煤矿智能化开采核心技术研究

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摘要：了解智慧煤矿的建设目标，在此基础上重点对煤矿智能化开采的井下环境监测、数据分析、5G技术、装备定位、地质雷达等核心技术进行深入分析，以期为行业同仁提供参考。

关键词：煤矿；智能化开采；核心技术

煤矿产业正逐步朝着机械化、智能化的方向迈进，通过前沿硬件设施和软件技术的联合应用，有效推动煤矿安全生产水平的提高，达到提质增效的效果。在煤矿智能化开采的发展进程中，涉及到诸多技术要点，值得深入探讨。

1智慧煤矿的发展概述

智慧煤矿以煤矿数字化为基础衍生而得，依托信息精准采集、高效传输和规范集成的途径来促进煤矿开采活动的开展。此路径下，信息的可视化展现能力较强，有利于生产作业智能水平的提高，从而实现绿色、高效的开采目标。在信息化的发展趋势下，为煤炭行业的发展创设丰富的机遇，机械设备的生产力优势得到发挥，可取代多数人工作业行为。在综合应用物联网、人工智能等前沿技术后，持续推进智慧煤矿的发展。纵观整个智慧煤矿的建设进程，以循序渐进的方式实现发展，全流程中涉及到多个关键性的阶段：阶段一：突破传统煤矿开采方式的局限性，初步实现自动化运行和智能化决策。阶段二：提高互联互通水平，紧密联系多样化的子系统，建立智慧矿山架构，逐步朝着区域化自动运行的目标迈进。阶段三：持续完善既有的发展架构，建立智慧矿山体系，彰显出多系统集成的特征。在此发展阶段，能够精准采集各系统的数据，并实现对数据的高效传输和虚拟展现，发挥出数据对煤矿开采的指导作用，做到真正意义上的自动运行和智能决策，此时智能化开采在煤矿领域的优势将得到有效的展现。

2煤矿智能化开采核心技术

2.1井下环境监测技术煤矿井下开采作业环境复杂，潜在诸多干扰因素，若监测技术应用不到位，难以掌握井下生产状况，在被动的生产方式下容易出现质量乃至安全层面的问题。为此，可以考虑井下环境监测技术的应用，在全方位的监测之下，全面掌握井下环境的实际状况，进而识别隐患，在源头上处理。目前，振动探测与环境监督的识别技术在煤矿开采中的应用水平正逐步提高，其配套的是网络开采传感设备、煤矿探测传感器设备等，为煤矿监测目标的实现提供了更多的支持。设备技术间存在较强的关联性，可结合煤矿开采现状联合应用多种技术，促进监测精度的提高，在获得高效的信息数据后，及时传输与应用，使煤矿开采朝着合理化的方向发展。

2.2井下信息数据分析技术为提高煤矿开采的质量和效率，可以应用井下信息数据分析技术，在此项技术的支持下，收集丰富的煤矿开采数据做全方位的分析，从数据中提取价值，进而指导煤矿开采活动。在煤矿开采信息数据分析过程中，向配置在现场的传感器获取数据信息，再针对该类数据做深入的分析，评价实际状况，发现煤矿开采中存在的不足之处，及时发现并指出，针对现有状况对开采方法做相应的改进，在逐步优化发展的策略下，实现煤矿智能化开采的目标[1]。同时，现阶段的信息数据分析技术还具有层次化、多元化等优势。在采集到视频内容后，可以对其做深入的分析，此时数据的利用价值得到更加有效的发挥。在提高煤矿开采效率的实现路径中，通信网络技术的应用尤为关键，具体需从煤矿开采设备的实际运行特性出发，匹配5G核心技术，优化通信状态，依托高效的通信方式来促进智能化开采活动的高效开展。随着5G通信技术的日益成熟，煤矿开采技术水平将逐步提高，通过该项技术的应用能够精细检测地质条件，反馈煤矿开采现场的地质特点[2]。同时，在机械设备的配合下，实现精准的定位和姿态感知。在5G通信技术的基础上联合应用大数据技术，有利于构建智能化的微型服务体系结构，更好地为煤矿的智能化开采提供服务，此时煤矿开采的质量也将随之提高。

2.35G关键核心技术在提高煤矿开采效率的实现路径中，通信网络技术的应用尤为关键，具体需从煤矿开采设备的实际运行特性出发，匹配5G核心技术，优化通信状态，依托高效的通信方式来促进智能化开采活动的高效开展。随着5G通信技术的日益成熟，煤矿开采技术水平将逐步提高，通过该项技术的应用能够精细检测地质条件，反馈煤矿开采现场的地质特点[2]。同时，在机械设备的配合下，实现精准的定位和姿态感知。在5G通信技术的基础上联合应用大数据技术，有利于构建智能化的微型服务体系结构，更好地为煤矿的智能化开采提供服务，此时煤矿开采的质量也将随之提高。

2.4装备定位技术装备空间位置信息是煤矿开采活动中不可或缺的一类信息，其对煤矿正常开采有重要的影响。通过装备定位技术的应用，能够为机械设备方的操作提供引导，以便在规范化的操作方式下，使设备按照特定的轨迹运行。此外，设备倾斜度也是工作人员重点关注的内容。相比地面定位，井下开采领域的定位难度有所增加。原因在于井下的空间关系复杂，缺乏适宜的参考物。为突破该瓶颈，部分煤矿开采企业考虑到中继通信技术的应用，以GPS信号的方式达到井下定位的效果，但其在煤矿开采工作面中的可行性相对有限[3]。通信均为弱电信号，现场开采往往伴有明显的电磁场干扰，在此特殊的通信环境下，接收信号时伴有明显的噪声，不利于设备的精准定位。从这一角度来看，尽可能消除干扰是提高设备定位技术应用水平的关键，在此方面仍有较大的探索空间。

2.5MOS智慧综合管理技术依托煤矿开采核心技术，实现多系统管理操作平台的有效应用，促进开采质量的提高。MOS智慧综合管理技术颇具代表性，其侧重于提升信息的规范化和信息化水平，能够增强信息数据的互联互通特性，充分发挥出信息数据的应用价值。在应用统一化信息数据储存方案后，能够高效整合信息数据资源，针对其做妥善的处理，在安全的前提下高效传输信息数据，保证信息数据的应用价值得到有效的发挥。不仅于此，组态化和可配置的价值也将得到有效的彰显，技术人员可更加深入地分析大数据，有效推动管理体系的高效化运行。

2.6地质雷达技术煤矿开采规模大、环境复杂，在应用智能化开采技术后，可在一定程度上保证开采质量，提高开采效率。除了前述提及的几项煤矿智能化开采核心技术外，地质雷达技术也颇具代表性，原因在于其具有提高煤矿智能化开采效率的特点。煤矿开采活动于地层中进行，为了有针对性地进行开采，需要精准识别岩层内的煤层。在此方面，地质雷达技术的应用则显得尤为关键，可以测定煤层的位置、厚度等基础信息，再根据掌握的现场情况对液压支架的高度做灵活的调整，进而有效进行煤矿开采。煤层偏差超出可控范围时，不利于采煤机的高效运行，开采效果也容易因此而受到影响，乃至诱发截割岩层的情况。为此，可以考虑地质雷达智能化核心技术的应用，其各点在于可更加准确地判断煤层的位置和厚度，若在该项技术的基础上融合其他的技术形式，例如联合应用红外成像技术，将产生更加可观的技术优势，采集到丰富的煤层相关信息，提高开采工作面周边3D成像的精准度，无论对于提高开采质量和效率均大有裨益。集地质雷达核心技术及相关技术于一体后，能够以3D立体的方式观察煤层、顶板及煤层下岩层，有助于工程人员及时判断现场开采情况，在掌握基础条件后，采取相应的开采措施，保证开采质量、提高开采效率。

3结语

伴随着煤矿智能化开采进程的持续推进，需要顺时应势地谋求发展，例如积极探索智能化开采核心技术的应用，包含井下环境监测技术、井下信息分析技术、5G技术等。集多项技术的应用优势于一体，推动煤矿开采人工化向智能化的方向发展，实现保证开采品质、提高开采效率等多项效果。在未来的煤矿智能化发展进程中，相关技术人员仍需持续在技术领域耕耘，做到推陈出新，以技术促发展。

参考文献

[1]秦志刚.煤矿智能化开采技术现状及展望[J].矿业装备,2022(2):190-191.

[2]辛文权.矿井智能化采煤进展与发展趋势研究[J].矿业装备,2022(1):234-235.

[3]裴新宇.煤矿智能化开采模式与技术路径研究[J].西部探矿工程,2021,33(11):139-140.

作者:乔卫民 单位:蒲县宏源煤业集团富家凹煤业有限公司