内蒙古平庄能源股份有限公司六家煤矿 024076
摘要：近年来，技术的进步使得煤矿行业要彻底转变传统的开采技术与发展趋势，以适应可持续发展的要求。现阶段，一些煤矿企业在积极探索智慧矿山建设与智能化开采，以转变煤矿生产与发展方向，智能化技术的应用是关键，只有从煤矿企业的实际发展需求出发，加强各种先进智能化手段的应用，方能够保障智慧煤矿建设的成效。我国智慧煤矿、智能化开采虽然取得了一定的发展成就，但在未来还有很长的发展道路要走。基于此，本文分析了智慧矿山与智能化开采的关键技术，有利于推动煤矿产业结构的调整。
关键词：智慧煤矿；智能化开采；关键开采技术
引言
煤炭是一种重要的不可再生资源，是重要的能源，为各种生产活动提供能源，而且还是重要的工业原料。在科技高度发达的今天，煤炭同样也具有不可替代的作用，是各国在工业生产中重要的消耗资源。虽然现阶段我国在煤炭开采方面的理论、技术、工艺、设备逐渐走向现代化，趋于完善，但是由于地势结构复杂、开采技术具有局限性、开采难度较大等一系列不足和问题，所以在开采过程中经常会出现各种开采事故，并且开采效率不高，因此，当前应继续提高我国煤矿开采质量和效率，减少灾害的发生，就要从根本上提高煤矿开采的技术难题，实现智能化、无人化的安全开采，将煤矿开采的劳动密集型向技术科学技术转型，实现煤矿开采的总体少人或无人开采，提高煤矿开采的质量和效率，为我国在国际上的竞争力和影响力打好坚实的基础。
1智慧煤矿基础
智能煤矿想要发展，首先需要以智能煤矿概念为指导进行智能煤矿的相关基础设施建设，创建智能煤矿工作平台。智能煤矿有八大基础平台，这里笔者做些简要介绍。
第一，MOS（智能煤矿多系统综合管理操作平台）平台，MOS的主要作用是协同其他设备完成对煤矿的感知、数据采集等任务。由于MOS的"监控"作用，在建设MOS平台时需要特别注意数据的管理传输。第二，通信管理平台，通信管理平台主要实现的功能是智能煤矿设备间的指令传送，是智能煤矿实现精准控制的基础。所以在建设通信管理平台是一定要注意防干扰。第三，动态信息管理平台，该平台需要在MOS和信息管理平台的基础上建设，是实现矿井挖掘数据实时更新和分析的重要手段。第四，远程操作平台，远程操作平台是智能煤矿的安全壁垒，其视频增强技术和压缩技术能够提供给人们良好的地下视野，反应矿内环境，及时预警。第五，平台预警系统，预警系统主要负责智能煤矿的安全工作，通过智能分析矿内各种危险源来提前预知危险，能大大提高矿井内的安全程度。第六，无人操作管理平台，煤矿开采过程中很多危险的工作在智能煤矿这里是要用机器人代替的，无人操作管理平台的主要任务就是代替人工。第七，机器人群协同管理操作平台，该平台主要应用传感技术实现井下机器人群的控制。第八，矿金设备管理平台，主要任务是实现矿内设备的维护和检修。
这八个基础平台是智慧煤矿的重要基础设施，同时也为智能化开采技术提供基础便利。
2智慧煤矿与智能化开采关键技术分析
2.1井下精准定位系统的构建
在进行智能化煤矿的开采过程中，需要借助智能化的定位系统对井下未开采地区进行勘察和分析，但是开采区域都是在深井下，卫星信号和电磁信号无法完成传输，因此对智能化的煤矿开采带来了很大的难度。为解决这一难题，我国煤矿行业的智能化开采中先进采用的最常见的技术之一就是GIS定位信息系统，通过系统的精准定位，运用高科技的探测技术对井下的开采位置进行合理的分析。GIS定位系统中的核心技术主要分为5个方面，通过高精度的导航技术对复杂的井下磁场进行精准定位，之后通过局部定位的导航芯片进行作业，搭配井下的无线通信技术成功解决了卫星信号和磁场信号传输困难的现象，最后通过精准度极高的定位系统对井下的环境进行全面的查看，确保煤矿开采过程可以顺利地进行作业。
2.2矿井内部环境勘测技术
矿井内部环境的勘测技术，就是通过将智能化的机械设备安装到矿井内部，结合矿井外部的定位系统对矿井内部的环境进行实时地勘测分析，因为煤矿开采的环境大多处于潮湿的地理环境，井下的电磁信号很不稳定，使井下的探测技术无法完全发挥其作用，制约了我国智能化煤矿开采的发展进程。智能化环境监测技术通过振动探测的识别技术对井下的环境进行检测分析，将井下复杂的巷道布局和复杂的环境信息精准的传输到地面的检测仪器之中，实现在开采过程中的直接探测工作。
2.3工作面设备故障自动化处理技术
智慧矿山建设与智能化开采的过程中，由于所使用的智能化设备相对较多，为保障开采工作的顺利推进，必须要加强对设备故障的自动化识别与处理，利用自动化、智能化设备识别与处理技术，及时发现设备使用中存在的各种故障并加以及时处理，避免设备故障对开采造成的不利影响，保持开采作业的连续性。近年来，随着煤矿行业的发展进步，各个煤矿企业在生产的过程中逐步引入了各种的智能化设备，这些设备本身就具有智能化的特征，在生产的过程中能够实现自我监测与故障分析。这些智能化设备的应用、故障自动化处理技术有效提升了煤矿开采的效率。
2.4传感技术
矿山井下作业具有多变性与复杂性，在整个的生产过程中，如果缺乏专业、完善的感知系统，将难以保障决策的科学性，缺乏相应的决策依据，而复杂的环境加剧了智能决策实现的难度。在传统的开采过程中，煤矿企业多会采用三维激光扫描技术，利用此技术来识别矿区作业环境内的具体情况，随着煤矿生产规模的扩大，这一技术的技术劣质逐步凸显，越来越难以满足其现实的要求。在一些相对潮湿、电磁干扰现象严重的作业区域内，三维扫描激光技术难以取得良好的技术应用效果，而一些新型技术逐步被应用于环境感知与探测，比如，地质雷达探测、激光扫描点云等技术，再加上各种智能传感设备的应用，大大提高了传感技术的水平。
2.5大规模复杂系统数据处理技术
在煤矿的生产过程中，整个生产系统的构成繁杂，随着开发作业的进行、系统的运行，生产系统中会产生各种类型、大规模的数据信息，这些数据的处理也将是智慧矿山建设、智能开采技术应用的关键。但是，一些煤矿企业的发展水平有限，如果难以对生产系统中的大规模数据加以有效的处理，将会难以发挥数据的指导价值，煤矿开采作业也难以顺利推进。现阶段，随着信息时代的到来，各种先进的数据处理技术为煤矿生产数据的处理提供了便捷，但是，多层次多种类数据的分析与处理、自主感知信息匹配与自动制定应对策略技术、视频内容的识别技术等并未彻底实现，在未来的发展过程中，这些都将是技术突破的重点方向。
2.6机器人工作处理技术
智慧煤矿提倡机器代替人工，让机器代替人工去进行危险的开采工作环节。目前我国的机器人智能化还需要进一步的提高，机器人太依赖于人的维护，一旦出现故障就会停止运行，影响矿井的开采进度。针对这一难题，我们可以积极的发展人工智能，提高机器人的"思维能力"和"应急能力"。
结束语
综上，矿智能化开采是煤炭工业产业革新的必然趋势，是国家发展清洁能源战略，推动煤矿安全高效绿色开采的必然要求，是未来采矿业发展的主流方向。在新时代发展背景下，煤炭企业甚至是整个采矿产业链，需要进一步总结经验，积极验收研究和应用新技术，不断提高装备和核心技术水平，充分应用现代化通讯、5G大数据、云计算等技术手段，快速推动数字矿山、智慧矿山建设。这样才能加快推动煤矿企业智慧化转型升级，推动安全高效绿色发展，为我国社会经济发展提供更加有力的能源支持。
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