【摘? 要】智能時(shí)代的到來(lái)正在不斷的改變煤礦開(kāi)采的技術(shù)，研究智慧煤礦與智能化開(kāi)采技術(shù)是未來(lái)煤礦開(kāi)采的發(fā)展方向，本文將簡(jiǎn)要介紹智慧煤礦的基礎(chǔ)與建設(shè)平臺(tái)，并分析煤礦智能化開(kāi)采關(guān)鍵技術(shù)，尋找智能煤礦開(kāi)采技術(shù)的發(fā)展路徑。

【關(guān)鍵詞】智慧煤礦;智能化開(kāi)采;關(guān)鍵開(kāi)采技術(shù)

即使是在可再生能源大力開(kāi)發(fā)的今天，煤炭依舊是未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)的能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)主要地位。我國(guó)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)離不開(kāi)能源的支撐，我國(guó)是煤炭能源大國(guó)，也是煤炭能源使用大國(guó)，只有發(fā)展智能煤礦，不斷提高煤礦能源的開(kāi)采技術(shù)，我國(guó)才能轉(zhuǎn)變?yōu)槊禾磕茉蠢么髧?guó)。近年來(lái)我國(guó)在智慧煤礦領(lǐng)域取得了不少的成就，建設(shè)完善了智能煤礦基礎(chǔ)設(shè)施，希望形成全新的煤礦產(chǎn)業(yè)鏈。

1 智能煤礦與智能煤礦的平臺(tái)建設(shè)

1.1 智能煤礦內(nèi)涵

智能煤礦的概念是基于目前社會(huì)熱點(diǎn)名詞：大數(shù)據(jù)、人工智能等發(fā)展而來(lái)的，發(fā)展智能煤礦其實(shí)就是將這些先進(jìn)的智能理念融入到煤礦產(chǎn)業(yè)鏈中，使煤礦勘測(cè)技術(shù)更精密、煤礦開(kāi)采技術(shù)更高效、煤礦利用率更高，煤礦更安全、節(jié)能。自動(dòng)控制和綠色安全是智能煤礦的主要特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)智能煤礦，需要記住三點(diǎn)：第一，克服多元異構(gòu)數(shù)據(jù)和煤礦信息的動(dòng)態(tài)管理按問(wèn)題;第二，克服開(kāi)采系統(tǒng)與智能控制的問(wèn)題;第三，重視煤礦設(shè)備維護(hù)檢修。智能煤礦概念的提出將為能源發(fā)展拓展更多的可能性。

1.2 智能煤礦基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

智能煤礦想要發(fā)展，首先需要以智能煤礦概念為指導(dǎo)進(jìn)行智能煤礦的相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，創(chuàng)建智能煤礦工作平臺(tái)。智能煤礦有八大基礎(chǔ)平臺(tái)，這里筆者做些簡(jiǎn)要介紹。第一個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)是MOS（智能煤礦多系統(tǒng)綜合管理操作平臺(tái)）平臺(tái)，MOS的主要作用是協(xié)同其他設(shè)備完成對(duì)煤礦的感知、數(shù)據(jù)采集等任務(wù)。由于MOS的“監(jiān)控”作用，在建設(shè)MOS平臺(tái)時(shí)需要特別注意數(shù)據(jù)的管理傳輸。第二個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)是通信管理平臺(tái)，通信管理平臺(tái)主要實(shí)現(xiàn)的功能是智能煤礦設(shè)備間的指令傳送，是智能煤礦實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制的基礎(chǔ)。所以在建設(shè)通信管理平臺(tái)是一定要注意防干擾。第三個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)時(shí)動(dòng)態(tài)信息管理平臺(tái)，該平臺(tái)需要在MOS和信息管理平臺(tái)的基礎(chǔ)上建設(shè)，是實(shí)現(xiàn)礦井挖掘數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新和分析的重要手段。第四個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)是遠(yuǎn)程操作平臺(tái)，遠(yuǎn)程操作平臺(tái)是智能煤礦的安全壁壘，其視頻增強(qiáng)技術(shù)和壓縮技術(shù)能夠提供給人們良好的地下視野，反應(yīng)礦內(nèi)環(huán)境，及時(shí)預(yù)警。第五個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)預(yù)警系統(tǒng)，預(yù)警系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)智能煤礦的安全工作，通過(guò)智能分析礦內(nèi)各種危險(xiǎn)源來(lái)提前預(yù)知危險(xiǎn)，能大大提高礦井內(nèi)的安全程度。第六個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)是無(wú)人操作管理平臺(tái)，煤礦開(kāi)采過(guò)程中很多危險(xiǎn)的工作在智能煤礦這里是要用機(jī)器人代替的，無(wú)人操作管理平臺(tái)的主要任務(wù)就是代替人工。第七個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)機(jī)器人群協(xié)同管理操作平臺(tái)，該平臺(tái)主要應(yīng)用傳感技術(shù)實(shí)現(xiàn)井下機(jī)器人群的控制。第八個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)是礦金設(shè)備管理平臺(tái)，主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)礦內(nèi)設(shè)備的維護(hù)和檢修。這八個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)是智慧煤礦的重要基礎(chǔ)設(shè)施，同時(shí)也為智能化開(kāi)采技術(shù)提供基礎(chǔ)便利。

2 關(guān)于智能化開(kāi)采核心技術(shù)的分析

煤礦開(kāi)采技術(shù)是煤礦發(fā)展的關(guān)鍵，目前智慧煤礦在智能化開(kāi)采核心技術(shù)方面的研究取得階段性成果，但是仍有許多不足，在具體工作中有層出不窮的情況，尚不能大量投入在實(shí)際的煤礦開(kāi)采。礦井內(nèi)的環(huán)境復(fù)雜，簡(jiǎn)單的智能化無(wú)法應(yīng)付多變的礦井情況，核心開(kāi)采技術(shù)仍需進(jìn)一步提高。

2.1 定位和導(dǎo)航技術(shù)

設(shè)備定位和導(dǎo)航是智能化開(kāi)采的關(guān)鍵技術(shù)之一，因?yàn)槊旱V在開(kāi)采過(guò)程中，挖掘設(shè)備需要根據(jù)提前規(guī)劃好的路線進(jìn)行推進(jìn)，如果設(shè)備定位的精準(zhǔn)度不高，很容易使礦井開(kāi)采過(guò)程出現(xiàn)問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致礦井坍塌，造成無(wú)法挽回的損失。如何克服礦井的封閉空間和井內(nèi)的磁場(chǎng)的干擾是目前定位和導(dǎo)航技術(shù)的面臨的重要難題。目前攻克這一難題的主要發(fā)展方向有：5G無(wú)線通信技術(shù)、精準(zhǔn)定位系統(tǒng)的研究和井下設(shè)備躲避障礙的技術(shù)。

2.2 礦內(nèi)探測(cè)技術(shù)

煤礦探測(cè)技術(shù)是煤礦開(kāi)采的重要步驟，也是保障煤礦工作人員生命安全的定心針。智慧煤礦由于有全自動(dòng)機(jī)器操作的步驟，對(duì)探測(cè)技術(shù)的要求更高?；谥腔勖旱V的探測(cè)技術(shù)目前有幾個(gè)重要分支：視頻檢測(cè)技術(shù)、煤巖識(shí)別技術(shù)、激光掃描技術(shù)和智能傳感技術(shù)，這些探測(cè)技術(shù)目前仍然受礦井下環(huán)境的制約，沒(méi)有辦法發(fā)揮出真正的作用，礦內(nèi)探測(cè)技術(shù)在未來(lái)仍需要進(jìn)一步的發(fā)展和突破，目前克服這一難題的主要發(fā)展方向有：光纖網(wǎng)絡(luò)的傳感應(yīng)用、納米纖維傳感技術(shù)、高光譜視頻檢測(cè)技術(shù)等。

2.3 礦內(nèi)數(shù)據(jù)分析技術(shù)

相比較其他核心技術(shù)，智慧煤礦的礦內(nèi)分析數(shù)據(jù)技術(shù)是最成熟的，煤礦的每日開(kāi)采進(jìn)度、礦內(nèi)環(huán)境的數(shù)據(jù)、建立煤礦數(shù)字模型等都會(huì)產(chǎn)生龐大的信息，對(duì)于數(shù)據(jù)分析是很大的考驗(yàn)。工作人員需要從大規(guī)模的數(shù)據(jù)中提取到少數(shù)有用的信息，迅速而精準(zhǔn)的分析是智慧煤礦數(shù)據(jù)分析技術(shù)的主要特點(diǎn)，目前智慧煤礦數(shù)據(jù)分析的技術(shù)瓶頸是分析、挖掘重要信息的能力不夠，克服這一難題的主要發(fā)展技術(shù)有：實(shí)現(xiàn)信息多層次的分析、構(gòu)建大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)、強(qiáng)化數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)技術(shù)。

2.4 復(fù)雜煤層的智能控制技術(shù)

解決復(fù)雜煤層的開(kāi)采難題是提高煤礦開(kāi)采效率的最有效手段，很多井下煤層中煤層厚度較高，煤巖的走勢(shì)變化較大，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在煤層開(kāi)采過(guò)程中，加強(qiáng)對(duì)復(fù)雜煤層設(shè)備的控制，可以減少煤層自動(dòng)切割的失誤。目前這一問(wèn)題的主要發(fā)展方向有：加強(qiáng)煤炭識(shí)別理論的研究、加強(qiáng)智能決策技術(shù)的研究。

2.5 設(shè)備群的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同控制技術(shù)

該技術(shù)主要應(yīng)用于智能煤礦的開(kāi)采，需要八大基礎(chǔ)平臺(tái)作為基礎(chǔ)才能夠順利實(shí)施。由于井下的設(shè)備群采用不同的協(xié)同方式，對(duì)于中央網(wǎng)絡(luò)的控制承載造成了很大的阻礙。除此之外，智慧煤礦的設(shè)備群規(guī)模急劇增加，加重了大數(shù)據(jù)分析和信息傳輸?shù)呢?fù)擔(dān)，也對(duì)協(xié)同控制造成了很多影響。目前攻克這一難題的發(fā)展方向有：建立5G信息網(wǎng)絡(luò)、采用分時(shí)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同控制技術(shù)。

2.6 機(jī)器人工作處理技術(shù)

智慧煤礦提倡機(jī)器代替人工，讓機(jī)器代替人工去進(jìn)行危險(xiǎn)的開(kāi)采工作環(huán)節(jié)。目前我國(guó)的機(jī)器人智能化還需要進(jìn)一步的提高，機(jī)器人太依賴于人的維護(hù)，一旦出現(xiàn)故障就會(huì)停止運(yùn)行，影響礦井的開(kāi)采進(jìn)度。針對(duì)這一難題，我們可以積極的發(fā)展人工智能，提高機(jī)器人的“思維能力”和“應(yīng)急能力”。

3 結(jié)束語(yǔ)

智慧煤礦是順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的煤礦革命，也是智能時(shí)代普及社會(huì)的標(biāo)志，智能化開(kāi)采技術(shù)是智慧煤礦的重要標(biāo)志。目前我國(guó)的智能化煤礦開(kāi)采技術(shù)還有很多的不足，我們需要更多的時(shí)間和精力去研發(fā)、完善核心技術(shù)，未來(lái)智慧煤礦一定會(huì)發(fā)展的更好。

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作者簡(jiǎn)介：

高翔，出生年月：1989年10月14日，性別：男;民族：漢族;學(xué)歷（最高學(xué)歷）：大專(zhuān);職稱(chēng)：助理工程師

（作者單位：山西鄉(xiāng)寧焦煤集團(tuán)申南凹焦煤有限公司）