煤礦智能化開采技術(shù)研究現(xiàn)狀及展望

2021-01-14 17:05:48 來源：科學(xué)與技術(shù) 瀏覽量：2227

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煤礦產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展引進(jìn)了越來越多的現(xiàn)代化技術(shù)，而本身的開采技術(shù)也在不斷開發(fā)與完善，但整體發(fā)展仍然需要順應(yīng)時代發(fā)展的趨向與要求，煤礦開采已經(jīng)實現(xiàn)了基本的機(jī)械化，而信息化智能化則是當(dāng)下時代發(fā)展的主流，各個行業(yè)都在不斷提高自身的智能化和信息化水平，從而加強(qiáng)生產(chǎn)效率。在“十三五”期間，我國的煤礦行業(yè)也成功攻克了智能化開采技術(shù)難關(guān)，研發(fā)出綜采成套智能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了無人現(xiàn)場操作的智能化開采作業(yè)。但受到工作面的影響，一些地質(zhì)條件和開采條件較差的環(huán)境則無法充分適應(yīng)，因此也需要進(jìn)一步改善，提高智能化開采技術(shù)手段的適應(yīng)性。
1煤礦智能化開采技術(shù)研究現(xiàn)狀
對比外國一些發(fā)達(dá)國家，國內(nèi)煤礦綜采工作面智能化開采技術(shù)呈現(xiàn)出一定的滯后性。通過數(shù)年的發(fā)展之后，國內(nèi)第一次研制出煤礦綜采工作面智能化開采技術(shù)?，F(xiàn)階段，國內(nèi)很多大型的煤礦均運用了煤礦綜采工作面智能化開采技術(shù)，借助此項措施，不僅增加了日產(chǎn)量，提升了相應(yīng)的開采率，而且依靠有關(guān)智能化監(jiān)測方式，使煤礦開采的時間得以延長。近些年來，煤炭開采技術(shù)得到了飛速發(fā)展，使煤礦自動化開采效率與安全性得到有效提升。在此過程當(dāng)中，煤礦開采技術(shù)逐漸實現(xiàn)了智能化，相關(guān)設(shè)施的利用率也獲得了提升，降低了傷亡事故的發(fā)生幾率。比如，單機(jī)自動化能力得到增強(qiáng)，使煤礦綜采工作面智能化開采技術(shù)的發(fā)展更加順利。結(jié)合具體的國情情況，加快煤礦綜采工作面智能化開采技術(shù)的研發(fā)速度勢在必行。從當(dāng)前的情況來看，遠(yuǎn)程管控采煤技術(shù)、智能無人采煤技術(shù)等都是主要的研究技術(shù)內(nèi)容[1]。通常情況下，煤礦綜采工作面所處的環(huán)境十分復(fù)雜，而大多數(shù)的煤礦綜采工作面相應(yīng)的空間十分狹小，溫度與濕度均很高，并且存在著大量的煤塵。有關(guān)技術(shù)人員操控相關(guān)設(shè)備的過程當(dāng)中，一旦碰到瓦斯煤塵爆炸、透水等故障的時候，將導(dǎo)致傷亡事故的發(fā)生。鑒于煤礦綜采工作面相應(yīng)的設(shè)備系統(tǒng)非常復(fù)雜，從前所運用的人為操控方式，顯然無法避免產(chǎn)生操控不當(dāng)?shù)那闆r發(fā)生，導(dǎo)致相關(guān)設(shè)備的安全性無法獲得保障，并且不同設(shè)備的運用與監(jiān)控的過程中，保持彼此獨立的運行狀態(tài)，無法實現(xiàn)相互結(jié)合，達(dá)到集中化處理有關(guān)數(shù)據(jù)信息的目的。因此，對于我國來說，注重煤礦綜采工作面智能開采技術(shù)十分必要，一方面，有助于減少相關(guān)工作人員的工作任務(wù)量；另一方面，達(dá)到了集中化管控與監(jiān)測設(shè)備運行數(shù)據(jù)信息的效果，保證一定的生產(chǎn)安全。
2 在開采的過程中應(yīng)用智能探測技術(shù)
2.1設(shè)備故障自動化處理
在實際的開采過程中，不可避免地會發(fā)生設(shè)備故障等問題。如何在設(shè)備故障發(fā)生時及時確定故障位置并有效解決故障，進(jìn)行自動化處理是人們面對的技術(shù)難題。在以往的智能化開采過程中，人們往往針對特定問題進(jìn)行深入的研究與思考，提出對應(yīng)的問題。但對于工作面發(fā)生的問題，由于時間的關(guān)系，人們無法進(jìn)行深入的研究與分析。這也限制了智能煤礦的發(fā)展。
2.2煤礦開采定位系統(tǒng)
煤礦智能化開采技術(shù)創(chuàng)新中，在智能化平臺中融入開采定位系統(tǒng)，針對煤礦開采計劃，準(zhǔn)確定位，保證開采計劃順利進(jìn)行。礦井中電磁信號微弱，不能及時接收衛(wèi)星信號，這方面為煤礦開采定位增加了難度。精準(zhǔn)定位系統(tǒng)，以ＧＩＳ定位信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)，增加高精度磁場導(dǎo)航技術(shù)、井下高精度定位技術(shù)、局部定位導(dǎo)航技術(shù)、高速無線通信技術(shù)等，提高礦井開采定位精準(zhǔn)性，獲取更加精確的定位數(shù)據(jù)，為煤礦開采計劃的順利完成，開采精準(zhǔn)度與效率提高提供技術(shù)支持。比如此次煤礦智能化開采中，利用ＧＩＳ技術(shù)結(jié)合ＲＳ傳感器，對礦井采取全方面監(jiān)控，及時將數(shù)據(jù)長傳導(dǎo)監(jiān)測系統(tǒng)中進(jìn)行分析，確保能夠隨時掌握煤礦開采情況。煤礦將ＧＩＳ技術(shù)應(yīng)用到突水預(yù)測中，ＧＩＳ準(zhǔn)確預(yù)測煤層底板突水情況，通過遙感、物探等資料，計算機(jī)進(jìn)行詳細(xì)的分析處理，創(chuàng)建突水模式，有效預(yù)測底板突水。
2.3視頻監(jiān)控技術(shù)
對于煤礦綜采工作面模擬采礦系統(tǒng)而言，主要借助提升虛擬現(xiàn)實技術(shù)，進(jìn)而建立起一個三維采礦環(huán)境，實現(xiàn)模擬相關(guān)運行技術(shù)設(shè)備以及采煤過程的目的。利用此系統(tǒng)，可以和相應(yīng)的操控人員實現(xiàn)一定的互動，并能夠穿越全部的空間到達(dá)該系統(tǒng)所模擬的所有區(qū)間內(nèi)。依靠此系統(tǒng)，既明確了空間的狀態(tài)、物體運作的管控，又可以辨識物體，準(zhǔn)確輸入與處理輸入相關(guān)信息。這當(dāng)中，最大的特點為建立了一個與現(xiàn)實十分近似的采掘三維環(huán)境，同時借助先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)，能夠清晰地呈現(xiàn)出采礦的情況，進(jìn)而獲取相關(guān)設(shè)備運行的相關(guān)參數(shù)、動態(tài)化圖像等等，其中包含了相關(guān)設(shè)備的產(chǎn)能、間距以及時間等信息情況.
2.4礦井智能平臺數(shù)據(jù)分析技術(shù)
礦井智能化技術(shù)創(chuàng)新中，礦井條件復(fù)雜，開采過程中涉及大量數(shù)據(jù)資料。這些數(shù)據(jù)資料分析對礦井開采至關(guān)重要。四維地測地理信息；勘探、補勘、地震數(shù)據(jù)；真三維監(jiān)測監(jiān)控組態(tài)數(shù)據(jù)等，進(jìn)一步創(chuàng)新數(shù)據(jù)分析技術(shù)，做到全面數(shù)據(jù)分析的同時，發(fā)揮數(shù)據(jù)資料使用價值。
3煤礦智能開采技術(shù)的優(yōu)化策略
3.1加強(qiáng)安全意識的教育
煤礦智能開采技術(shù)的第一項優(yōu)化策略就是提高對安全意識的培養(yǎng)力度。在煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過程中，安全意識的培養(yǎng)十分關(guān)鍵，煤礦企業(yè)與其他的企業(yè)相比，風(fēng)險程度更高，在進(jìn)行人員的選拔時，應(yīng)該盡量以精簡人員為主，因此，安全意識的培養(yǎng)十分關(guān)鍵。煤礦企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)人應(yīng)該定期地進(jìn)行安全意識的宣傳，定期地對人員進(jìn)行安全意識的教育。
3.2優(yōu)化完善維修管理組織
煤礦智能開采技術(shù)的第二項優(yōu)化策略就是管理組織的優(yōu)化。一個企業(yè)要想得到好的發(fā)展，管理組織的優(yōu)化非常重要，煤礦企業(yè)也不例外，有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)人應(yīng)該對內(nèi)部的管理機(jī)制進(jìn)行優(yōu)化，對管理組織進(jìn)行盡早的完善。除此之外，內(nèi)部的責(zé)任機(jī)制也應(yīng)該盡早落實，將責(zé)任落實到每一個工作人員頭上，只有這樣才能提高煤礦企業(yè)的工作效率。更重要的是獎勵以及懲罰機(jī)制的確定，對企業(yè)內(nèi)部不同組織表現(xiàn)好的員工進(jìn)行獎勵，對表現(xiàn)不好的員工進(jìn)行一定的處罰，激勵員工的工作熱情，提高企業(yè)整體的工作效率。
4煤礦智能化開采技術(shù)的發(fā)展展望
4.1智能裝備技術(shù)
進(jìn)一步推進(jìn)井下高速無線通訊技術(shù)、煤礦識別技術(shù)、自動找直技術(shù)的研究與開發(fā)，進(jìn)一步加強(qiáng)井下網(wǎng)絡(luò)的信息傳輸速度和設(shè)備的整體性能，確保整體裝備的適用性和實用性。
4.2智能導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用
智能導(dǎo)航技術(shù)以實時三維GIS技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合了地理信息、三維可視化和工作面檢測技術(shù)。該技術(shù)提高了煤炭開采的精確性，能夠?qū)ぷ髅鎸崟r探測與自動定位。
4.3智能化掘進(jìn)技術(shù)
加強(qiáng)智能化掘進(jìn)技術(shù)的研究力度，提高掘進(jìn)設(shè)備的整體性能與智能化控制，創(chuàng)造更加協(xié)調(diào)高效的掘進(jìn)工作面，實現(xiàn)無人化的煤礦掘進(jìn)作業(yè)[2]。
結(jié)束語
綜上所述，煤礦智能化開采技術(shù)創(chuàng)新，是煤炭行業(yè)技術(shù)升級、可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。煤礦開采中，以智能化技術(shù)為基礎(chǔ)，提高其信息化發(fā)展水平，節(jié)省更多人力資源，提高煤礦開采效率，為煤礦產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)I造更多發(fā)展優(yōu)勢。
參考文獻(xiàn)：
[1]史哲敏.煤礦機(jī)械工程智能化的發(fā)展與應(yīng)用分析[J].礦業(yè)裝備，2018（06）：98-99.
[2]高有進(jìn)，羅開成，張繼業(yè).綜采工作面智能化開采現(xiàn)狀及發(fā)展展望[J].能源與環(huán)保，2018，40（11）：167-171.

                

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