大數據時代下礦山開采的智能化技術

摘要：在大數據時代下，我國礦山開采技術正在朝著智能化、現代化的方向發展，而且已經成為現代礦山工業發展轉型的關鍵。隨著信息技術的發展，礦山智能開發技術正在廣泛地應用與發展，需要對其進行創新發展，深入研究挖掘開采技術，使其能夠強化智能控制系統的穩定性。

關鍵詞：大數據;礦山;開采智能化

國家的發展和建設離不開能源資源的支持，但是有限的資源在一定程度上影響國家建設和發展，期望能夠找到最佳的方式進行有效的資源開采，使其能夠實現資源效益最大化。

一、礦山工程及信息化發展概述

礦山工程是以礦產資源為基礎的，在礦山上進行有效的資源開采作業，其中包括壓風機、井塔、通風機、卷揚機等地面工程，以及硐室、井巷等地下工程，經過數十年發展所形成的采礦系統，并且已經深入采礦工程中的各個領域。例如，礦山規劃與設計系統、礦山管理系統、礦山地質系統以及生產工藝系統等。采礦工程作業位于地下幾百米甚至數千米，而且作業涉及范圍非常廣泛，受影響的因素也有很多種。礦山作業生產環境相對來說比較嚴酷，其項目生產方式不能與普通生產方式相比較，因此，礦山生產作業中要合理應用信息化技術。

礦山綜合自動化、數字化技術是智慧礦山建立的基礎，通過自動化系統和技術來實現遙控采礦與無人采礦。智能化是以自動化、信息化以及智能化的高效結合，以安全為代表的礦山開采。在大數據背景下，礦山信息化正迎來自動化、數字化和信息化時代。

二、智慧礦山關鍵技術及發展路徑

（一）基于“互聯網+”物聯網平臺

基于“互聯網+”的物聯網是智慧礦山的信息化高速公路，在實際應用中承擔著數據信息安全傳輸、穩定的任務，有著上傳下達的作用，在某種程度上決定著智慧礦山系統整體的安全性及可靠性。所以說，智慧礦山的物聯網平臺要有精準的定位功能，能夠統一指揮或整合有效的地理信息等功能?，F有的定位技術有Wifi定位技術、超寬帶定位技術、RFID定位技術、Zig Bee定位技術以及藍牙定位技術等，每種定位技術都有各自的優缺點。例如，超寬帶定位技術和Zig Bee定位技術在實際應用中能夠精準定位和時間分辨率等方面的優勢，這將會是未來無線定位技術的應用方向和發展方向。

（二）大數據、人工智能技術支持智慧礦山

智慧礦山是在數字化基礎上進行的，智慧礦山與數字化礦山的區別就是在于其應用了人工智能、云計算、大數據以及物聯網等技術，來解決系統構架、數據處理、互通以及高級計算等問題。智慧礦山在數字化礦山中的MES、DCS、ERP3層機構基礎上對其進行應用，并將其升級為物聯網和云計算的核心智慧決策支持平臺，該技術的研究和發展將會直接影響智慧礦山的應用水平[1]。

（三）機器人智能化開采系統

隨著科學技術的提升，機器人已經逐漸應用到各行各業當中，在礦山行業中，機器人開采是建立在煤炭存儲條件精準感知、機器人群組精準配合、截割軌跡精準調控以及礦山壓力精準預警的“四精準”工作。簡單來說，機器人智能化開采系統主要是通過各個裝備的擬人化來完成破面工作、采礦、裝運、支護以及各項處理等，實現自動調節高度、自動調整液壓支架以及安全閥門開采等，使其能夠更好的維護空間開采，確保各系安全運營與維護，確保刮板輸送機自動調整保值證工作面平整，確保運輸機與運輸速度能夠實現協調統一，使其能夠實現群組機器人智能感知，對其進行精準控制和協調。

三、礦山智能化開采的關鍵技術

（一）實現精準定位，合理應用高度傳感系統

礦井環境相對來說比較復雜，需要高精度的定位系統導航，使其能夠對綜采裝備進行實時監測。在裝備實際運行中可以通過紅外高清攝像儀、三維激光掃描儀對其進行實時動態掃描，對工作面進行三維激光掃描，實時構建三維模型，并繪制工作面地圖。因礦山開采過程中存在一定的粉塵，在某種程度上影響開采工作的實際運行，可以使用仿生除塵或智能除塵的防爆視覺傳感器，使其能夠對井下環境進行實時掃描，獲取更多的高清圖像信息。還可以借助慣性導航、激光掃描以及機器視覺等高精度定位技術，對其進行精準定位和實時監測，為綜采裝備安裝高精度傳感器，還可以采用傳感信號集成監測技術，使其能夠實施監測綜采裝備的工作狀態[2]。再者，基于多信息的三維場景實施建模，搜集綜合工作面三維地圖、壓力、傾角、裝備形成等傳感信息，通過應用動態建圖技術和視頻增強技術來構建遠程虛擬生產檢測系統，使其能夠實現工作面綜合裝備的實時監測。

（二）綜采裝備核心智能控制技術

控制裝置是綜采裝備智能化的核心技術，在實際應用中將直接關系到裝備智能化控制程度，若是想要實現綜采裝備智能化控制，那么首先要對現有的控制方式進行智能化改進，使其能夠有效提升裝備智能化應用程度。在進行支架調整過程中，該液壓支架的智能化應用在一定程度上能夠推移控制系統，通過傳感器對支架進行實時位移，使其能夠實現支架與刮板機在推移中的位移。并將該數值信息與系統預設數值進行有效的對比，得到實際數值后在對其進行有效地修正，從而決定支架接下來的動作值，促使整個推移控制在實際應用中形成一個閉環控制，同時還能夠在控制系統運行中實施監測刮板機和支架運行的實際情況，以此能夠對后續的推進或位移進行實時修正，促使支架在推移過程中能夠始終保持著同步性和直線性，以此來實現對支架推移的智能化控制[3]。

（三）礦山開采中機電設備的維護使用

在礦山開采中皮帶機是非常重要的傳輸設備，但是因缺乏一定的維護意識，導致對各個零件部位的維護，從而對皮帶機的實際應用造成了很大的影響。因此，在實際應用中要對皮帶機設備進行有效的維護，優化內部結構性能，做好日常維護工作，使其能夠增加機械設備的使用壽命。再者，還要對設操作人員進行有效的培訓，使其能夠對機械設備各項運行和措施都能夠詳細了解，一旦零部件出現腐蝕、老化、磨損等現象，一定要及時更換，避免發生安全事故問題。同時還要將更多先進技術設備應用礦山開采工作中，使其不僅能夠提升礦山開采的工作效率，同時還能夠提升設備維護效率，增強企業在市場的競爭力。

綜上所述：

礦山智能化開采是礦山企業升級和發展的技術核心，礦山企業在實際發展過程中一定要跟上時代發展的步伐，合理應用現代化信息技術，使其能夠將人工智能、數字化以及大數據技術進行合理應用，將其應用到礦山開采過程中，進一步攻克智能化開采的核心技術難題，使其能夠實現礦山開采全過程的智能化應用和智能化監測，實現遠程無人作業，以此能夠改變傳統采礦模式，促使采礦行業朝著智能化、信息化方向發展，實現可持續發展的目標。

參考文獻：

[1]?? 國娟.基于大數據分析時代對礦山安全生產信息化建設的探討[J].數字通信世界，2019（8）：128-128.

[2]?? 李浩蕩，佘長超，周永利，黃玉凱.我國露天煤礦開采技術綜述及展望[J].煤炭科學技術，2019，47（10）：24-35.

[3]?? 范志忠，潘黎明，徐剛，尹希文.智能化高強度開采超長工作面圍巖災變預警技術[J].煤炭科學技術，2019，47（10）：125-130.

作者簡介：

張棟（1986.11-）男，漢，河南澠池，大專，技術員，從事工作：機電維修養護.