高龍 季小娟

摘要：井工煤礦在新時(shí)代發(fā)展契機(jī)下既需要人力資源以及建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的優(yōu)化，不過同時(shí)開采技術(shù)的智能化也成為了新時(shí)代背景下的一個(gè)重要前提。當(dāng)前井工煤礦行業(yè)形勢(shì)面臨升級(jí)換代，智能化成為了重點(diǎn)突破方向，針對(duì)開發(fā)過程中的重點(diǎn)難點(diǎn)，需要從業(yè)人員了解相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的難題并且著重進(jìn)行突破，提升我國(guó)井工煤礦智能化的開發(fā)成果，在設(shè)備、人員、技術(shù)多方面綜合推進(jìn)的前提下取得更好的開采效果。

關(guān)鍵詞：井工煤礦；智能化采礦；煤礦技術(shù)開發(fā)

引言：

煤炭開采在能源時(shí)代到來后具有重要的社會(huì)意義，首先對(duì)工業(yè)化生產(chǎn)來說是必不可少的原材料，同時(shí)對(duì)化工領(lǐng)域加工以及社會(huì)生活供暖等方面也是重要的能原材料，因而總產(chǎn)量以及需求一直都有著社會(huì)化的矛盾。在產(chǎn)量相對(duì)較低的時(shí)代，煤炭的總體用量以及價(jià)格呈現(xiàn)反比的趨勢(shì)，而在當(dāng)前能源形式多樣化的時(shí)代中，煤炭的能源占比沒有因?yàn)槠渌茉葱问降某霈F(xiàn)而有所降低，這就充分說明其在社會(huì)生活結(jié)構(gòu)中的不可替代性，因此對(duì)于開采煤炭的能源技術(shù)也需要有新的提升，尤其是在開采方面需要有著實(shí)的進(jìn)步才能滿足當(dāng)前社會(huì)需求。就我國(guó)煤炭開采事業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀而言，并未完全在自動(dòng)化以及智能領(lǐng)域產(chǎn)生高效率的應(yīng)用，尤其是對(duì)于當(dāng)前開采環(huán)境并無(wú)完全適用的策略方案，所以，從智能化技術(shù)發(fā)展的角度對(duì)井工煤礦開采進(jìn)行換代升級(jí)是勢(shì)在必行的發(fā)展目標(biāo)。

一、當(dāng)前國(guó)內(nèi)井工煤礦行業(yè)智能化現(xiàn)狀

我國(guó)在煤炭行業(yè)的專業(yè)性研究中，通過國(guó)家技術(shù)資金支持以及相關(guān)科研機(jī)構(gòu)的努力，對(duì)井工煤礦的智能化技術(shù)研發(fā)具有了長(zhǎng)足的理論基礎(chǔ)，并且通過鉆研克服了大量技術(shù)難題，在關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域取得了重大突破。同時(shí)對(duì)采礦技術(shù)裝備的升級(jí)也有了許多新發(fā)現(xiàn)，尤其是對(duì)于我國(guó)特殊地形地勢(shì)條件環(huán)境下的采掘作業(yè)，以保障人員安全性為首要前提的做法更是人性化發(fā)展的重要體現(xiàn)。而當(dāng)前最重要的預(yù)期目標(biāo)則是要實(shí)現(xiàn)智能化無(wú)人化的開采模式，這就需要進(jìn)一步將當(dāng)前的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)運(yùn)用到設(shè)備技術(shù)的升級(jí)中。尤其是智能化措施本身應(yīng)有足夠的提升，才能保證未來無(wú)人操作情況下能夠應(yīng)對(duì)眾多實(shí)際問題[1]。

首先，智能化井工煤礦的建設(shè)需要對(duì)設(shè)備以及基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)前采用的主要技術(shù)在于導(dǎo)孔豎井掘進(jìn)，對(duì)地底巖石還有礦藏的開掘鑒別具有足夠的實(shí)用性。而對(duì)于新工藝則需要在智能程度上有所進(jìn)步，要完全實(shí)現(xiàn)無(wú)人化，需要的是對(duì)設(shè)備自動(dòng)化操作的技術(shù)研發(fā)。另外，辨識(shí)以及感知系統(tǒng)也應(yīng)該同步升級(jí)，在以往人力挖掘的情況下可能產(chǎn)生的問題需要在智能化背景下予以解決方案，例如遇到難以采挖的礦石情況是否使用爆破掘進(jìn)。智能化系統(tǒng)應(yīng)該根據(jù)地質(zhì)條件以及礦井強(qiáng)度做出預(yù)判，避免爆破產(chǎn)生的沖擊波產(chǎn)生地底二次波動(dòng)引發(fā)次生災(zāi)害。

同時(shí)采掘設(shè)備也需要在類型上有所拓展，當(dāng)前采用的鉆車、破碎機(jī)等設(shè)備按照智能化采掘需求進(jìn)行統(tǒng)合作業(yè)，未來非人工操控的采掘機(jī)需要在同一設(shè)備上實(shí)現(xiàn)多樣化的不同功能，甚至可以以人工智能機(jī)器人的形式添加替換零件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)高效率高安全性的挖掘指標(biāo)。當(dāng)前井工煤礦年度的掘進(jìn)性能能夠達(dá)到15000米左右，而采用智能化設(shè)備以自動(dòng)操作的模式能夠無(wú)間歇進(jìn)行采掘，效率能夠提升兩倍以上。

二、井工煤礦在智能化發(fā)展中的瓶頸

技術(shù)創(chuàng)新以及思想變革對(duì)技術(shù)行業(yè)而言一直都是首要的目標(biāo)，當(dāng)前對(duì)煤炭采掘行業(yè)而言，這也是著實(shí)具有指導(dǎo)意義的發(fā)展方向。但是在實(shí)踐過程中，煤礦的智能化開采也需要面臨眾多實(shí)際問題，如果不能妥善協(xié)調(diào)這些具體情況，那么智能化技術(shù)在煤礦發(fā)展中的效率將再難提升[2]。

首先就是技術(shù)壁壘的禁錮，對(duì)智能化技術(shù)的研究我國(guó)雖然已經(jīng)投入了大量資源進(jìn)行研發(fā)，但是在缺乏原始材料以及經(jīng)驗(yàn)積累的條件下，國(guó)內(nèi)始終難以產(chǎn)生決定性的突破，關(guān)鍵技術(shù)部分仍舊需要進(jìn)口并且受到技術(shù)專利等條件的極大限制。所以，當(dāng)前煤炭行業(yè)的國(guó)際聯(lián)合迫在眉睫，另外引進(jìn)人才以及在信息化、自動(dòng)化的人才培育也具有了極大的積極意義，尤其是保證生產(chǎn)水平、促進(jìn)智能化技術(shù)的替代作用這一方面更需要加快步伐。

另外，對(duì)于智能化的未來發(fā)展，其最終目標(biāo)是采用機(jī)械能替代人工挖掘，這樣不僅能提升效率，并且對(duì)人員安全性也是一個(gè)極大的推進(jìn)，礦難的發(fā)生具有隨機(jī)性和不確定性的特點(diǎn)，一旦人員遇難，在救援以及人道主義方面必然會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。而在使用智能化技術(shù)的前提下則不會(huì)發(fā)生類似的情況，對(duì)于礦坑坍塌等突發(fā)狀況，機(jī)器的損失比人員喪生的情況更加容易處置，并且通過智能化的預(yù)判，也能盡早判斷出事故發(fā)生的可能性。

但是從智能技術(shù)的發(fā)展而言，當(dāng)前還無(wú)法做到完全替代人工的水平，所以在部分精細(xì)作業(yè)面仍舊需要人員參與其中，這就不可避免的提升了工程項(xiàng)目的危險(xiǎn)性。井工煤礦的智能化發(fā)展也受到這一點(diǎn)的制約，需要盡快從技術(shù)層面找到解決辦法，或者提出具有平衡性的方案，將人力使用方式的安全性進(jìn)一步提升，然而解決的關(guān)鍵點(diǎn)仍舊在于智能化設(shè)備能夠在多大程度上取代人的環(huán)節(jié)上[3]。

三、智能化技術(shù)在井工煤礦領(lǐng)域的突破重點(diǎn)

對(duì)于大部分的礦區(qū)，其地質(zhì)屬性以及開采條件不存在太大的差異，并且我國(guó)礦業(yè)采用的挖掘方式相對(duì)統(tǒng)一，可以在智能化技術(shù)試點(diǎn)成功后進(jìn)行廣泛的推進(jìn)。而在技術(shù)成功前，仍舊存在的問題以及解決關(guān)鍵在于以下幾個(gè)方面：

首先，遙感技術(shù)以及信息精確度提升。智能化設(shè)備不同于以往通過人工經(jīng)驗(yàn)以及討論進(jìn)行判斷，而是通過數(shù)據(jù)測(cè)試以及導(dǎo)入的信息資料進(jìn)行狀況判別。因此，著力提升精確度以及信息的全面性是智能化設(shè)備當(dāng)前需要著重注意的要點(diǎn)。

另外，在控制技術(shù)方面也要有所進(jìn)步。對(duì)于智能化設(shè)備下井開采過程中，需要進(jìn)行遠(yuǎn)端遙控操作，而信號(hào)傳輸?shù)男Ч约熬_度則需要進(jìn)一步提升，地底環(huán)境存在的信號(hào)干擾同樣會(huì)造成設(shè)備的信號(hào)接收紊亂，在人工條件下可以通過加載設(shè)備提升功率等改善。但是在智能化設(shè)備條件下必須選擇更高水平的接收儀器提升操作準(zhǔn)確性，有利于協(xié)調(diào)控制以及多礦井同步開采作業(yè)的實(shí)現(xiàn)效果。

最后一點(diǎn)在于設(shè)備穩(wěn)定性。智能化設(shè)備的識(shí)別度以及精確度可以通過常規(guī)技術(shù)手段進(jìn)行提升，然而內(nèi)在系統(tǒng)的智能化需要以穩(wěn)定的操作模式進(jìn)行控制，保證裝備的正確運(yùn)行。構(gòu)建合理的系統(tǒng)架構(gòu)也是當(dāng)前智能化開采需要突破的一個(gè)關(guān)鍵要素，當(dāng)解決上述問題后，智能化井工煤礦的開采就能提上日程[4]。

四、結(jié)束語(yǔ)

井工煤礦的智能化開采不僅是對(duì)行業(yè)本身的換代升級(jí)，更是對(duì)煤炭工業(yè)本身的一次革新，要求產(chǎn)品、技術(shù)、設(shè)備都從新時(shí)代的角度出發(fā)，以信息化還有自動(dòng)化的方式方法作為首要發(fā)展目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人化、低能耗的開采模式，保障開采礦井安全的同時(shí)提升工作效率。

然而就我國(guó)當(dāng)前的情況，還需要一定時(shí)間的發(fā)展才能真正完成智能化策略在煤炭行業(yè)的鋪設(shè)，并且技術(shù)水平的跟進(jìn)也需要一定的時(shí)間進(jìn)行進(jìn)步，當(dāng)前只能在部分技術(shù)較發(fā)達(dá)、基礎(chǔ)設(shè)施較好的區(qū)域進(jìn)行試點(diǎn)。要真正將行業(yè)技術(shù)水準(zhǔn)達(dá)到頂尖水平，還需要引進(jìn)國(guó)際技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，通過借鑒吸收，達(dá)到融合實(shí)際環(huán)境以及先進(jìn)技術(shù)的目的，讓智能化的開采技術(shù)策略真正在井工煤礦產(chǎn)業(yè)中有所應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]馬會(huì)全. 我國(guó)井工煤礦開采技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展展望[J]. 內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2017（7）：51-52.

[2]胡成軍. 構(gòu)建井工煤礦三維信息模型系統(tǒng)研究[J]. 煤炭工程，2017（5）.

[3]王瑄. 煤礦井下排水智能化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析[J]. 電子世界，2018，No.547（13）：185-186.

[4]白賢順，劉勇. 礦燈智能管理系統(tǒng)的研究及實(shí)際應(yīng)用[J]. 電子制作，2017（18）：40-41.

（作者單位：伊犁新礦煤業(yè)有限責(zé)任公司）