煤礦采礦智能自動化技術在安全生產中應用的探究

摘要：煤礦采礦智能自動化技術在安全生產中的應用，是現代礦業發展的重要趨勢，采用物聯網、云計算、大數據、人工智能等先進技術，能夠實現采礦過程的全面監控、安全風險的精準預防與控制，快速進行安全事故的快速響應與處理，具有重要意義。基于此，分析煤礦采礦智能自動化技術在安全生產中的應用意義，提出應用措施，為提升煤礦采礦安全水平提供助力。

關鍵詞：煤礦采礦"""智能自動化技術""安全生產""智能巡檢

Research"on"the"Application"of"Intelligent"Automation"Technology"in"Coal"Mining"in"Safety"Production

ZHAO"Hongyan

Zhengzhou"Coal"Industry"（Group）"Zhengxin"Coal"Industry"Co.，"Ltd.，"Zhengzhou，"He’nan"Province，"452371"China

Abstract：The"application"of"intelligent"automation"technology"in"coal"mining"in"safety"production"is"an"important"trend"of"modern"mining"development."The"use"of"advanced"technologies"such"as"Internet"of"Things，"cloud"computing，"big"data"and"artificial"intelligence"can"realize"comprehensive"monitoring"of"mining"process，"accurate"prevention"and"control"of"safety"risks，"and"rapid"response"and"handling"of"safety"accidents，"which"is"of"great"significance."Based"on"this，"the"application"significance"of"intelligent"automation"technology"in"coal"mining"in"safety"production"is"analyzed，"and"the"application"measures"are"put"forward"to"provide"assistance"for"improving"the"safety"level"of"coal"mining.

Key"Words："Coal"mining;"Intelligent"automation"technology;"Safety"production;"Intelligent"inspection

近年來，隨著煤礦采礦智能化技術的快速發展，智能化與自動化生產技術水平得到不斷提升，安全生產的控制受到廣泛重視，而煤礦采礦智能自動化技術在安全生產中的應用具有深遠意義，有助于加強采礦作業的全面監控能力，降低安全風險問題的發生率，提高安全生產效率。因此，在新時期的環境下需要結合煤礦采礦安全生產的需求，科學采用智能自動化技術，改善生產的安全性，達到預期的目的。

1"煤礦采礦智能自動化技術的作用

1.1"有助于采礦的全面監控

智能自動化技術中安裝傳感器、監控攝像頭等設備，能夠實時監測煤礦井下的瓦斯濃度、溫度、濕度等環境參數，監控設備運行狀態、人員位置等信息，借助物聯網技術實時傳輸至地面控制中心，使管理人員能夠全面直觀分析井下情況，快速發現潛在的安全隱患，為采取預防措施提供有力支持。

1.2"有助于降低安全風險的發生率

智能自動化技術能夠實現對煤礦開采過程中各個環節的精準控制，采用預設的安全參數和算法系統能夠自動判斷并預警潛在的安全風險。例如：瓦斯濃度超過設定閾值，自動報警并啟動通風設備降低瓦斯濃度，并且智能自動化技術還能夠利用數據分析預測設備故障并提前進行維護，避免因設備故障而引發的安全事故。

1.3"有助于提升安全生產的效率

智能自動化技術能夠優化采礦作業流程，提高生產效率，科學采用自動化設備和智能調度系統，可以實現采礦作業的連續、高效運行。智能自動化技術還能夠減少人工干預，降低人為操作失誤導致的安全事故風險，提升生產效率，保障工作人員的生命安全。

2"煤礦采礦智能自動化技術應用的措施

2.1"安全風險的預防措施

2.1.1"智能監控系統與環境感知

智能監控系統是預防安全風險的重要工具，采礦安全監控人員可以在現場安裝傳感器和監控設備，實時監測瓦斯濃度、地下水位、設備性能等礦山動態，發現潛在危險并采取措施。例如：利用高分辨率攝像頭和機器視覺技術，實時監測巖體裂紋的變化、支架的穩定性、任何可能導致滑坡或坍塌的異常移動，運用模式識別技術識別分類各種不同的地質和環境模式，預測可能發生的風險問題。同時，安全監控人員可以借助人工智能（Artificial"Intelligence，AI）礦用攝像機實現對井下的實時監控，將視頻數據傳輸到后臺，完成視頻監控數據的實時高效管理，攝像機運用AI算法實時分析檢測是否出現危險行為，對異常行為進行預警，有效預防安全事故的發生。

2.1.2"智能聯動與災害預警

智能化系統集成礦山的各種監控和控制系統，能夠實現智能聯動，一旦檢測到異常情況，系統可以自動采取措施來避免事故的發生。例如：黃陵礦業集團有限公司一號煤礦深度融合智能風險管控系統，當檢測到有人闖進危險區域，系統會立即停止設備運行并發出語音警報，地面調度指揮中心收到違章信息，開始跟蹤處理。因此，在煤礦安全生產過程中，需要積極采用智能聯動技術，有效進行安全風險的預防。同時，需要運用大數據分析。機器學習技術完善風險評估模型，完成對礦山潛在災害的智能預測和預警，數據分析預測礦井內的變化趨勢，為操作人員提供關于何時、如何介入的建議，應對礦井中的危險氣體積聚或巖層移動風險。

2.1.3"人員定位與行為分析

人員定位系統是預防安全風險的關鍵方式，煤礦采礦安全監控人員需要利用網絡技術、嵌入式系統和射頻識別技術，借助固定或移動的基站將人員的位置信息實時傳輸到計算機中，實現人員的實時定位、追蹤管理，實時掌握人員在礦山中的分布情況、數量、位置等，對礦山突發事故和重大危險源進行提前預警，做好事故后的高效救援。

2.1.4"智能穿爆技術與無人機應用

智能穿爆技術是實現精準控制爆破過程的關鍵技術，能夠減少爆破對礦山環境和人員的影響，煤礦采礦安全監控人員需要積極采用智能穿爆技術，精確計算爆破參數，保證爆破效果的同時，降低對周圍環境的破壞。同時，運用無人機進行爆破警戒，借助無人機搭載的傳感器和AI識別技術，實現爆破全流程信息化、可視化，提高爆破安全管理水平，完善礦山的日常巡檢和監測體系，提供高分辨率的圖像和視頻數據，全面發現潛在的安全隱患[1]。

2.2"安全風險的控制措施

2.2.1"通風系統的安全控制

通風系統是煤礦安全生產的重要組成部分，智能自動化技術的應用可以提升通風系統的安全性，因此，安全監控人員需要積極運用智能監控系統，實時監測礦井內的空氣質量、瓦斯濃度，按照監測數據自動調整通風系統的運行參數，保證礦井內的空氣流通和有害氣體濃度控制在安全范圍內。例如：傳感器檢測到某個區域的有害氣體濃度增加，立即通知中央控制系統，該系統再進一步指導通風系統的調整，保證礦工的安全，實現遠程控制、自動化運行，減少人工干預的頻率強度，提高通風系統的穩定性[2]。

2.2.2"機械設備安全控制

機械設備是煤礦生產中的關鍵設備，其安全性直接關系到生產效率、工作人員的生命安全，因此，安全監控人員需要采用智能自動化技術進行遠程操作，引進自動化設備降低機械設備運行過程中的安全風險。例如：遠程操作允許操作員在安全的環境內遠程控制挖掘機和運輸車輛等采礦設備，避免直接暴露于礦山中的危險環境中，并且智能巡檢機器人等自動化設備可以代替礦工在危險環境下作業，降低工人傷亡風險，或運用智能巡檢機器人輔助礦工完成礦井下爆破、爆破器材運輸等危險作業，提高生產的安全性。

2.2.3"防護設施安全控制

防護設施是保障員工生命安全的重要屏障，煤礦采礦安全監控人員需要積極采用智能自動化技術，注重智能化改造升級，提升防護設施的安全性。例如：井下變電所高壓柜全面智能化改造中，應用六點測溫、壓敏電阻動作保護、自動除潮加熱、弧光保護等多項功能，配置門禁系統和智能巡檢機器人，真正實現無人值守，提高工作安全性，因此，在實際工作中，需要重視煤礦采礦防護設施的安全控制。同時，安全生產監控人員還需要運用智能安全預警系統完成防護設施安全控制，借助集成算法、算力、平臺一體化滿足礦山在災害監測、預警和管理等方面的具體需求。例如：華自超算的礦山AI預警監測解決方案，以礦山安全生產為核心，實時對地面和井下關鍵點位進行礦山安全監測預警，提高礦山安全管理水平。

2.3"安全事故的處理措施

2.3.1"應急響應與救援

在煤礦采礦安全事故發生后，快速、準確的應急響應和救援行動至關重要，相關安全生產監控人員需要積極運用智能自動化技術建設應急響應系統、智能救援裝備，提高應急響應能力與救援效率。例如：采用智能系統快速啟動應急預案，指導救援人員迅速到達事故現場，采取有效的救援措施。同時，運用無人機、智能巡檢機器人等智能救援裝備，在危險環境下進行救援作業，降低救援人員的風險[3]。

2.3.2"事故分析與復盤

事故分析和復盤是提升安全生產水平的重要工作，工作人員需要借助智能自動化技術對事故數據進行收集、分析處理，明確事故發生的原因與規律，為制定針對性的預防措施提供依據。例如：利用大數據分析技術，從大量的監測數據中挖掘潛在的安全隱患，為預防性措施提供寶貴的時間，借助模擬訓練、虛擬現實技術，為礦工提供身臨其境的訓練體驗，提高在面對緊急情況時的應對能力，改善生產的安全性。

2.3.3"安全控制體系完善

在煤礦采礦中，安全控制體系是保障安全生產的基礎，相關工作人員需要重點完善安全控制體系，運用智能自動化技術中的數字化、信息化技術，提升安全管理制度的執行效率、監管水平。例如：建設基于數字孿生的智慧煤礦安全管控平臺，實現對礦山安全的全面監控和管理，實時監測礦山的安全狀況，發現處理安全隱患，對安全監控工作進行規范化建設，保證安全控制工作規范、高效。另外，隨著新技術的引入，安全控制體系需要不斷更新完善。例如：對于新引進的自動化采礦設備，需要編制相應的操作規范和應急響應計劃，保證設備的安全運行、工作人員的生命安全[4]。

3"煤礦采礦智能自動化技術應用趨勢

3.1"技術融合與創新

未來煤礦采礦智能自動化技術將與更多先進技術相融合，主要是5G通信、區塊鏈、數字孿生等技術的融合，進一步提升煤礦開采的智能化水平，為安全生產提供更加有力的技術支撐。例如；5G通信具有高速率、低時延、大連接的特點，為煤礦井下數據傳輸提供更加可靠、高效的通道，有助于實現井下設備的遠程實時監控和智能調度。

3.2"系統集成與協同

未來煤礦采礦智能自動化技術將更加注重系統的集成與協同，應積極構建智能化的綜合管控平臺，實現井下各系統之間的信息共享和協同控制。例如：建設綜合管控平臺整合井下環境監控、設備監控、人員定位、災害預警等多個子系統，實現信息的集中展示和智能調度，提升煤礦開采的整體安全性。運用智能化的協同控制算法實現對井下各設備的智能調度和協同作業，優化開采流程，提高生產效率，降低安全風險[5]。

3.3"智能化裝備與機器人應用

未來煤礦采礦智能自動化技術將更加注重智能化裝備和機器人的應用，需要完善裝備、機器人的自主性與智能性功能，替代人工完成更加危險繁重的作業任務，同時完善遠程監控、故障診斷、自主導航等功能，按照井下環境參數和作業需求自動調整運行狀態，提高作業安全性[6]。

4結語

綜上所述，煤礦采礦智能自動化技術在安全生產中的應用具有深遠的意義和廣闊的前景，智能自動化技術可以對煤礦采礦進行全面監控、精準預防控制、快速響應處理等，提升煤礦開采的安全性，隨著技術的不斷發展和融合創新，煤礦采礦智能自動化技術將在安全生產中發揮更加重要的作用，為煤礦企業的可持續發展提供有力支持。

參考文獻

[1]"曹夢寧.深海采礦車行走控制技術與可視化研究[D].上海：上海大學，2023.

[2]"張錦濤.液壓支架群自動化后人工調控決策技術研究[D].太原：太原理工大學，2023.

[3]"鄒云.低壓電力線授時中的OFDM分集技術研究[D].北京：中國科學院大學（中國科學院國家授時中心），2023.

[4]"王振帆.煤礦采礦智能自動化技術在安全生產中的應用研究[J].能源與節能，2024（11）：45-47.

[5]"蔡峰，王陳書略，黃韶杰.煤礦智能礦山自動化開采技術與應用[J].內蒙古煤炭經濟，"2023（2）：130-132.

[6]"劉銘.煤礦智能礦山自動化開采技術與應用[J].數碼-移動生活，2023（8）：391-393.