進行自動識別，在對其中的圖像進行有效識別后，使得圖像清晰度和分辨率得到提升，使得技術(shù)人員在觀測時更加精準。針對護幫板的保護，技術(shù)人員需要觀測護幫板的護幫強度，在對液壓支架初撐力自動補償系統(tǒng)進行啟動和運行時，保障傳感器與相關(guān)設(shè)備運行保持聯(lián)動狀態(tài)，進而實現(xiàn)對護幫板的有效保護。2.2充填開采技術(shù)傳統(tǒng)煤礦開采階段，由于未按照要求對開采現(xiàn)場進行保護，不僅會造成環(huán)境污染，而且還會影響煤礦開采效率，這就使得充填開采技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。在充填開采技術(shù)應(yīng)用階段，需要結(jié)合實際來對填充物進行合理選擇，以此來達到預(yù)期的充填效果。如今，常用的填充物有矸石填充、膠結(jié)填充、粉煤灰充填等。通常情況下，膠結(jié)填充法可以確保填充的穩(wěn)定性其常見的材料有，水泥材料、膠結(jié)劑及骨料等，其可以達到提高煤礦充填效果。而粉煤灰填充也可以達到預(yù)期的充填目的，并實現(xiàn)對周圍生態(tài)環(huán)境的有效保護，具有比較高的成本控制價值。2.3工作面回采探測技術(shù)開采設(shè)備在作業(yè)期間，必須對采煤工作面的推進方向進行不間斷的檢測，重點是進行煤矸檢測，而這一檢測環(huán)節(jié)則主要是對矸石與煤進行區(qū)分，降低回采期間煤矸石的產(chǎn)量?，F(xiàn)階段，已經(jīng)將光譜分析技術(shù)運用到了矸石與煤的區(qū)分工作中，比如：拉曼光譜技術(shù)、激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)和太赫茲技術(shù)等。但是如何更加精準的區(qū)分各種礦石與煤仍然屬于一個難度較高的問題，必須在技術(shù)上有所突破。在煤礦開采期間，煤巖的分界面會直接影響到采煤機的采動高度。因此，必須精準判定巖層與煤層之間的界限。在界限的斷定上通常會用到電磁波探測技術(shù)。經(jīng)過分析電磁波訊號在煤層中的傳播時長與電磁波的推進速度便能夠計算出煤層的大致厚度?，F(xiàn)階段，對超電磁波探測技術(shù)的運用比較普遍，最深可以探測到地下30m，最低也可以探測到地下4m的深度。但該技術(shù)僅能運用到煤層較為規(guī)整、完好的環(huán)境中，如果在破碎的煤層中進行運用就會出現(xiàn)較大誤差。所以，研發(fā)出能夠在惡劣環(huán)境下對煤層厚度進行精準探測的技術(shù)是非常關(guān)鍵也是十分困難的。2.4復(fù)雜環(huán)境下的智能化綜合技術(shù)應(yīng)用在一些地質(zhì)條件較為復(fù)雜、容易產(chǎn)生災(zāi)害的礦區(qū)，在引入和應(yīng)用智能采煤技術(shù)時，需要考慮到當?shù)厍闆r，建立健全安全保障機制，并將收集到的數(shù)據(jù)和信息進行效益分析，比如：采用適用性強、靈活性高的遙感技術(shù)。在煤礦開采期間，要為所有的地面、巷道和高危作業(yè)區(qū)部署完善網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備。在智能化開采控制裝置的基礎(chǔ)之上，可以建立一套系統(tǒng)性的通用性可視化控制裝置，將采煤機、轉(zhuǎn)載機、液壓支架、刮板輸送機、供電系統(tǒng)、送煤機等形成統(tǒng)一整體，便于統(tǒng)一掌握和控制，確保設(shè)備穩(wěn)定安全運行，也有助于形成網(wǎng)絡(luò)化的信息綜合評價。2.5刨煤機采煤技術(shù)在煤礦開采階段，由于煤層厚度存在差異，此時就需要結(jié)合煤礦開采特點來合理選擇采煤技術(shù)。如果煤礦每層厚度比較薄時，或厚度相對比較中等時，一般會選擇刨煤機采煤技術(shù)。在刨煤機采煤技術(shù)實際應(yīng)用階段，其可以開采每層特別薄的煤礦，最小開采厚度可達到0.6m。通常情況下，在刨煤機采煤過程中，每一刀的切割深度一般可以達到25cm，而切割速度可以提升至3m/s，從而有效提高煤礦開采效率。如今，在刨煤機采煤工藝中，借助智能驅(qū)動系統(tǒng)可以實現(xiàn)對采煤過程的有效控制，這樣既可以為其它區(qū)域煤礦開采提供借鑒，而且還可以提高刨煤機采煤智能化水平，進而在降低煤礦企業(yè)采煤成本的同時，提高煤礦企業(yè)經(jīng)濟效益。結(jié)語我國煤礦對智能化開采技術(shù)的大力推進，為煤炭行業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級提供了一次絕好的機會。煤礦智能化開采技術(shù)的革新對促進煤礦產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型和發(fā)展發(fā)揮著重要作用。智慧煤礦也成為未來主要發(fā)展趨勢，智能化開采作為其主要核心技術(shù)，我們需要緊緊抓住信息技術(shù)和5G技術(shù)帶來的發(fā)展契機，將煤炭開采和數(shù)字化礦山的建設(shè)融為一體，借助人工智能、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)等促進傳統(tǒng)開采礦業(yè)的改革和創(chuàng)新，從而構(gòu)建更加高效的智慧煤礦，實現(xiàn)智慧煤礦的可持續(xù)發(fā)展。參考文獻[1]唐恩賢,張玉良,馬騁.煤礦智能化開采技術(shù)研究現(xiàn)狀及展望[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2019