智慧煤礦與智能化開采關(guān)鍵核心技術(shù)分析

高振

摘 要：我國煤炭資源十分豐富，煤炭相關(guān)產(chǎn)業(yè)也是我國經(jīng)濟(jì)的主要來源，因此煤礦開采的相關(guān)技術(shù)成為了近幾年來我國研究的主要對(duì)象。現(xiàn)階段在我國煤炭的開采過程中仍然存在著一定問題，為了進(jìn)一步提高煤礦的安全生產(chǎn)，煤炭的開采技術(shù)已經(jīng)朝著現(xiàn)代化方向發(fā)展。本文作者主要討論了智慧煤礦與智能化開采關(guān)鍵核心技術(shù)。

關(guān)鍵詞：智慧煤礦；開采；核心技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.15.077

0 引言

煤炭在世界上被稱為最經(jīng)濟(jì)的石化能源，對(duì)于我國來講，煤炭一直占據(jù)著主要地位。但是在現(xiàn)階段我國的煤炭開采過程中出現(xiàn)了很多問題，因此急需要采用現(xiàn)代化的科技手段來消除煤炭開采過程中的各類問題。

1 智慧煤礦平臺(tái)的簡要介紹

智慧煤礦是采用現(xiàn)代化的理念將物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代技術(shù)融合到煤礦的開采過程中，讓煤礦的開采變得智能化，實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)全過程的自動(dòng)化。智慧煤礦的主要目標(biāo)是形成煤礦產(chǎn)業(yè)的完全智能化。另一方面，智慧煤礦還要符合我國現(xiàn)階段對(duì)于環(huán)境保護(hù)的要求，讓整個(gè)開采過程中實(shí)現(xiàn)綠色化、環(huán)保化。智慧煤礦平臺(tái)實(shí)際上是融合了8個(gè)方面的子平臺(tái)，其中包括了綜合管理平臺(tái)、煤礦井下定位導(dǎo)航平臺(tái)、礦井采掘運(yùn)輸信息管理平臺(tái)、視頻監(jiān)控及三維景象平臺(tái)、危險(xiǎn)感知報(bào)警平臺(tái)、智能化無人工作系統(tǒng)管理平臺(tái)、井下機(jī)器人管理平臺(tái)以及全礦井設(shè)備管理平臺(tái)。這8個(gè)平臺(tái)在實(shí)際應(yīng)用的過程中相互影響、相互聯(lián)系，工作人員通過綜合性管理平臺(tái)對(duì)這8個(gè)子平臺(tái)進(jìn)行分級(jí)管理，實(shí)現(xiàn)煤礦開采的智能化、環(huán)保化、綠色化。

2 智慧煤礦與智能化開采的關(guān)鍵技術(shù)

智能化開采是智慧煤礦平臺(tái)的核心系統(tǒng)，為了保障煤礦的開采效果，在智能化開采系統(tǒng)應(yīng)用的過程中有幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，下文筆者分別進(jìn)行分析。

2.1 精準(zhǔn)定位系統(tǒng)

在進(jìn)行煤礦開采的過程中為了保證煤礦開采能夠按照計(jì)劃逐步推進(jìn)，必須進(jìn)行精準(zhǔn)的定位。但是眾所周知，在礦井中并沒有復(fù)雜的電磁信號(hào)也不能接收到衛(wèi)星信號(hào)，因此實(shí)現(xiàn)定位導(dǎo)航的難度會(huì)有所加大。在現(xiàn)階段我國應(yīng)用的定位系統(tǒng)中基于GIS的定位信息系統(tǒng)是運(yùn)用最廣泛的技術(shù)之一，其包含了5個(gè)方面的核心技術(shù)。分別為高精度適用于復(fù)雜磁場環(huán)境的導(dǎo)航技術(shù)、局部定位導(dǎo)航芯片技術(shù)、井下高速無線通信技術(shù)、井下高精度定位技術(shù)以及井下導(dǎo)航避讓技術(shù)。這5個(gè)技術(shù)的應(yīng)用能夠讓井下的定位系統(tǒng)更加精確，進(jìn)一步保障煤礦的順利開采。

2.2 井下環(huán)境檢測技術(shù)

對(duì)于煤礦井下來講，由于其潮濕、復(fù)雜的電磁環(huán)境會(huì)嚴(yán)重制約著探測技術(shù)的應(yīng)用，因此井下環(huán)境檢測技術(shù)就成為了現(xiàn)階段我國煤礦行業(yè)對(duì)井下現(xiàn)狀分析的重要技術(shù)。環(huán)境檢測、振動(dòng)探測等識(shí)別技術(shù)已經(jīng)成為了我國煤礦井下環(huán)境感知的核心技術(shù)，這些技術(shù)主要包含了4個(gè)方面。分別為高精度穿透技術(shù)、煤炭探測傳感器、基于網(wǎng)絡(luò)的采掘裝備傳感器以及特定物理環(huán)境探測儀。這4種技術(shù)相互聯(lián)系、相互工作，進(jìn)而能夠更加精確的將井下復(fù)雜、極端環(huán)境信息傳輸?shù)降孛妫瑢?shí)現(xiàn)煤礦開采過程中的直接探測。

2.3 數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)

數(shù)據(jù)分析是智慧煤礦與智能化開采的關(guān)鍵系統(tǒng)。因?yàn)橹腔勖旱V集成了8個(gè)子平臺(tái)的運(yùn)行，因此無論從技術(shù)的層面還是實(shí)際操作的層面數(shù)據(jù)分析都是至關(guān)重要的。數(shù)字煤礦的邏輯模塊需要從眾多傳感器中獲取煤礦井下的實(shí)際數(shù)據(jù)，通過對(duì)這些數(shù)據(jù)的有效分析挖掘出煤礦開采的相關(guān)規(guī)律，并將其順利應(yīng)用在智能開采的控制過程中。精確的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)能夠幫助人們更加清晰地了解煤礦開采中遇到的問題和瓶頸并加以解決。

2.4 視頻監(jiān)控技術(shù)

雖然有了相關(guān)技術(shù)設(shè)備的支持，但是為了便于管理員了解井下作業(yè)的實(shí)時(shí)情況，視頻監(jiān)控技術(shù)就顯得尤為重要。對(duì)于煤礦井下視頻監(jiān)控技術(shù)來講，實(shí)際上是通過指揮中心的視頻監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)時(shí)觀察到煤層傾角變化以及井下開采時(shí)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。操作人員可以通過顯示器實(shí)時(shí)了解井下工作的具體情況，避免在生產(chǎn)的過程中出現(xiàn)問題。視頻監(jiān)控技術(shù)能夠幫助工作人員進(jìn)一步對(duì)煤礦開采的進(jìn)程以及各種傳感器的運(yùn)轉(zhuǎn)情況實(shí)時(shí)了解。視頻監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用還可以在智慧煤礦系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)通過人工干預(yù)的方式進(jìn)行解決，進(jìn)一步保證煤礦開采的順利進(jìn)行。

2.5 井下機(jī)器人技術(shù)

眾所周知，礦井的地理環(huán)境十分復(fù)雜。復(fù)雜的地理環(huán)境也在一定程度上給礦井工人帶來了安全隱患。基于這些問題現(xiàn)階段我國已經(jīng)研發(fā)出了井下機(jī)器人來處理煤礦井下的技術(shù)難題。井下機(jī)器人能夠代替人工去完成相應(yīng)的操作，進(jìn)一步方便了井下作業(yè)人員。但是現(xiàn)階段井下機(jī)器人仍然存在著耗電高、無法自我修復(fù)等問題亟待解決。

3 結(jié)束語

綜上所述，在現(xiàn)階段我國煤礦開采過程中已經(jīng)應(yīng)用了智慧煤礦系統(tǒng)。雖然這項(xiàng)技術(shù)還不成熟，但是無論在效率上還是在煤礦開采量上都為我國的煤礦行業(yè)帶來了極大的便利，但是現(xiàn)階段這項(xiàng)技術(shù)仍然有很多關(guān)鍵性的難題亟待解決。本文作者針對(duì)智慧煤礦平臺(tái)進(jìn)行了簡要介紹，對(duì)智能化開采的核心技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)分析，希望能夠給業(yè)界人士帶來一定的參考價(jià)值，在未來讓智能化開采技術(shù)更好的應(yīng)用在煤礦行業(yè)，讓我國的煤礦開采真正實(shí)現(xiàn)智能化、綠色化、環(huán)保化。

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