煤矿智能化最新技术进展与问题探讨

煤矿智能化最新技术进展与问题探讨

曾清华

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摘要：现阶段，我国煤矿智能化建设呈现加速推进的态势，煤矿工业的发展对经济现代化建设做出了不小的贡献,但随着科技能力的日益增强,煤矿生产的信息化和智能化仍然是我们所关心的主要问题,同时更多的中国煤矿企业也关注于自身煤矿生产的信息化与智能化工作,为此,就煤矿信息化和智能化的技术问题展开探索,期望能够进一步提高中国煤矿企业的信息化和智能化工作的技术,从而推动中国煤矿工业的健康发展。

关键词：煤矿智能化；最新技术进展；问题探讨

引言

面对当前碳达峰碳中和国家发展战略目标、错综复杂的国际局势、社会高质量发展的需求、全国工业制造业智能化发展浪潮，以智能、绿色、低碳为发展主题的煤矿智能化是实现煤炭行业高质量发展的必由之路和核心动力。煤炭企业要顺应发展大势，走优化产能、高质量发展之路，持续推进煤矿智能化建设，总结归纳当前存在的主要问题，探索未来的发展方向与趋势，牢牢把握煤炭企业保持竞争力、高质量发展、转型升级的关键核心。

1煤矿智能化建设的重要意义

1.1加快智能化建设是煤炭工业发展的必然趋势

习近平总书记多次强调，要坚持以人民为中心的发展思想，坚持人民至上、生命至上，努力让劳动者实现体面劳动、全面发展。煤炭行业作为传统高危行业，工作环境差，劳动强度大，灾害威胁严重，保障矿工生命健康任务艰巨、责任重大。而智能化建设是煤炭行业转型升级的核心路径，是促进矿井安全高效发展的有力保障。进煤矿智能化建设，可避免职工直接面对灾害事故风险，减少人员误操作，大幅消除安全生产隐患。近年来，国家大力推进煤矿智能化建设，印发《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，将煤矿智能化发展写入《煤炭法》修订草案，纳入国家煤炭工业“十四五”规划，明确了我国煤矿智能化的发展方向，吹响了我国煤矿智能化建设的号角。在近几年的煤炭保供中，以智能化煤矿为代表的大型先进矿井，生产运行各系统全面升级，安全高效的优势充分显现。可以说，加快推进煤矿智能化建设，是大势所趋、势在必行、不推不行。

1.2推进智能化建设是集团矿井安全高效发展的客观要求

煤矿地质条件复杂、自然灾害严重、危险岗位多、安全风险大，“苦、脏、累、险”岗位依然存在。在生产效率方面，随着采深逐年增加，生产环节多，井下系统复杂，用人多、成本高、效率低问题突出。以个别矿井为例，巷道总长近130公里，运输皮带70部、总长达33.5公里，严重影响生产效率。在作业环境方面，煤矿职工常年在高温高湿的井下工作，作业环境差、劳动强度大、粉尘污染重，严重影响职工身体健康，迫切需要通过科技和智能化手段改善井下作业环境，最大限度地减少高危岗位人员数量，让职工工作得更加安全、更加体面、更有尊严。

2煤矿智能化建设存在的主要问题

2.1高精尖技术装备保障不足

一是地质保障能力不足。地质勘探技术的探测精度及探测范围无法充分满足智能采掘、灾害治理等地质数据要求，同时地质信息与采掘工程数据的融合联动技术尚不成熟，导致透明地质“不透明”，制约着其他智能化系统的效能发挥。二是井下无线通信技术不成熟。受限于井下特殊的工作环境，无线基站传输距离远低于地面，每隔200～300米便需布置一台基站，导致井下基站设备数量多、安装维护工作量大，同时井下5G应用处于初步阶段，存在各终端设备间数据标准不统一、应用场景匮乏等问题。三是各智能化系统兼容协同难度大。煤矿智能化涉及设备、技术、厂家种类繁多，各子系统间因受技术、商务利益等多重因素影响，存在数据协议不一致、权限开放难度大等问题，导致数据兼容、网络兼容、控制兼容及业务兼容效果不佳，阻碍矿井智能化整体建设效果及进展。

2.2复杂地质条件适应能力差

智能化系统在简单地质条件下应用效果较好，但在复杂条件下难以发挥出理想的效果。目前，综采工作面端头及超前支架与工作面设备联动、工作面自动找直调直、各设备协同控制等功能不完善，制约着复杂条件下的应用效果，智能化采、掘技术更适用于煤层赋存条件简单、地质结构稳定的工作面，面对复杂多变地质条件的自适应调整能力有待提升。

3煤矿生产智能化发展策略

3.1煤矿轨道运输智能化监控和调度系统

从当前角度来看，煤矿轨道运输的自动化控制与信息资源共享，已成为中国轨道运输控制与调度体系未来的发展趋势。具体表现是把现代化贯彻于整个轨道运输监管和调度体系，建立完整的轨道运输监管与调度系统，研究建立适应煤矿井下道路运行情况的现代化矿井道路运行监管系统。以实时的机车监测与信号识别系统为基础，通过合理可行的技术方式，对轨道运输路径实施优化选取与区间闭锁，以确保轨道交通运输安全与机车获取的实时性。利用大数据分析平台，整合了轨道运输的影像采集，完成对轨道交通运输信号的智能分类与预警。智能化系统会在对数据作出反应的同时，将这些分析结果提交至系统客户端，从而对信息进行记录与分类。煤矿道路运输的优化，可归纳为货运起点停放区与若干个货运终点站采区工作面，根据运送货物的数量对停靠点与采区内工作面作出最短的路线优选。如果采区工作面所需要的货物均较多，则应该分别安排进行运送，但若几个采区工作面所需要的货物均较少，应在符合的承载条件基础上寻找最短路线，用尽可能少的机车将货物运输至几个采区工作面。轨道运营优势的基础是具有安全高效的轨道交通运营控制与调度监管体系，能够对选择的最优化路径做出反应。

3.2加大科技创新

煤炭企业要和高校、科研院所、装备制造企业组建科研创新联合体，推动工业互联网、人工智能、大数据、云计算等新技术与煤矿生产技术的深度融合，加快突破透明地质、数字孪生、煤岩识别、掘支锚运自主作业、盾构掘进、智能穿爆、井下作业机器人、智能化长距离带式输送机运输、高精度导航定位、装备群协同控制、灾害大数据分析与预警等煤矿智能化关键核心理论和技术瓶颈，加大国产零部件、国产芯片、国产操作系统及工业软件在煤矿智能装备研发中的推广应用力度，提升煤矿智能化建设自主可控能力，加快科研成果转化，扩展产学研用合作的深度和广度。

3.3强化队伍建设

加大与科研院所联合培养本科生、研究生的力度，培育一批理论基础扎实、实践能力强、具有创新精神的煤矿智能化人才。对于煤矿智能化建设关键岗位人才，有计划引进或重点培养，持续提升职工专业技能，努力培养一批智能化技术专家，形成专业技术带头人效应，用“人员素质”换取“人员数量”。大型煤炭企业要根据智能化建设程度的不同，区别劳动密集型与高度智能化条件下的用工薪酬激励政策，实现智能化建设与优化劳动组织的双促进。特别是可以利用大型煤炭企业装备板块资源，与国内先进通信厂商、设备厂商合作，丰富大型煤炭企业在煤矿智能化建设上的技术储备，在研究探索过程中完成技术人才储备。建立健全煤矿智能化专业人才培育与考核评价机制，构建线上线下相结合的煤矿智能化培训及考核体系，探索设立智能装备工程师、智能装备运维技师等专业型、技能型人才晋升通道，建立高水平矿山智能化运维队伍。

结语

目前，矿井智能、智慧开发已经成为中国煤矿行业科技改革、工业变革的重要目标和重点，企业必须紧紧抓住新技术所产生的巨大发展机会，把数字矿井发展技术与现代煤矿的安全有效发展和资源清洁利用新技术、管理模式的研究相结合，运用信息化创新技术来改变中国传统采矿业，以开创新的经济发展方式。

参考文献

[1]马瑞.煤矿矿井通风安全管理与智能化应用[J].科技创新与应用，2020（23）:184-185.

[2]赵龙龙.煤矿智能化综采工作面系统设计与应用探讨[J].江西化工，2020（3）:412-413.