煤海逐梦，煤矿智能展未来

煤海逐梦，煤矿智能展未来

王 涛 贺亭 指导老师：万超

西安科技大学 陕西省西安市 710054 摘要：煤炭是工业的粮食，是我国能源安全稳定供应的压舱石。我国煤炭资源开采经历了炮采、普采以及综采等几个阶段，如今正向着智能化开采逐步迈进。煤矿智能化开采将会是煤矿开采发展过程中的一大历史飞跃，将极大地减少井下工作人员的数量以及井下工人的劳动强度，保障井下工作人员的安全和生产效率。我国第一个智能化示范矿井在陕煤黄陵一号煤矿成功建成，我国煤矿智能化建设迅速发展。在陕北，以可可盖、巴拉素为代表的千万吨级智能矿井采用智能建井，建智能矿井的“双智模式”，以大柳塔、补连塔、红柳林为代表的现已投产的矿井积极进行响应国家政策，大力推进矿井的智能化建设。智能开采，未来已来。

关键词：能源安全；煤矿智能化建设；双智模式

一、背景

我国矿产资源分布特征是富煤贫油少气，煤炭作为我国的主体能源，是保障我国经济发展的重要矿产资源。但煤碳资源属于不可再生资源，煤碳的清洁高效利用技术以及能源技术的发展与应用，使得对煤矿资源需求量减缓以及煤矿事故频发，煤矿企业亟需转型升级，确定新的发展方向。

近些年来，随着信息化技术的快速发展，云计算、大数据、人工智能、物联网、虚拟现实、三维可视化和智能化采矿等领域的理论和先进技术已经开始逐步应用于煤矿行业[2]，煤矿行业将由机械化自动化开采逐步向智能化开采，将智能化理论方法及相关技术与煤矿行业传统技术装备、管理方式和网络建设等建设方向相结合，现已成为煤矿行业发展的趋势及方向。

二、智能开采技术

1.TBM在斜井掘进中的应用

巷道是沟通井下和地面重要的通道，肩负着运煤、运输材料和行人以及通风，巷道掘进的快慢以及巷道的维护质量对于煤矿安全生产有着至关重要的影响。目前巷道掘进的设备主要由悬臂式掘进机、连采机、掘锚一体机等，这些设备适用与不同的地质构造。在煤矿的智能化建设进程中需要采用新的技术与理论，TBM技术应用在煤矿领域就是一项技术上的创新，TBM技术常用与地铁和隧道等工程施工中，运用在煤矿的斜井掘工程实例较少，但是TBM掘进技术在神东煤矿集团补连塔煤矿2#辅运平硐以及延长石油集团可可盖煤矿主副斜井掘进中都取得了显著成效，其中神东补连塔斜井工程“盾构施工煤矿长距离斜井关键技术研究与示范”项目建成了我国第一个采用盾构施工的煤矿斜井示范工程，开创了我国煤矿斜井建设新模式，为埋深300米以下的煤矿采用斜井开拓提供了可靠的施工技术与工艺保障，填补了我国盾构施工煤矿斜井的技术空白，开创了斜井安全、快速高效施工新模式。

2.基于视频监控的远程干预综采智能化[3]

可视化远程干预无人化开采技术是以实现综采工作面常态化无人作业为目标，以采煤机记忆截割，液压支架自动跟机以及可视化远程监控为基础，以生产系统智能化控制软件为核心，实现在巷道监控中心或者在地面调度指挥中心对综采设备的智能监测与集中控制，确保工作面对割煤、推移刮板输送机、移架、运输、消尘等智能化运行，以达到工作面连续、安全、高效开采。

通过在井下各个区域安装不同类型的和功能的摄像仪和传感器，实时监测井下情况。在综采工作面安装不同种类的摄像仪，可分别监视煤壁和支架方向，可实时跟踪工作面采煤机附近的围岩环境，并将采集的视频进行推送、视频组合与拼接等操作，为液压支架可视化远程干预监控提供直观上的视觉感受；在液压支架上设有传感器，可以采集顶板压力等数据，并将采集到的数据进行可视化显示，为后续开采提供数据支持。

通过一系列摄像仪和传感器将人的感官延伸，让人远离工作面危险源，让人在巷道监控中心或者在地面调度指挥中心就能一键生产，极大地保证了工作人员的安全和改善了工作环境，提高了工人的幸福指数。

三、煤矿智能化展望

煤炭智能化无人化技术开采是煤炭工业技术的重大技术变革，是行业升级转型的重点内容和方向，无论是国家还是行业都给予了高度的重视和大力支持[1]。但是在煤矿智能化建设的过程中，也遇到了诸多问题[4]，如掘进空间狭小，作业工序复杂，掘、支、锚、运协同作业困难以及强干扰、高粉尘、狭长作业空间难以实现掘进设备的定姿、定位等问题。现在距离真正的智能化、无人化距离尚且遥远。目前，对于煤矿智能化建设仍需加大科研的投入，以及相关技术人才的培养。但笔者相信，随着科技的进步以及时代的发展，煤矿智能化无人开采终将实现。

参考文献

[1]煤炭智能化无人开采的现状与展望 [J].李首滨.中国煤炭 .2019(04)

[2]智慧矿山顶层架构设计及其关键技术 [J].吴群英;蒋林;王国法;叶鸥;蒋泽军;董立红;郭建军;符立梅;史晓楠;习晓;薜忠新.煤炭科学技术 .2020(07)

[3]智能化采煤系统架构及关键技术研究 [J].黄曾华;王峰;张守祥.煤炭学报 .2020(06)

[4]煤矿智能化十大“痛点”解析及对策 [J].王国法;任怀伟;赵国瑞;杜毅博;庞义辉;徐亚军;张德生.工矿自动化 .2021(06)