煤礦智能化開采技術方向研究

李廣照 陳旺 劉雷

摘 要：煤炭已經成為世界經濟發展、現代化建設所賴以生存的最重要的能源資源。然而，煤炭資源在推動社會進步的同時，也引起了諸多負面影響例如地表深陷、地下水倒灌、瓦斯爆炸等。目前煤炭開采過程仍存在一定安全隱患，因此實現現代互聯網技術、自動控制技術與信息技術在煤炭開采過程中的應用，將使整個煤炭輸運過程和管理控制過程有機整合成一個自動控制的整體，有利于煤炭開采過程的安全和遠程控制，將成為未來煤炭開采行業的主要研究方向。

關鍵詞：煤礦;智能化開采;發展方向

煤礦智能化開采可以將現代互聯網技術、自動控制技術與信息技術有機整合在一起，將該技術應用于煤炭開采過程中可以實現煤炭開采三維空間統一于具有相同時間、空間坐標的二維網絡平臺中，并在計算機上實時顯示管理監督和現場操作情況，使整個煤炭輸運過程和管理控制過程形成一個自動控制整體。

一、煤礦智能化開采概述

煤礦智能化開采將信息技術、互聯網技術、自動控制技術結合在一起應用于礦山開采過程中，實現整個礦山的三維可視化和礦體模型建立。將處于不用位置、不同時間的礦山開采三維空間統一于具有同一時間和空間的網絡平臺上。實現海量地質結構數據的分類、有序整合，提高數據查詢的效率和準確性。同時數字礦山還能更具已有的地質結構數據和實時監測數據，通過借助空間分析軟件、輔機設計軟件、三維可視化軟件、遙感探測軟件、科學計算軟件等提供可靠的礦山開采分析數據，為資源儲備量的估計、開采設計、安全生產、管理決策提供方便高效的智能數字化平臺，保證企業能夠提高自身經濟效益、市場競爭力和市場占有率，最終實現整個礦產行業的可持續發展。

煤礦智能化開采包含眾多內容，通過計算機實現礦山的綜合自動化，例如監控數字化、設備自動化、信息集成化、管理集成化、開采過程模擬化、決策處理一體化。智能化礦山建設的目標是通過計算機網絡將整個礦山信息建立成一個三維虛擬礦山模型，通過該三維模型可以方便準確的描述礦井內各點信息。利用網絡平臺實現實時監測數據的集中顯示，可以使不同部門之間同時獲得礦井內相關信息，幫助各部門之間協同工作、信息共享和方案討論。

二、煤礦智能化開采的阻礙

2.1數據信息利用問題

目前，開采企業以實現計算機網絡主干線的假設，這為數字化礦山的建設提供了有利的建設基礎。但是，絕大數煤炭企業沒有實現礦山數據信息的統籌開發和綜合利用，也未能實現各個煤礦之間的信息共享和意見交互平臺，其所發展的智能化礦山在數據信息利用方面還存在較多缺陷和不足，具體表現如下：

“信息孤島”現象：雖然各大煤礦響應智能化礦山建設的號召，積極進行信息化系統建設，但是由于前期規劃不全面，未能對數據信息進行統籌安排和整體規劃。

規則制度不健全：長期以來各個煤礦指定的信息管理制度僅是針對自身需求，不同單位之間的信息管理模式也未能按照統一的標準進行構建，導致煤炭企業內部縱向信息聯系較強而不同企業之間的橫向信息聯系較弱。

專業信息技術人員匱乏：數字化礦山是將計算機網絡技術、信息交互技術和自動控制技術結合為一個整體的復雜龐大系統，其內部涉及計算機、數字信號、控制、自動化等眾多專業。

2.2生產管理問題

煤礦智能化開采建設過程中實現良好的營運和管理是保證該系統能夠高效穩定運行，提高煤礦經濟效益的主要技術手段。但是現在云南省煤炭行業還是以小煤礦為主，人力資源、經營管理以及數字礦山運營等方面還存在較多問題未能解決，具體表現在如下幾個方面：一方面，煤礦資源管理困難，由于煤礦數量眾多，現有煤礦之間各自為政無法實現行業內的信息共享和優勢資源整合，而且分散式的煤礦的存在給數字化大型礦山的建設造成了技術、經濟等方面產生的重大阻礙;另一方面，也存在一定的安全隱患。

2.3自動化程度問題

煤礦智能化開采最顯著的特征是通過計算機實現礦井開采過程中設備自動化，使礦山開采過程進入無人化、自動化和遠程控制。但是現有煤礦由于前期缺乏統一的行業標準和數字礦山建設規劃，導致不同煤炭企業之間的設備無法系統技術參數具有較大差異，數據傳輸接口和信息數據傳輸方式不統一，因此，在不同企業之間進行交互式自動化管理具有較大困難。

三、煤礦智能化開采實施建議

3.1專業技術人員培養

面對未來，可以引進國外成功煤礦企業的高級人才對企業內部進行監管和培訓。同時，也可以將國內數字化礦山建設專業人才送出國外進行專業知識的系統學習。通過上述兩個方面的措施可以不斷加強與國外數字化煤礦企業的接觸，并在接觸過程中不斷吸收先進的生產技術和管理經驗，逐步實現數字化礦山人才素質的不斷提高。

3.2加快網絡化和信息化進程

互聯網的普及和發展為礦山生產管理提供了良好的網絡化、信息化建設平臺，將各個礦山信息系統有效連接，可實現不同礦山企業開采過程中的信息實時共享，促進整個礦山企業的商品化和數字化。充分依靠信息技術的發展，不同提高傳統煤炭企業的網絡化和信息化水平可以大大提高該行業的市場核心競爭力，增加企業效益。

3.3企業與政府合作

煤炭企業通過與政府合作，協助政府建立有效的法律法規，約束和打擊不法行為保證整個行業的有序發展。同時企業提供資金支持，為政府公共事業提供資金幫助。通過政府和企業的相互合作將共同建立一個覆蓋整個地區的通信網絡和約束體制，從而為智能化礦山環境下煤炭企業的發展提供良好的社會環境和約束制度。

參考文獻

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