煤礦開采中的信息自動化技術研究

李運峰 王延東

山東省滕州曹莊煤炭有限責任公司 山東滕州 277519

中國地大物博，擁有豐富的煤炭資源，在中國現代化基礎建設的過程中，煤炭資源也發揮著非常重要的作用。相關數據顯示中國近年來煤炭年產量逐年攀高，且在國內一次性能源消費結構中，煤炭的消費占比超過了75%，可以說煤炭行業的發展對于社會主義現代化建設有著極大的影響力，是中國實現科學技術及民生工業快速發展的重要前提。而為了確保煤炭行業的可持續發展，就需要相關企業重視采煤技術的優化，整合自身服務體系和服務意識，為中國未來的經濟發展奠定堅實基礎。

1 采煤技術優化提升的重要性

采煤技術發展的重要性首先取決于煤炭資源的不可再生屬性。煤炭在人類現代化發展的進程中既無法人工合成，也難以在短時間內被其他形式的資源全面取代。可以說煤炭資源有著不可替代的作用，一旦消耗殆盡，就會對整個人類世界的發展造成巨大影響。鑒于此，需要科學合理地利用煤炭資源，在開采過程中極力避免出現資源浪費等問題，從而最大限度延長煤炭資源的使用年限，提高其使用效能。自中國進入現代化建設階段以來，國內煤礦企業都在致力于優化和提升采煤技術，從生產能力設計到具體的施工采煤流程等多個方面都進行了相應的技術革新。隨著能源結構及社會發展需求的轉變，技術又有了更加巨大的發展空間。尤其是智能化工業、物聯網技術、5G信息傳輸技術等高科技領域的技術突破也為采煤技術的各環節及設備革新創造了有利條件。近年來隨著中國對煤炭行業進行的重新規劃和梳理，許多煤礦企業在日常運營的過程中，對自身經營理念及發展方向做出相應調整，從原本以人工為主的勞動密集型采礦模式逐漸轉向智能化、自動化的采煤作業。

2 煤礦開采中的信息自動化技術

2.1 遠程干預無人化采集技術

新時期下，中國煤礦開采過程中所采用的采煤技術已進入智能化開采控制階段，而相關的開采流程是一套完整的系統，其基礎在于遠程干預無人化采集技術。由于技術的不完備，傳統煤礦井下綜采面工作都由人工完成，其危險系數非常大，各種級別的礦難也不時爆出。為了有效解決這一問題，切實保障煤礦工人的生命安全，在設置智能化開采系統的過程中首要的就是實現工作面無人，通過遠程干預、遠程控制，實現自動化、智能化的生產模式。基于無人跟機作業、有人安全值守的設計理念，讓機器代替人工完成工作面的采集工作，并通過系統中的相應功能，比如方位感知、工作面信息交互、工作面協同控制、采煤機自動運行等，全面實現煤礦井下環境無人的運行要求。

2.2 礦井虛擬現實技術

在設計遠程干預無人化采集系統的過程中，為了能更加清晰直觀地了解煤礦內部構造及情況，相應技術人員還研發了礦井虛擬現實技術。該技術由礦井三維建模技術衍生而來，是將綜采工作面的內部環境利用現代化的信息采集技術結合虛擬現實技術，通過相應軟件創造出模擬現實環境的三維模型，并結合智能開采控制系統模擬采礦作業過程中相關設備的運行狀況。礦井虛擬現實技術包含了兩個層面的意義：①能讓操作人員根據三維建模調整采煤的作業進度，且可通過虛擬現實系統所具備的人機交互功能對井下作業進行模擬操作。這種模擬操作能降低實際開采的危險性，節約大量的資金，提高企業經濟效益。②礦井虛擬現實技術的應用豐富了智能化采礦控制技術，在信息化模板控制的基礎上增添了可視的三維模型，讓相關工作人員能在三維模型上監測不同設備的運行狀態及運行參數，對相關設備的運行時間、煤炭總產量、各設備的運行情況進行綜合觀測。

2.3 遠程遙控技術

為了實現中國采煤技術的全面智能化，還需要匹配相應的遠程遙控技術。由于煤炭行業的特殊性及其設備運行環境的危險性，在設計智能化采煤生產遠程遙控的過程中，需著重強調以采煤機的記憶切割技術為主、人工遠程干預為輔。只有提高采煤機及控制系統的底層邏輯，確保液壓支架能完成跟隨采煤機的自動動作及采煤運輸設備能高度集中化自動化控制，同時匹配相應的智能感知、智能監控系統，對采煤工作面實現全面的網絡通信遙控。

2.4 智能開采控制技術

為了實現智能開采技術的一體化、無人化，全面實現智能化，還需要強調整個開采系統的智能開采控制屬性。結合探測系統、遙控系統及信號反饋來確保整個開采系統能跟隨工作面情況的變化進行調整，使智能化采掘設備能通過智能開采系統進行自動調度，自動決策。為了實現這一目標，就需要對采煤機智能記憶、液壓支架智能跟隨、巷道智能運輸、遠程遙控、三維虛擬模型及一鍵啟動等多種技術進行集成，讓采礦流程實現單機裝備、總體控制的合理構建。

3 結語

中國現代化建設發展對國內采煤技術的要求發生了相應變化。實現智能化開采，不僅是為了提高采煤效率、避免資源浪費，同時也是為了能更好地保護煤礦企業工作人員的生命安全[3]，是促進中國經濟發展、構建現代化和諧社會的重要措施。這就需要設計人員重視對遠程干預無人化采集技術、礦井虛擬現實技術、遠程遙控技術及智能開采控制技術等信息自動化技術的綜合應用，匹配相應的設備及軟件構建監控、采集、運輸、維修一體化的智能控制系統，為中國現代化建設保駕護航。