文/劉海瑞

當(dāng)前隨著智能化、多元化思維方式在各行各業(yè)中的滲透和應(yīng)用，礦山企業(yè)也將相關(guān)的信息技術(shù)和智能化技術(shù)滲透到了煤礦開采過程中，為礦山的智能化發(fā)展提供了有效的技術(shù)支持。為了進一步提升礦山的智能化發(fā)展水平，推動煤礦開采作業(yè)智能化開展，礦山企業(yè)還需要對目前智能化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀進行具體分析，準確掌握其中存在的關(guān)鍵技術(shù)，加快智慧礦山的建設(shè)步伐，推動礦山企業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。

煤礦智能化開采核心技術(shù)

智慧煤礦平臺的應(yīng)用

智慧礦山建設(shè)過程中離不開智慧煤礦平臺的支持。要想在煤礦開采過程中充分發(fā)揮智能化煤礦的功能，需要在了解實際情況的基礎(chǔ)上，結(jié)合煤礦的具體發(fā)展需求以先進科學(xué)技術(shù)為載體加強智慧煤礦平臺的建設(shè)。

當(dāng)前在智慧煤礦建設(shè)過程中采用的煤礦多系統(tǒng)集成經(jīng)營平臺在運行的過程中主要以煤礦為核心發(fā)揮自身的智能化功能、傳感器功能和信息感知功能。它可以通過集成的管理平臺，開展智能化生產(chǎn)作業(yè)，實現(xiàn)對員工的有效管理。同時借助智慧煤礦平臺還可以實現(xiàn)對智能煤礦框架的有效構(gòu)建，將煤礦生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)進行全面覆蓋，不斷強化煤礦運行的透明性，突破和改善以往智慧煤礦在建設(shè)過程中存在的資源混亂問題和數(shù)據(jù)存儲不統(tǒng)一的問題，這樣有效監(jiān)控和管理生產(chǎn)過程的整個安全性以及相關(guān)的信息數(shù)據(jù)，為后續(xù)智能化煤礦的建設(shè)提供更加科學(xué)的決策依據(jù)。當(dāng)前在智慧煤礦建設(shè)過程中采用的管理運營平臺具有的特點和功能主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

其一，管理運營平臺的數(shù)據(jù)具備一定的完整性和規(guī)范性。平臺中的所有作業(yè)資料采用的標準格式要具有高度的統(tǒng)一性，資料的交換或者資料的存儲可以采用相同的形式，為后續(xù)通信工作的開展提供便利。

其二，管理運營平臺的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)具有統(tǒng)一性。針對監(jiān)控過程中獲取的所有數(shù)據(jù)信息都必須采用統(tǒng)一的存儲方式來進行存儲，這樣不僅可以確保數(shù)據(jù)的存儲質(zhì)量，而且方便后續(xù)對數(shù)據(jù)進行有效查詢，有助于工作人員對數(shù)據(jù)進行更加高效、更加科學(xué)的管理，以免后續(xù)出現(xiàn)數(shù)據(jù)混亂的問題。

其三，管理運營平臺的數(shù)據(jù)傳送具有實時性和穩(wěn)定性特征。實時傳輸相關(guān)的數(shù)據(jù)，可以突破以往數(shù)據(jù)延時的問題，方便相關(guān)決策工作的開展。平臺具有高度的穩(wěn)定性能夠解決后續(xù)通信過程中出現(xiàn)的不穩(wěn)定問題，有助于智能系統(tǒng)良好穩(wěn)定持續(xù)性的運轉(zhuǎn)。

其四，管理運營平臺具備可配置平臺。結(jié)合操作系統(tǒng)的運行情況，針對其前、后兩個平臺選擇相關(guān)的裝置進行安裝，這樣既為業(yè)務(wù)邏輯以及應(yīng)用程序提供了大力的支持，又進一步優(yōu)化了配置的統(tǒng)一性。

其五，管理應(yīng)用平臺通過與大數(shù)據(jù)平臺連接，可以實時訪問和全方位的管理相關(guān)的數(shù)據(jù)，不斷強化數(shù)據(jù)的可視化功能，提升數(shù)據(jù)的應(yīng)用效果。

其六，管理應(yīng)用平臺與相關(guān)的開放平臺結(jié)合使用，這樣可以為多種采礦設(shè)備的使用提供有效的支撐，也可以應(yīng)用到不同的行業(yè)中，也可以與更先進的智能設(shè)備進行有效結(jié)合。

精準定位系統(tǒng)的應(yīng)用

為了確保礦山開采作業(yè)能夠按照計劃逐步開展，需要在開采過程中開展準確的定位工作。但是礦山開采環(huán)境比較復(fù)雜，缺乏強烈的衛(wèi)星訊號和電磁信號。這就很難在礦山開采過程中進行準確的定位和導(dǎo)航。

為此，在智慧礦山建設(shè)工作發(fā)展的過程中可以通過GIS定位信息系統(tǒng)的有效應(yīng)用實現(xiàn)準確定位和導(dǎo)航。此定位系統(tǒng)在應(yīng)用的過程中涉及的核心技術(shù)主要有五項。一是地下避障技術(shù)，二是高精度的地下定位技術(shù)，三是高速地下無線通信技術(shù)，四是地下高精度定位和高精度導(dǎo)航芯片技術(shù)，五是復(fù)雜磁場環(huán)境中的高精度導(dǎo)航技術(shù)。在以上五項核心技術(shù)的支持下，煤礦開采作業(yè)在開展的過程中能夠精確地獲取地下測距的數(shù)據(jù)，有助于煤礦開采作業(yè)的安全、高質(zhì)量開展。

井下環(huán)境檢測技術(shù)的應(yīng)用

一般煤礦開采作業(yè)在開展的過程中面臨的生產(chǎn)環(huán)境比較復(fù)雜，不僅潮濕而且艱苦，同時還存在著一定的安全隱患。為了降低安全事故發(fā)生的概率，需要在礦山生產(chǎn)作業(yè)開展的過程中加大對井下環(huán)境的監(jiān)測力度。為此，井下環(huán)境監(jiān)測技術(shù)也成了智慧礦山建設(shè)過程中的一項關(guān)鍵技術(shù)。當(dāng)前在礦山環(huán)境監(jiān)測過程中采用的技術(shù)主要有環(huán)境探測技術(shù)和振動探測技術(shù)，這些技術(shù)在應(yīng)用過程中需要以下技術(shù)和儀器設(shè)備作為支持和輔助。

第一，特定物理環(huán)境探測儀設(shè)備；第二，采掘裝備傳感器設(shè)備；第三，煤炭探測傳感器設(shè)備。第四，高精度穿透技術(shù)。在以上關(guān)鍵技術(shù)的相互支持和相互配合下，可以實時準確的獲取井下的一些環(huán)境信息，實現(xiàn)對煤礦開采全過程的有效監(jiān)測。

數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的應(yīng)用

智慧礦山的建設(shè)離不開數(shù)據(jù)分析。當(dāng)前智慧礦山在運行的過程中主要涉及了八個子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)生產(chǎn)的數(shù)據(jù)信息比較龐大，要篩選出更加有價值的數(shù)據(jù)信息，需要從技術(shù)和實踐層面入手加強對數(shù)據(jù)分析的力度。

通過數(shù)字化礦山模型的有效構(gòu)建全面準確實時的分析礦山資料，并對其中存在的規(guī)則進行準確挖掘，以此實現(xiàn)對煤礦開采的智能化控制。同時通過對數(shù)據(jù)信息的分析，以及數(shù)據(jù)分析體系的有效構(gòu)建，可以讓工作人員更加清楚認識到煤礦開采過程中存在的一些安全隱患和問題，進而制定更加科學(xué)更加針對性的措施，實現(xiàn)對安全隱患的有效規(guī)避，改善煤礦生產(chǎn)過程中存在的困難和問題，提升煤礦開采的效率和質(zhì)量。

視頻監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用

當(dāng)前在煤礦開采作業(yè)開展的過程中為了方便現(xiàn)場管理人員對井下的作業(yè)情況進行實時準確的掌握，還需要在智慧礦山建設(shè)過程中加大對視頻監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用力度。通過先進的視頻監(jiān)控技術(shù)可以實時的監(jiān)控礦井下的設(shè)備運行情況以及煤層的傾角變化情況，管理人員可以通過監(jiān)控獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，對煤礦開采過程中發(fā)生的問題進行具體分析，進而采取有效的措施進行及時改善和解決。同時管理人員也可以通過視頻監(jiān)控技術(shù)對礦井中各種傳感器的運行情況進行實時掌握，確保各種傳感器良好穩(wěn)定的運行，當(dāng)智能礦井在運行過程中發(fā)生故障時也可以采用人工的方式對其進行及時有效的處理，進而為礦井生產(chǎn)作業(yè)的正常穩(wěn)定開展提供有效的保障。

智能機器人技術(shù)

智能機器人技術(shù)是智能化開采實現(xiàn)自動化的核心技術(shù)之一。它可以通過激光、雷達、聲納等傳感器實時采集數(shù)據(jù)，配合自主控制算法，實現(xiàn)機器人自主地進行采煤和支護作業(yè)，對煤礦工人作業(yè)的依賴程度大大降低。智能機器人技術(shù)的應(yīng)用可以大幅提高采煤效率，降低采煤成本，同時也能減少礦工的傷亡事故，提高采煤的安全性和穩(wěn)定性。

智慧礦山建設(shè)及煤礦智能化開采發(fā)展的相關(guān)路徑

重視頂層設(shè)計工作的開展

當(dāng)前隨著市場競爭力越來越大，煤礦企業(yè)要想獲得長遠穩(wěn)定的發(fā)展，需要加強頂層設(shè)計，必須嚴格把握好產(chǎn)出與投入的平衡性，根據(jù)自身的發(fā)展實際情況開展整體性規(guī)劃，通過資金的大力投入，為智慧礦山的建設(shè)提供有效的資金支持。

礦山企業(yè)要結(jié)合自身的發(fā)展理念以及智能化礦山開采技術(shù)以及相關(guān)設(shè)備的應(yīng)用情況，創(chuàng)造有利的條件，不斷提升智能化開采的水平和質(zhì)量。同時，礦山企業(yè)還要從宏觀和微觀兩個方面，進一步提升自身的工作效率。

要綜合分析企業(yè)在發(fā)展過程中存在的不足，通過會議的召開制定科學(xué)詳細的智能化開采技術(shù)和措施，明確未來智能化開采的發(fā)展趨勢，對企業(yè)當(dāng)前智能化開采的發(fā)展規(guī)模和發(fā)展程度進行全面審視，積極鼓勵相關(guān)的工作人員在智慧礦山建設(shè)方面充分發(fā)揮自身的創(chuàng)新能力，對現(xiàn)有的智能化設(shè)備功能進行不斷拓展，全面提升煤礦的智能化開采技術(shù)的水平，強化智慧礦山建設(shè)的效果。

此外，礦山企業(yè)在智慧礦山建設(shè)的過程中，還需要根據(jù)國家或者地方的供需發(fā)展情況，對各種先進的手段進行科學(xué)合理的應(yīng)用，以此來達到供需平衡，全面提升礦山企業(yè)的經(jīng)營效益，實現(xiàn)對礦山開采技術(shù)以及相關(guān)設(shè)備的更新?lián)Q代，推動智慧礦山建設(shè)的創(chuàng)新發(fā)展。

加大智能化建設(shè)的投資力度

第一，重視無人化綜采工作面系統(tǒng)的建設(shè)。礦業(yè)公司在煤炭開采過程中已經(jīng)對智能化綜采工作面系統(tǒng)進行了熟練應(yīng)用，不過在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，還需要礦山企業(yè)在明確和掌握煤層條件以及地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮當(dāng)代社會先進智能化技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的優(yōu)勢，實現(xiàn)對無人化綜采開采系統(tǒng)的科學(xué)合理建設(shè)和優(yōu)化。在無人化綜采開采系統(tǒng)的支持下，可以實現(xiàn)對勞動用工情況的進一步優(yōu)化。相比傳統(tǒng)的綜采工作面，無人化綜采開采系統(tǒng)在運行的過程中，不僅可以確保煤礦開采的作業(yè)循環(huán)與煤礦開采的日產(chǎn)量達到同等水平，而且還可以節(jié)省大量的勞動用工，有效的提高了煤礦開采的效率和質(zhì)量，進一步節(jié)省了煤礦企業(yè)的成本支出，提高了煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率。

第二，重視人機協(xié)同掘錨一體系統(tǒng)的建設(shè)。企業(yè)可以在建設(shè)快速掘進掘錨一體化平臺的基礎(chǔ)上，借助當(dāng)代社會先進的智能化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，在開采過程中加大對成熟輔助系統(tǒng)的應(yīng)用力度，比如混凝土底板施工技術(shù)、自動抽排水技術(shù)和自動噴漿技術(shù)等等，實現(xiàn)對人機協(xié)同快速掘進掘錨一體系統(tǒng)的有效建設(shè)。在以上系統(tǒng)的支持下，礦山企業(yè)在生產(chǎn)作業(yè)開展的過程中能夠同時開展支護作業(yè)和割煤作業(yè)。相比傳統(tǒng)的綜掘掘進系統(tǒng)，此系統(tǒng)在應(yīng)用的過程中能夠確保掘錨機保持連續(xù)向前的狀態(tài)，不僅實現(xiàn)了煤礦企業(yè)生產(chǎn)時長的增加，而且還進一步提高了煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率。同時在此系統(tǒng)的支持下還可以通過遠程操控技術(shù)以及無線傳輸技術(shù)的科學(xué)合理應(yīng)用實現(xiàn)掘錨機的無線遙控操作，這不僅有效的避免了高風(fēng)險高危害生產(chǎn)作業(yè)所帶來的人員傷害，而且降低了工作人員的勞動強度，實現(xiàn)了用工效率的進一步優(yōu)化和提升。

第三，重視智能皮帶運輸控制系統(tǒng)的建設(shè)。當(dāng)前礦山企業(yè)可以在現(xiàn)有皮帶運輸系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過對巡檢機器人技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)和傳感器系統(tǒng)的科學(xué)合理應(yīng)用，實現(xiàn)對智能化皮帶運輸系統(tǒng)的建設(shè)。目前自動化皮帶運輸系統(tǒng)在先進在線監(jiān)測系統(tǒng)的輔助下可以在地面遠程集中控制原煤運輸皮帶，實現(xiàn)了機器人換人，降低了崗位的危險系數(shù)。工作人員可以通過無線信號收集相關(guān)的圖像和數(shù)據(jù)，巡檢整個生產(chǎn)過程。針對其中存在的異常信息情況，機器人會以報警的形式告知工作人員，并對故障位置進行準確定位，有效的保障了生產(chǎn)作業(yè)的質(zhì)量和連續(xù)性。

第四，重視智能輔助生產(chǎn)系統(tǒng)的建設(shè)。根據(jù)當(dāng)前礦山企業(yè)的發(fā)展情況以及煤礦開采的實際情況，在智慧礦山建設(shè)工作開展的過程中需要加強對如下幾個智能輔助生產(chǎn)系統(tǒng)的建設(shè)力度。一是砌密閉及防火墻系統(tǒng)；二是自動排水系統(tǒng)；三是無人智能變電硐室；四是吸污、抑塵、清掃系統(tǒng)；五是掏槽機器人系統(tǒng)等等。降低人工投入量，提高生產(chǎn)的智能化水平。

第五，重視一通三防智能管控系統(tǒng)的建設(shè)。當(dāng)前礦山企業(yè)在智慧礦山建設(shè)工作開展的過程中不僅要在線實時監(jiān)測瓦斯和粉塵情況，而且還要進行光纖測溫，進一步提升監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的智能化水平，努力打造一個無人化的智能化的一通三防監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，全面提升煤礦的智能化開采水平。

重視加強提升系統(tǒng)模塊的建設(shè)

當(dāng)前在智慧礦山建設(shè)工作開展的過程中，要想實現(xiàn)煤礦開采的智能化發(fā)展，需要礦山企業(yè)實時監(jiān)測相關(guān)的數(shù)據(jù)，比如提升機的油壓數(shù)據(jù)、提升機的速度電流數(shù)據(jù)、提升機的位置、加速度數(shù)據(jù)、提升機的能耗和具體的提升量數(shù)據(jù)等等，通過對以上數(shù)據(jù)的了解，實現(xiàn)對提升機運行數(shù)據(jù)模型的有效構(gòu)建。借助先進的大數(shù)據(jù)技術(shù)實現(xiàn)對提升機運行數(shù)據(jù)的實時采集和監(jiān)控，并對其進行科學(xué)合理的診斷，制定有效的措施，不斷優(yōu)化和提升提升機的工作效率和工作質(zhì)量。在優(yōu)化和建設(shè)提升系統(tǒng)模塊的過程中，需要從以下幾個維度進行具體分析和研究。一為提升井提升量；二為班組報表。三為提升速度；四為提升日報表；五為皮帶的運行時間。通過對各井提升情況的了解和掌握，實現(xiàn)對提升量等相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析，進而對主井提升情況進行迅速掌握，最后以報表的形式進行輸出。以分區(qū)表的形式對相關(guān)的數(shù)據(jù)信息進行有效存儲，方便工作人員后期進行高效率準確性的查詢。總結(jié)提升機的故障規(guī)律，開展科學(xué)的維護工作，降低提升機的能耗，實現(xiàn)對提升機提升位置和速度的準確控制。

綜上所述，當(dāng)前礦山企業(yè)要想獲得長遠穩(wěn)定的發(fā)展，需要在自身轉(zhuǎn)型和升級的過程中，加大對智能化技術(shù)的應(yīng)用力度，通過智慧礦山建設(shè)工作的開展以及煤礦智能化開采技術(shù)的科學(xué)合理應(yīng)用，實現(xiàn)對智能礦山運營模式的不斷優(yōu)化，改善以往煤礦開采過程中存在的人工投入過大、生產(chǎn)效率低，安全隱患多的問題，降低煤礦開采的風(fēng)險與危害，促進煤礦開采工作安全高質(zhì)量開展，提升煤礦開采的智能化水平，增加礦山企業(yè)的經(jīng)營效益，推動礦山企業(yè)向智能化、規(guī)范化方向發(fā)展。