《煤矿智能化开采技术及其发展》由会员分享，可在线阅读，更多相关《煤矿智能化开采技术及其发展（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、煤矿智能化开采技术及其发展摘要：信息时代的到来，使得社会各行各业相继步入了技术化、智能化、集 成化的发展时代。因煤矿开采成本的增加和国家对于节能减排的政策要求，在煤 矿开采上，如何更好地提升效率，实现产业的转型升级是煤矿开采接下来的重要 研究方向。20 世纪90 年代，部分学者提出采矿智能化的概念，为实现无人化综 合开采做出积极贡献，相应的关键技术也被陆续研究出炉。本文主要对煤矿智能 化开采技术及其发展进行论述，详情如下。关键词：煤矿；智能化；开采技术；发展引言智能化采煤技术通过结合人工智能，以智能采煤机器、智能液压支架等煤矿 挖掘设备为核心，结合远程监控，利用自动控制系统，进行煤矿的开采。这
2、种方 式不仅可以减人增效、节能减排，也能保证采煤安全性，是信息化和工程化相结 合而带来的煤矿开采技术改革和创新，也是推动采矿产业持续发展的又一创举。1 我国煤矿智能化开采状况目前，我国的煤矿开采步入初级智能化阶段，开采工作的开展与国家政策和 国家对于科研力量的投入程度息息相关。近些年，在国家对于技术设备政策和资 金的支持下，我国煤矿智能化开采有了重大进展。2013 年关于加快煤矿开采智能 化、机器人研发、采煤工作面分类技术条件和评价体系等一系列的标准和政策的 发布，极大推进我国示范煤矿和采煤智能化工作的进程，从 2019 年到 2022年， 一些省份陆续推出验收煤矿智能化的方法，在国家能源集团
3、煤矿智能化建设指 南中对煤矿智能化进行初、中、高级的智能化煤矿分类，2021 年 3 月颁布了 智能化煤矿建设指南，提出指导思想、原则和目标、要求和内容。我国 863 计划，将准能露天煤矿和锦界煤矿建设成为数字矿山重点研究和示范项目， 2018 年研发的千万吨级特厚煤层智能化综放开采关键技术及示范，通过对装 备系统和多项技术研究，大大提升生产安全性和行业智能化科技水平。2 煤矿智能化开采技术2.1 薄煤层智能开采工作面煤层透明化地质勘查技术基于工作面透明地质模型结合支架超前雷达、工作面三维激光扫描、巡检机 器人等智能化开采装备，实现了榆家梁煤矿 43101 工作面智能化开采，通过回采 后的每日
4、剖面测量煤层厚度、煤层底板起伏形态与激光扫描识别的煤岩界面、基 础地质数据构建的煤岩界面以及采煤机实际截割曲线的参数对比分析，进而进行 综合评价：（1）基于地质数据构建的透明工作面模型与实际测量的对比虽然存 在一定的差异性，但是精度已经大幅度的提高，能够达到 0.20 米的精度要求， 虽然局部存在较的大误差，都是地质的突变等引起的。（2）在静态煤层透明化 模型的基础上，模型需要不断的根据三维激光扫描以及剖面地质测量的结果不断 的修正、更新模型，最终通过人工智能不断优化，在后续工作面的工程实践中会 有更好的表现。（3）采用该勘查技术体系，实现了对智能开采工作面煤层的透 明化勘查，有效指导工作面采
5、煤机对煤层顶板、底板岩层的切割，提高了综采工 作面煤炭资源的回收率、减少了工作面煤中矸石的含量、提高了薄煤层综采工作 面煤质、降低工作面产生的粉尘、机械设备的损耗、尤其是煤机截齿的损耗，减 少了因矸石的运输、管理、洗选等成本投入，实现了煤矿节能、降本增加效益的 目标。（4）工作面实现智能化开采，大幅降低了井下工作人员的劳动强度，使 工人远离粉尘环境工作。实现工作面智能化减人，大幅度提高了工作的效率和设 计的指导性和准确性。2.2 关于 5G 技术在煤矿智能化的应用5G 技术以能够全新的无线高度融合进技术的特殊优势而得到社会的关注。它 可以让网络技术架构和 5G 技术高度融合，在无线技术领域，全
6、频谱接入、多址 技术和大规模天线陈列技术是5G的关键技术内容。5G技术的使用可以大大提升 网络通信系统性能，具有频谱更宽、更可靠、安全性更高、传输更快、传输量更 大、延时性更低等特点。具体到应用于煤矿智能化中，可以分为如下几个方面： 高精细度的实时定位与应用服务。通过网络切片技术，将煤矿智能化应用物理 空间网格进行切割和划形分成多个虚拟空间，根据对于不同虚拟空间的不同需求 来增强其不同功能，灵活应对煤矿智能化开采应用过程中的网络应用场景。基于 5G 技术优势，实现高精度的实时定位和服务应用，改变了传统的定位系统和传统 传输技术，更能够确保数据传输的及时性。虚拟交互应用。主要体现在虚拟现 实技术
7、和增强现实技术的应用中，颠覆了传统的人机互动方式，让煤矿智能化开 采经过三个阶段的技术变革过程：三维建模和虚拟展示、互动模式和可视化设计 混合现实与云端实时渲染。比如，在混合现实和云端实时渲染阶段，能够对井下 的煤矿资源采取虚拟开采和协同运营的操作。远程实时监控和控制。传统的方 式需要用传感器、路由器、多类型互联网协议，将数据通过传感器汇集到集中控 制中心再到远程控制中心，数据传输的及时性不高，对于井下空间有安全风险的 情况不能采用远程控制系统。2.3 智能化建井我国煤矿智能化发展尚处于初级阶段，煤矿的智能化建井刚起步，行业整体 关注程度不足，需要“政产学研用”全行业共同聚焦研究，加快提升智能
8、化建井 技术水平。要充分结合煤矿智能化发展趋势，明确智能化建井的发展原则、方向 和目标。要坚持市场主导与政府引导，坚持立足当前与谋划长远，坚持自主创新 与开放合作，坚持典型示范与分类推进发展原则。总体目标：实现煤矿建设过程 “有人安全巡视、无人现场作业”。在“十五五”期间，大中型煤矿建设应全面 采用智能化建井工艺，作业全流程达到实时感知、全息互联、智能控制和持续优 化，建井施工工艺显著优化、职工劳动强度大幅度降低、作业环境明显改善、建 井施工实现本质安全。当前主要工作：（1）开展井巷多阶段智能化建井技术体 系、复杂系统模型建立与决策机制的基础理论研究；（2）科学规划智能化建井 的顶层设计，构建
9、多系统协同的智能化建井巨系统；（3）建立智能化建井的体 系框架和技术要求，进行系统规划设计，确保系统性、兼容性、可靠性、安全性 （4）创新融合多学科、多领域、多系统的智能化建井技术与工艺，形成各类矿 山、不同内容的智能化标准体系；（ 5）建立智能化建井的分类、分级评价体系结语近些年来，煤矿开采的深度越来越大，开采所处的井下环境也越来越复杂， 传统的人工控制技术已经无法满足煤炭开采的需求，并且长期采用传统技术还会 导致产率降低，甚至出现安全事故。因此引入综采工作面远程智能化控制系统。该系统在传统技术的基础上有效实现了设备之间的同步运行，使得设备性能达到 最优，并且可以通过总控制台对设备的运行状态
10、和参数进行实时监控，有效提升 采煤机、液压支架和刮板输送机的使用效率。在该系统控制下，设备运行平稳且 性能优异，不仅减少了人力的投入，还在很大程度上保障了煤矿作业和工作人员 的安全。参考文献1 高旭彬综掘工作面远程可视化控制关键技术研究J 煤炭科学技术,2019，47(6)：17-22.2 王国法，张德生.煤炭智能化综采技术创新实践与发展展望J 中国矿业大学学报，2018, 47(3)： 459-467.3 张继兵，李佳佳综采工作面智能化生产系统在淮南矿区的应用J.煤矿现代化，2016(5)： 17-18.4 高有进，罗开成，张继业综采工作面智能化开采现状及发展展望J 能源与环保，2018，40(11)： 161-171.
