煤礦智能化開采關鍵核心技術探究

王建雙

（中國石化長城能源化工（寧夏）有限公司,寧夏 銀川750001）

智能化時代背景下,智能化技術的應用愈來愈廣泛,將智能化技術和煤礦開采相結合,有助于創新煤礦開采的形式,提高煤礦開采的質量和效率。“互聯網+”以及大數據技術和人工智能技術,在諸多領域都得到了廣泛應用,大大的改變了人們的生活以及生活的方式,煤礦資源作為滿足人們生活以及工作需求的關鍵性能源,在前期的開采環節,需要提高開采的效率,保障開采的安全性,這就對智能化開采技術的應用需求大大提高。

1 煤礦智能化開采的需求

煤礦資源的開采過程中,傳統的方式主要是以人力資源為主,但是在煤礦開采中存在的安全隱患也比較大,常常在煤礦開采中發生安全事故,造成人員傷亡。煤礦生產中的安全措施雖然愈來愈完善,但由于煤礦水以及瓦斯等因素的不確定性,仍然對煤礦開采的安全造成了很大的威脅。受到煤礦開采而帶來的人員傷亡安全事故不時發生,給人們的生命安全以及財產安全造成不可挽回的損失[1]。面對這一現狀,煤礦開采中對智能化關鍵核心技術的應用需求不斷增高,煤礦生產中采用智能化技術,能大大減少人員的參與,這對保障煤礦開采的質量有著積極意義,能最大程度減少人員的傷亡損失,提高煤礦開采生產的質量和效率。

2 煤礦智能化開采關鍵核心技術

煤礦智能化開采關鍵核心技術的類型比較多樣,為能對各項關鍵核心技術有更多的認識了解,從以下關鍵核心技術進行闡述：

2.1 地質雷達關鍵核心技術

煤礦開采過程中采用智能化開采技術是提高開采質量的重要保障,地質雷達關鍵核心技術作為重要技術組成部分,能為煤礦智能化開采起到促進作用。煤礦開采工作主要是在地層中實施,所以對巖層準確識別煤層是比較關鍵的,這就需要采用智能化技術,要對煤層位置準確判斷,以及對煤層厚度準確識別,如此能為調整液壓支架高度提供有效參考。煤層的偏差如果超過可控的范圍,就容易對采煤機工作質量和效率產生不利影響,容易出現截割巖層的問題[2]。所以通過地質雷達智能化關鍵技術應用,能為煤層的位置判斷以及對煤層厚度的判斷達到準確的目的,通過將地質雷達關鍵技術和其他的技術相結合應用,將紅外成像技術和其他輔助技術相結合應用,能保障工作面周圍地質三維成像的準確度,這對實際煤礦開采工作的質量控制有著積極意義。采用地質雷達關鍵技術和其他輔助技術綜合應用,能夠對煤層以及頂板和煤層下巖層等形成立體化的觀察效果,這對提高煤礦開采的質量有著保障。

2.2 MOS 智慧綜合管理關鍵技術

煤礦開采中應用關鍵核心技術能有效提高工作的整體質量,通過多系統綜合管理操作平臺的科學化運用,面向智慧礦山建設一體化的信息感知以及展示和應用的平臺,系統中有個煤礦子系統以及智能設備等作為支撐,這對支撐應用業務邏輯功能軟件也能發揮積極作用,通過多需求通訊以及云計算技術的綜合應用,系統內置智慧安監以及礦區一張圖等相應功能模塊,這對保障煤礦智慧生產的質量有著積極作用[3]。MOS 智慧綜合管理關鍵技術,通過全面數據標準化,接入的操作系統平臺數據采用的是統一格式交換以及存儲,數據互聯互通比較高效。統一化數據存儲方案應用的作用價值比較突出,監測數據使用統一存儲方案,能將數據資源混亂問題得到有效解決,保障數據傳輸的穩定和實時性。另外,在組態化以及可配置的作用發揮也比較突出,支持大數據分析,這對保障管理系統的應用質量有著積極意義。

2.3 煤礦智能化開采5G 關鍵核心技術

提升煤礦開采的質量,在通信網絡技術的應用環節比較重要,通過將5G 關鍵技術科學應用,和煤礦開采設備進行有機連接起來,這對提高通信的效率有著保障,能為煤礦開采智能化發展提供動力支持。煤礦生產的效率和通信技術的應用效果也有著很大的影響,只有保障通信技術的應用質量才能為煤礦開采作業活動高效開展起到促進作用。通信技術發展和煤礦開采之間有著緊密的關系,隨著通信技術的發展進步,煤礦開采的技術水平也在不斷的提高,如通過表1 所示,能夠對通信技術的發展和煤礦開采之間的發展的關系進行了解。

5G 關鍵核心技術應用下,促進了萬物互聯,在煤礦開采中井下綜采工作面以及掘進工作面是局部受限空間,環境也比較復雜,在5G 環境下進行部署海量傳感器,能夠保障獲得豐富性數據,為智能決策提供參考依據。5G 技術的應用使得地質條件超前精細探測,多源勘探數據融合的4D 透明地質重構,設備精準定位與姿態精準感知,大數據處理與知識挖掘,面向煤礦智能化開采的微服務體系架構,總體上提高了煤礦開采的質量水平[4]。

表1 通信技術發展和煤礦開采技術發展關系

2.4 裝備定位關鍵核心技術

煤礦開采工作的實施過程中對裝備定位關鍵核心技術的應用也是比較重要的,智能化煤礦開采裝備空間位置信息的準確是正確采掘的保障,通過關鍵位置信息指導才能按照預定軌跡作業。裝備定位技術的運用中,有的煤礦采用中繼通訊技術,井下設置GPS 信號進行定位,在工作面上難以使用,通訊的是弱電信號,工作面開采中有比較強電磁場對弱電信號造成影響,接收的信號噪聲比較大,這對裝備定位會產生很大影響,設備定位技術要對信號干擾問題克服,以及對定位精度不足的問題克服,在這一方面的技術發展還需要進一步深化[5]。在基于GIS 地理信息系統導航,基于RFID 的AOA、TOA 算法,捷聯慣導系統等支持下的導航技術應用有著低成本的優勢,局部定位導航應用場景核心芯片技術,精度控制比較高。

圖1 裝備定位結構圖

2.5 井下環境監測關鍵核心技術

煤礦智能化開采技術中對井下環境監測關鍵核心技術應用是比較重要的,開采企業對煤礦實施的井下開采工作,由于井下環境復雜,會造成井下探測技術使用中受到限制和影響,無法保障準確探測。通過對環境監測技術科學應用,能夠在環境監測的質量控制方面得以保障,當前的煤礦開采中環境監測以及振動探測的識別技術已經得到了廣泛應用,煤炭探測傳感設備,高精度穿透工藝,網絡開采傳感設備等,這些設備在煤礦開采中都發揮著比較重要的作用,設備技術之間的關聯性也比較強,采用相互配合的方式提高技術應用精確度,數據傳輸計算的質量能得以保障,這對提升煤礦開采工作效率有著保障[6]。

2.6 井下數據分析關鍵核心技術

煤礦智能開采過程中對井下數據分析關鍵核心技術科學應用下,這對提升煤礦開采的質量有著保障。數據分析是當前煤礦智能開采中比較關鍵的工作,只有保障數據分析的質量,才能有助于提升煤礦開采的質量。大規模復雜化系統數據分析工作的實施,在生產過程中會產生海量數據信息,數字煤礦智慧邏輯模型的應用,能有助于提高數據分析的整體質量。數據分析中邏輯模塊需要從諸多傳感器中獲得煤礦井下的詳細信息數據,工作人員要采用相應信息數據,提升煤礦開采挖掘的質量,保障能規律化的剖析,解決了數據分析的問題,就能保障煤礦智能化生產的質量。當前的數據分析關鍵技術還需要突破多種類以及多層次,多特征數據信息的分析難點,以及在面向視頻內容識別的大數據處理分析平臺的運用方面,要進一步優化,保障數據生產過程的分析效率。

3 結論

總之,煤礦智能化開采中運用到的相關關鍵技術類型是多樣的,為能有效提升技術應用的質量水平,這就要求技術應用前做好分析工作,保障選用的智能化技術能滿足煤礦開采工作的實際需要,本文通過對地質雷達關鍵核心技術,裝備定位關鍵核心技術,井下數據分析關鍵核心技術等技術的介紹,希望能為技術的應用起到積極作用。