智能开采工作面建设解决方案及对策建议

智能开采工作面建设解决方案及对策建议

闵锴

国家能源集团榆林能源有限责任公司郭家湾煤矿分公司 陕西 719400

摘要：近年来。在时代飞速发展的过程中开采事业也迎来更多机遇，同时也促使各种科技技术不断应用其中。为了进一步提高煤炭的安全利用率和质量，本文分析了矿山综采生产工作方面的智能化技术在我国的发展现状，阐述智能开采的必要性，并解析矿山综采工作面智能化技术应用主要存在的问题，提出矿山综采工作方面的智能化技术未来研究方向。

关键词：矿山；智能化；开采技术；创新；管理

引言

知识型矿业是我国煤炭工业发展的一个新阶段和新趋势，这也是我国煤炭工业现代化和转型的必由之路。当前，我国的矿山仍处于智能采矿的早期阶段。矿山的智能开采是基于绿色开采的概念，它使用一整套智能采矿设备和人工智能技术来实现工作面的大规模、安全、高效和环保开采。由于我国矿山的多样性，难以实现智能开采。同时，由于地质条件的不同，开采矿山的技术也有所不同。因此，需要用于各种类型的矿山的采矿技术。对我国矿山技术研究现状的分析和综合分析，是基于矿山开采的高效率，安全性和环境目标，从提高井底采收率。

1智能开采技术的主要优势

（1）提高处理相关信息数据的效率。在矿山产业中运用智能开采技术，可以快速处理信息。据相关资料可知，传统信息处理技术对人力的依赖性较大，要求人员具备较高的操作水平，此外需要处理的信息较多，工作人员承担的工作量较大，工作难度较大。而通过把智能开采技术应用于矿山产业中，则能够很好地改善以上问题，智能开采技术的应用，对降低工作难度以及提升信息处理效率极为有利，应用人工智能开采技术，可以快速处理诸多信息，促进矿山产业良好发展。此外，在采用智能开采技术以及矿山开采工程中往往需要考虑到各种因素，所以有效结合两者具有重大意义，在开展相关工作前要密切结合两者，充分分析资料后再正式开展工作，促进共享效率提高，以坚实的基础助推我国矿山产业良好发展。（2）简化工作流程。通过相关资料可知，智能开采技术的应用能够相应地缩减工作流程，促进工作效率提高。此外，还可更加准确地开展相关工作，使各种失误情况的发生率显著降低，面对如今的工作需要，传统的煤炭开采技术已无法较好地满足，所以，创新智能开采技术尤为重要，加强应用智能开采技术可以使现存问题得到有效解决，同时顺利构建起与产业发展相适合的模型比例，进而让工作人员的工作量大大减少，工作压力也明显减轻。

2存在的问题分析

虽然中国矿山智能化开采已取得了初步成效，但是还有许多问题有待解决。需要认识到智能化开采只是处于初级阶段，主要存在的问题有以下几方面：（1）还未实现真正意义上的开采。由于矿山井下复杂的环境和技术条件的限制，很多情况下开采需要人来干预，例如，在巷道或地面的控制室操控采煤机进行割煤。（2）只是在少数矿区得到应用，技术起点要求高。为了实现矿山的智能化开采，矿山需要构建井上井下信息化通讯网络，而很多矿山还不具备这样的条件。（3）还未形成相应的智能化开采统一标准。虽然智能化开采在一些矿区得到了成功应用，但是如何保证这种智能化开采设备具有一定的可推广性，还是个未知数。由此可见，中国的矿山智能化开采技术发展还有很长一段路要走。

3智能开采工作面建设对策建议

3.1统一规划设计

随着矿山智能化政策的推进，作为矿山智能化的重要组成部分，智能开采工作面设计需要与智能矿山建设统一设计，统一建设理念、统一系统架构、统一综合管控、统一智能技术与装备。特别需要指出的是，少人是智能开采工作面建设的重要指标体现，以矿山“新基建”技术作为载体，将“高可靠、智能化、少人化”作为建设的主攻方向，让智能开采工作面建设落实有路径、有技术、有装备。

3.2智能化矿山开采是新技术产业发展的重要环节

首先需要人工使用一系列采矿设备以实现单机采矿智能化，且主要任务是应用于简单的矿山地形，并由人工对其情况进行实时自动监控的简单单机智能化矿山开采，比如一台采用液压采矿支架的自动采矿跟机、采煤管理电脑的远程记忆式自动截割、采煤压力遥感器和远程压力干预自动控制，采煤机的自动温度调高、采煤管理电脑的远程自动化物料摆放和运煤、采用跟机自动割煤等关键技术。开采阶段以全工作面各种设备的单机自动化为主，让简单的、具有自动化的单机综采技术将各种设备和综采技术紧密地联合，形成一个系统，由控制中心统一操纵并发出命令，达到以综采装置的自适应式开采+深度智能机器学习方式替代人工干预的全新智能化开采，实现矿山综采装置在工作中的全新智能化、无人石油资源化开发。

3.3主要技术路线

通过构建大数据智能分析决策系统，研发综采智能化管控平台，利用大数据融合技术实现对综采工作面不同设备的多种通信协议数据的统一、转换、关联、分类和存储。通过地质模型网格化，选择进风巷停采点处煤层底板作为基准零点，进行相对坐标传递，在相对坐标系中依据煤层顶底板、推进度、俯仰角等信息建立各设备的数据化开采模型。融合应用开采工艺和综采自动化控制技术、惯性导航技术和雷达测距技术来不断对透明地质模型和规划截割模型修正更新，分析得出综采设备精准控制决策信息，最终实现智能精准开采。

3.4工作面的实时调控技术

在工作面回采时，采煤机、刮板机、液压支架会出现位置的偏离。在这种情况下，需要对设备姿态进行位置调整。考虑到这是对设备的运动控制，即是对设备在运动情况下的位置进行调整，要求信息传输的实时性和执行结构动作的实时性。对于信息传输的实时性，工作面都采用了百兆光纤通讯，甚至采用了千兆和万兆交换机，基本上满足了实时性的需要。但由于采煤机电设备多是重型设备，例如采煤机、刮板输送机、液压支架等，如何实现执行结构动作的实时调整，即如何实现设备姿态的快速调整，仍是一个值得研究的问题。目前，最为精确的是伺服控制，如何将伺服控制准确地应用到设备位置调整仍然是一个问题。

3.5逐步优化安全防控系统

现阶段，我国越来越关注矿山开采安全防控系统，所以安全监测工作是矿山系统中必不可少的一环。不仅要严格监控矿山人员的下井工作，同时还要加大网络系统的监控力度，以便于第一时间发展和处理矿井中存在的问题。并且，还要在固定的时间了解矿井的安全系数以及各设备的使用情况，一旦发现有安全问题，需要第一时间解决。此外，矿山企业还需要在固定的时间培训工作现场的机械操作人员，有效提高其综合素质能力，从而确保安全操作系统更加完善。工作人员在工作中，需要把相关工作记录做好，以确保之后的工作安排和工作排查有据可循。总之，促进工作人员的安全意识增强，确保设备的安全性，可以有效降低

矿山生产意外事件的发生率。

结语

矿山智能开采工作面建设尚处于初级阶段，矿山智能开采初级、中级、高级建设解决方案需要矿山企业和解决方案供应商共同磨合，才能不断完善，增强各种开采类别条件下的适应性。相信随着矿山智能开采工作面建设工作的逐步推进，煤炭行业会走出一条适合自身的智能化建设之路。

参考文献

[1]康红普，徐刚，王彪谋，等.我国煤炭开采与岩层控制技术发展40a及展望[J].采矿与岩层控制工程学报，2019，1（2）：7-39.

[2]朱福生.矿山智能化开采技术探究与管理[J].内蒙古煤炭经济，2020（10）：60-61.

[3]王宗超.智慧矿山建设与智能化开采关键核心技术分析[J].中国新技术新产品，2019（16）：133-134.