煤矿智能化开采技术的浅析

煤矿智能化开采技术的浅析

孙开祥

双鸭山市煤炭生产安全管理局 黑龙江省双鸭山市 155100

摘要：随着科技的发达，各行各业都充分运用了信息化、现代化的方式来进行创新和革命，对于煤炭开采来说也不例外。在互联网+的大背景下，煤炭开采顺应时代发展和科技进步的步伐，改革创新了煤炭开采技术和工艺运用。本文通过分析煤炭开采技术的现代化、智能化的技术运用，实现了煤炭开采在少人（无人）智能化开采和在灾害防控一体化的采矿新模式下逐步提高煤炭开采的技术理论与工艺运用，促进其逐步走向智能化和现代化，让煤炭开采由传统的劳动密集型向现代化的高科技手段进步转变。本文研究了智能化无人开采技术在促进我国煤炭开采的改革创新中具体实施路径，为我国煤炭开采在高科技手段的应用方面提供参考价值，进一步促进煤炭开采产业的创新和进步。

关键词：煤矿开采；技术理论；

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 实施智能化煤炭开采模式

智能化开采技术在煤矿开采中的运用主要通过物联网、云计算以及人工智能等先进的科学技术来促使煤矿开采在技术勘探以及挖掘、安全保障等方面实现自主感知和智能化运行与分析决策的能力，实现煤矿开采的精准控制与科学开采技术。

煤矿开采模式是针对于不同的煤矿储存条件以及开采目标、方案设计等进行的有针对性的和实用价值的开采技术、开采工艺、流程以及设备运行系统等。煤矿的智能化开采模式就是运用智能化技术来针对特定的煤矿储存条件与开采目标实现创新的、科学化的开采工艺、流程，具有科学性、示范性以及普适性，对同类条件的煤矿同样能够使用相同的工艺流程来进行开采，实现煤矿开采的现代化、智能化以及信息化。在开采过程中应用先进科学技术实现煤矿开采的精准控制、自主分析决策以及提高执行能力。所以，针对上述条件来说，煤矿开采的模式具有以下技术内涵和特征：

1. 1. 煤矿的智能化开采模式应该具有创新性与多样性。由于我国的煤炭资源丰富，地势地形复杂，区域环境特点不同等因素的影响造成开采中的工艺、流程以及设备要求都有所不同，所以，采用智能化的开采模式应该充分考虑我国的地势差异，结合煤矿的储存条件以及开展目标的不同来设定有针对性的智能化开采模式，建立完善、多样化的智能化开采工艺、流程、设备，将智能化煤矿开采技术适用于所有的煤矿开采中，增强其适应性和普适性。

   2. 智能化的煤矿开采模式应该加强其可操作性与可靠性。在科学技术高度发展的今天，各种现代化技术手段的发展给煤矿开采带来了许多的发展机会，例如物联网、云计算、大数据以及人工智能等现代化技术手段的创新发展，在煤矿开采中得到了大范围的使用，提高了煤矿开采的效率，所以，智能化的煤矿开采模式应该基于现代化技术手段，不断的提高煤矿开采的技术、工艺的稳定性、可靠性，加强相关技术手段和设备运行的可操作性^[1]。

   3. 智能化的煤矿开采模式应该是具有普适性与使用价值的。由于储存煤矿的地势条件复杂恶劣，地下煤矿开采环境空间狭小，智能化技术手段运用的时候具有空间限制，采用智能化开采模式的时候应该尽量使开采的工艺、流程简化，使其具备较强的适用性，能够针对不同的储存条件与煤层都能够使用相同的开采工艺具有可复制性和推广性，加强使用价值。

   4. 智能化的煤矿开采技术具有阶段性与发展性。由于受科学技术水平的不断发展，煤矿的智能化开采技术、工艺、流程与设备运用都会随着科技的进步不断变化，并不是一成不变的，所以具有阶段性和显著的动态变化特性。

我国煤矿资源丰富，分布不均，受各地经济水平和智能化水平发展的影响，煤矿开采的智能化水平以及设备运用并不是齐头并进的，还受制于于技术路径、开采要求、智能化开采技术与装备运用，在不同煤层、不同地势环境下智能化煤矿开采技术的运用是呈现阶段性变化的，而且对不同的煤层分布采用的智能化工艺水平也是有所不同的，具有层次性，阶段性^[2]。推广智能化煤矿开采技术的时候应该通过以个别智能化开采井点为示范，通过以点带面的方式逐步实施推广智能化煤矿开采模式。

2 煤矿开采的工艺运用研究

煤矿的智能化开采涉及多方面专业化的科学问题，涉及面相对较广、较复杂，而且在实施过程中还需要解决多种技术难题。

2.1 传统的煤矿开采模式多依靠主观的定性分析，缺乏科学、精准的定量化、智能化的数据作为理论依据。所以，在智能化、科学化的煤矿开采中，应该将传统的定量化分析和多功能、多参数的智能化传感器来综合分析开采过程中的沉陷问题进行精准控制，对开采沉陷进行精准的数据识别、获取、分析、重建，使开采沉陷实现信息化、数字化以及智能化，为实现开采沉陷的定量化分析奠定良好的基础^[3]。

2.2 煤矿地下环境复杂恶劣，受到多种地应力、瓦斯压力的扰动，所以在采场及开采区域要实行信息采集和传感、传输来精准的获取信息。精准的数据收集采集、传输是在煤矿开采中的重要科学问题，可以对矿井复杂环境下的多种信息实现精准采集和传输。

2.3 深度感知灾害前兆信息智能仿真与控制。智能仿真控制模式能够直观、准确的反映地下煤矿开采的情况，反映开采的顺序、工艺、流程等，能够及时的反映地下开采情况，和传统的控制方式有很大的差别，能够更好的应对复杂的地下环境和煤矿应用系统，更具灵活性和应用性^[4]。

2.4 矿井灾害风险预警预报

矿井灾害风险是煤矿开采中最主要的问题，在风险的超前、动态、准确预报预警是保障煤矿开采的前提条件，其中涉及的科学问题包括矿井灾害的致灾因素分析、灾害预报预警的数据分析、体系建设、多元数据整合来准确有效的识别辨别风险的发生因素，按预警模型来准确感知预测风险发生的系统。

2.5 矿井灾害救援系统的关键技术及设备运用

煤矿开采中的矿井灾害救援系统能够减少事故发生的人员伤亡和财产损失，通过智能化的科学技术，比如救灾通信设备、人员定位以及应急生命通道的构建、救援系统的通信网络设备的建立来实现科学、智能化的救灾系统和设备。

3 结束语

我国的智能化煤矿开采模式还处在初期发展阶段，不管是从智能化水平以及工艺、流程方面都还有待完善，智能化的开采技术与设备运用是实现绿色、高效、安全的矿山开采模式的前提条件。在当前的社会背景下，云计算、人工智能、物联网等现代科技的发展，煤矿开采的智能化在技术理论与工艺方法等方面还受到这些多方面因素的影响和制约。所以，煤矿开采的智能化技术手段与设备运用是智能化开采模式的重要保障，只有不断的完善智能化技术与装备，才能不断的提高我国煤矿的智能化开采水平，在当前必须加强数字化、现代化、信息化和煤矿开采技术的融合发展，推动煤矿开采的绿色、高效、安全发展。

参考文献

[1]袁亮.煤炭精准开采科学构想[J].煤炭学报，2017（01）：1-7.

[2]王国法，庞义辉，任怀伟.煤矿智能化开采模式与技术路径[J].采矿与岩层控制工程学报，2020（01）：1-15.

[3]钱鸣高，许家林，王家臣.再论煤炭的科学开采[J].煤炭学报，2018（01）：1-13.

[4]王国法，庞义辉，任怀伟，等. 煤炭安全高效综采理论、技术与装备的创新和实践[J].煤炭学报，2018，43(4)：903-913.