摘要：在我国快速发展过程中，对于能源的需求在不断加大，煤炭是我国经济发展的一个重要资源，并且近几年为了提升煤炭的开采力度，以及煤炭资源使用效率，相关开采技术成为行业重点研究的对象，智慧煤矿与智能化开采技术就是其中研究的重点。因此，该文针对智慧煤矿与智能化开采技术的发展方向，展开了分析和阐述，希望对其行业的发展以及经济效益的提升，给予一定的帮助。
关键字：智慧煤矿、智能化开采技术、发展方向
一、引言
煤炭是我国的主体能源，也是最经济和可以清洁高效利用的能源。我国煤炭以井工开采为主，经过多年发展，我国煤炭综采技术装备已从依赖进口到全部国产化。近10年来，通过智能化开采技术与装备的创新研发，突破多项关键技术，在薄和较薄煤层智能化综采，大采高和超大采高智能化综采以及特厚煤层综放开采智能化技术与装备方面实现领跑。
二、智慧煤矿技术架构
做好智慧煤矿顶层设计是保证智慧煤矿建设沿着正确方向的首要条件。智慧煤矿应基于一套标准体系、构建一张全面感知网络、建设一条高速数据传输通道、形成一个大数据应用中心、开发一个业务云服务平台，面向不同业务部门实现按需服务。
智慧煤矿总体架构包括八大智慧系统：(1)地下精准定位导航系统; (2)随掘随采精准探测地质信息系统; (3) 智能快速掘进和采准系统，矿井通风、供排水、主副运智能系统; (4) 工作面智能开采系统; (5) 危险源智能预警与灾害防控系统; (6) 矿井全工位设备设施健康智能管理系统; (7) 煤矿地面分选运销与生态建设智能系统; (8)煤矿物联网综合智能管理系统。
智慧煤矿智能系统设计建设的基本原则是要以网络融合安全、信息互联互通、数据共享交换、功能协同联动为智慧煤矿实现物联网全部功能的总原则。在智慧煤矿顶层设计和建设中，遵循“打通信息壁垒” 、铲除“信息烟囱”、消除“信息孤岛”、避免“重复建设”的技术方法，要遵循采矿规律，实现人工智能与采矿工艺技术深度融合。
智能开采是智慧煤矿的核心，智能感知、智能决策和自动控制是智能化开采的三要素。智能开采区别于一般自动化开采的显著特点是设备具有自主学习和自主决策功能，具备自感知、自控制、自修正的能力。具备这样能力的智能化综采系统才能充分的响应生产环境变化，实现真正意义上的智能化开采，实现有限条件下的无人开采目标。
三、技术发展
3.1无线网传输技术
对于煤矿开采工作实施的过程中需要保证采煤机的智能化技术应用，从而提高开采工作的质量与效果，注重无线网传输技术的应用符合设备机械的合理调节使用。因此，在制定无线网设置的时候，结合采煤机装置的具体使用要求，对采煤机设备应用中的各种参数数据的完整性进行分析，提高数据的准确性与安全性。所以，需要提高对无线交换机装置特点的重视。特别是对无线交换机配套设备等相关资源系统的设置与分析，保证采煤机装置控制器的科学设计，充分的通过对无线网传输技术创新，强化煤矿开采过程中的监督与管理。促进远程监控技术的设计与实施可以确保无线网传输技术的应用效果。
3.2在开采的过程当中应用智能探测技术
在煤矿开采过程当中的智能探测技术主要分为3种。（1）煤岩分界技术。该技术是利用单天线和多普勒雷达的脉冲来进行信号的发送和接收，工作信号在接触到煤岩层的过程当中信号会减弱，而且会反射回发射区域。通过这一方式就能够将煤层和岩层进行区分。在判断的过程当中，通过反射波的波长和频率来判断煤层和岩层的分界面，但是反射波的波长和频率会受到发射波的影响，也会受到煤层厚度的影响。
（2）煤矸放落自动识别技术。煤矸放落自动识别技术能够对煤层矿物质的成分进行分析，但是该技术在实际操作过程当中一直存在着技术方面的难题。该技术实际上是利用飞秒脉冲产生的电场来对矿层的物质结构进行分析和鉴定，在实际的应用过程当中，由于技术难度较大，因此很难进行操作。（3）超前探测技术。
该技术在使用过程当中的精确度较高，能够得到较为精确的结果，也不用事先对物质的成分进行分析，使用范围也较广，在多种条件下都能够进行使用。
3.3实施仓储扩容工程，提高生产缓冲能力
通过对井下仓储系统再摸排、再分析，以生产缓冲能力满足周日集休为原则，使各矿井下仓储能力超过全天的生产能力，井上下储煤量能够满足至少3天的销售量，为工作面集中生产、效能发挥和“减班不减产、停产不停运、集休不停销”创造了条件，为进一步推进智能化矿井高效生产奠定了系统基础。
3.4采煤机的故障感知技术
进行煤炭开采的时候，由于井下的环境非常的复杂并且恶劣。因此采取超负荷运行就会使采煤机工作受到影响，从而出现各种的故障问题。在以前的煤炭开采过程中对于采煤机设备的诊断主要依靠的是工作人员的现场检测以及丰富的经验进行分析，从而导致出现严重的落后。这些故障的诊断与分析就需要采取感知技术，该技术就是在采煤机上安置传感器，在传感器发生故障之后，经过严谨的收集与数据整理分析。通过设备标准数据的对比分析，从而找到具体问题的所在位置与实际情况，然后采取针对性的处理措施。
3.5地下开采装备需要具备精确的定位和导航功能
在智能煤矿和智能化开采的过程当中，精确地定位和导航，是保证煤矿顺利开采正常掘进的重要保障。只有通过地下开采定位导航模型才能够保障在实际的煤矿开采过程当中相关设备能够对开采路线进行明确的定位和测量，设备也能够严格按照路线机型煤矿的开采。但是在实际的地下煤矿开采过程当中，由于地下环境较为复杂，而且封闭的地下环境也阻挡了信号的传递，因此实现准确的定位和精确的导航难度较大。在目前的地下煤矿开采过程当中，一般是通过GIS地理信息的系统导航等方式来实现的定位和导航，但是该技术的应用还存在许多问题。比如说该技术的成本投入较高，而且精度不够高，对于一些复杂磁场环境下的煤矿无法进行精确的导航。核心芯片的技术不够高，对于局部的定位不够准确。在井下还只能使用4G的无线通信技术，5G的高速无线通信技术还未被突破。目前在矿井下的定位系统还不够精准。并且在井下的导航还无法对障碍进行躲避。在进行煤矿挖掘过程当中，掘进机还无法进行精确的制导。在该技术当中辅助无人驾驶系统还未进行开发。这也需要研究人员针对这些问题进行深入的分析研究，早日找到技术突破点，促进该技术的发展。
结束语：
作为煤炭产业转型升级和技术革命的战略目标，智慧煤矿和智能化开采核心技术的研发已成为采矿行业升级发展的强大推动力。然而，建设智慧煤矿不是简单技术改造就能建成的，其中包含的系列关键技术需要进行不断的探索和攻关，并借助新一代信息技术带来的发展机遇，借助第4次工业革命和新技术发展的成果，与煤炭开发技术深度融合，开创绿色、安全、高效的煤矿发展新模式。智慧煤矿的总体目标是形成煤矿完整智慧系统，全面智能运行，科学绿色开发的全产业链运行新模式。智能化开采是煤炭综合机械化、自动化开采技术的新发展，其总目标是实现无人化开采。
参考文献
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[2]王国法,杜毅博.智慧煤矿与智能化开采技术的发展方向[J].煤炭科学技术,2019,47(01):1-10.