劉昊

（甘肅省地質礦產勘查開發(fā)局第三地質礦產勘查院，甘肅 蘭州 730000）

引言

礦山智能化開采與智慧礦山建設的技術研究與實踐，給礦山企業(yè)轉型和升級提供了發(fā)展思路，礦智能化開采模式是今后礦山工業(yè)的發(fā)展方向。

一、煤礦智能化定義

“智能化”的意思是說，在控制的過程中，能夠體現(xiàn)出精確敏感的感知能力，能夠進行正確的判斷，同時還具備著高效快捷的執(zhí)行能力，能夠自動地對自身所感受到的信息做出分析和判斷、決策以及執(zhí)行，那還能夠主動的進行學習和優(yōu)化。智能化的特點主要體現(xiàn)在：a)能夠準確地感知外界信息并進行采集；b)能夠把采集來的信息進行有效的分析和準確的判斷，并能夠主動去學習和決策；c)它具有能夠進行自主性的判斷以及決策，并能夠按照自己的判斷和決策進行執(zhí)行的功能。煤礦的智能化開采主要是在這個自動化開采系統(tǒng)當中融入到一些能夠自主學習和決策的效果，讓煤機裝備能夠及時地對開采情況進行感知，在感知的過程中并對井下環(huán)境變化和圍巖條件進行采集，還能夠對參數(shù)進行有效的控制，煤礦智能開采的三個要素是：智能感知，智能決策，智能控制。煤礦智能化開采具有能夠進行自動化的學習以及決策的特點，能夠進行自我的感知、分析、控制、修正的作用，那能夠更好地在不同的條件下進行開采，能夠有效地適應不同條件的環(huán)境，適應了開采能力的智能化綜采裝備還能夠有效地結合當?shù)厣a環(huán)境來進行變化，這樣才能夠真正地達到智能化開采的效果，能夠達到在相對有限條件下進行無人化的開采方式。當中，自感知是指對信息進行采集，自分析是指對采集來的信息進行及時的有效的分析，自控制是指對于分析的數(shù)據(jù)來進行有效的決策，并制定控制方案，自修正是指在進行運行時，對參數(shù)進行修正以及控制的工作，能夠及時地適應環(huán)境的變化，而進行修正。自動化是智能化開采的基礎，可以根據(jù)現(xiàn)代的智能理念來達到對礦山信息的采集，并可以進行網(wǎng)絡化的傳輸，然后進行規(guī)范化集成，同時還可以可視化呈現(xiàn)出來，實現(xiàn)自動化操作以及智能化服務的一項系統(tǒng)。

二、礦山智能化開采現(xiàn)狀及存在的問題

在最近幾年，我國的礦山安全生產管理系統(tǒng)發(fā)展地十分迅速，比如，可以實現(xiàn)井下人員定位，還有遠程的監(jiān)控，無人運輸和排水以及通風的系統(tǒng)等，都能夠進行自動化的控制，就連一些人力資源、財務、物資等都能夠實現(xiàn)自動化的發(fā)展，辦公自動化系統(tǒng)也得到很好的利用。由于礦山資源稟賦和開采條件具有多樣和復雜的特點，在開采的過程中，理念方面、技術方面以及管理的水平都不太協(xié)調，使得無人化的開采更加的艱難，還需要對一些關鍵的技術以及裝備進行完善。這樣的具有網(wǎng)絡化，數(shù)據(jù)化，集成化，智能化的“智能化開采”礦山生產模式已經逐步地走向了世界，并引起許多企業(yè)的注意以及重視。我國的礦山智能化開采建設較晚，從以前的沒有到現(xiàn)在的有，已經有了許多的成果，同時還有許多沒有被突破的困難。第一，我國的礦山設備不夠完善，它的自動化以及信息化沒有辦法滿足開采的需求。第二，對于系統(tǒng)的規(guī)劃不夠完善，科研力量沒有辦法集中。第三，缺少大量的科研人才，并且沒有獲得自主的知識產權，沒有辦法達到一個兼容性較強的智能化開采軟件平臺。第四，對于礦山的管理較為傳統(tǒng)，沒有進行創(chuàng)新，模式比較陳舊，沒有很好地進行部門的協(xié)調，沒有辦法達到信息資源共享的效果。第五，沒有結合礦山的實際情況來進行開采，導致“智能化開采”產生盲目性。

三、礦山智能化開采關鍵技術

（一）數(shù)據(jù)采集、建模和分析系統(tǒng)

根據(jù)采用三維激光測量，還有監(jiān)測雷達、微震監(jiān)測、傾斜攝影等一些技術手段，能夠很好地對當?shù)氐牡刭|、采礦、測量等進行信息的收集并管理，又有效地對生產以及管理系統(tǒng)在數(shù)據(jù)庫中進行建立，這樣能夠更好地對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析，同時還能夠實現(xiàn)研究、共享和協(xié)同的目的，能夠利用大數(shù)據(jù)來對產能進行有效的調節(jié)和控制，還能夠利用大數(shù)據(jù)對技術進行優(yōu)化，使得礦山的生產以及安全決策都得到了技術以及數(shù)據(jù)方面的保障。

（二）巷道智能化快速掘進技術與裝備

對煤礦進行開采，其準備工作是需要進行巷道掘進，在這個過程中，會容易出現(xiàn)采掘失調的情況發(fā)生，現(xiàn)如今，大部分的煤礦都是根據(jù)采用單體錨桿鉆機來對煤礦挖掘的進行支護，但是這個支護存在著許多缺點，比如鉆孔效率較低，工作具有復雜性等，這些弊端都會使得鉆機的定位出現(xiàn)問題。就會使得錨桿支護用時過長，導致巷掘進的進度受到阻礙，此外，還存在有裝備不夠先進，工藝水平達不到標準的不良情況，就會使得掘進工作的效率大大降低。如果要想從根本上解決這個問題，就要注意把掘和錨的工作平衡好。

（三）在開采的過程中應用智能探測技術

1.煤巖分界技術。煤鹽分界技術主要是利用單個天線以及多普勒雷達進行脈沖發(fā)送以及對信號進行接收。在工作信號對煤巖層進行接觸的過程中，這個信號會被削弱，然后再反射到發(fā)射區(qū)域中。這樣就能夠有效地對煤層以及巖石層進行有效區(qū)分。在進行判斷時，人們可以按照反射波的波以及它的頻率來對煤、巖石的界面進行有效的判斷，但在一定程度上，透射波以及巖層的厚度會對反射波造成影響。

2.超前探測技術。這技術他具有精確度高、范圍廣的特點。他不需要在進行準備工作的過程中分析物質成分，它能夠在多個條件下進行使用。

結束語

煤礦智能化開采是煤炭產業(yè)轉型升級和煤炭工業(yè)技術改革的核心，煤礦企業(yè)務必緊跟信息時代的發(fā)展步伐，應用信息技術的成果，將數(shù)字化、人工智能、大數(shù)據(jù)等技術應用于煤炭開采過程中，攻關智能化開采核心技術難題，逐步實現(xiàn)煤礦開采全過程的智能化監(jiān)控。