煤矿巷道维修工程中的智能化技术应用

煤矿巷道维修工程中的智能化技术应用

吴兴

陕西陕煤韩城矿业有限公司象山矿井   陕西，韩城  715400

摘要:随着煤矿开采技术的不断进步和智能化时代的到来，煤矿巷道维修工程作为保障煤矿安全生产的重要环节，其智能化水平日益受到重视。本文旨在从专业技术角度探讨煤矿巷道维修工程中的智能化技术应用，分析现有技术的局限性，并提出未来发展方向。通过详细阐述智能感知、智能决策、智能执行等关键技术，结合具体案例，探讨智能化技术在提升维修效率、保障人员安全、降低运维成本等方面的显著成效。

关键词：巷道维修；智能化技术；应用

一、引言

煤矿巷道作为煤炭开采的主要通道，其稳定性和安全性直接关系到整个煤矿的生产效率和人员安全。然而，随着开采深度的增加，巷道围岩应力状态复杂多变，维修难度逐渐增大。传统的巷道维修方式依赖于人工经验判断，存在效率低下、安全隐患多等问题。因此，将智能化技术应用于煤矿巷道维修工程，成为提升煤矿安全生产水平的重要途径。

二、煤矿巷道维修工程现状分析

（一）维修工程特点

煤矿巷道维修工程具有任务繁重、环境恶劣、安全风险高等特点。巷道变形、顶板冒落、底板鼓起等问题频发，维修作业需要快速响应，及时处理。此外，井下空间狭小，维修设备运输和操作困难，对维修人员的技术水平和体力要求较高。

（二）现有技术局限性

目前，煤矿巷道维修工程主要采用人工巡检和局部加固的方式，存在以下局限性：

1．检测手段单一：主要依靠人工目测和经验判断，难以全面准确掌握巷道变形情况。

2．维修效率低：人工维修速度慢，耗时长，影响煤矿正常生产。

3．安全隐患大：井下环境复杂多变，人工维修存在高处坠落、冒顶等安全风险。

4．运维成本高：需要大量维修人员和设备投入，运维成本居高不下。

三、智能化技术在煤矿巷道维修工程中的应用

煤矿巷道维修工程，作为煤矿安全生产的重要环节，其智能化技术的应用正日益受到重视。智能化技术不仅提高了维修效率，还有效保障了人员安全，降低了运维成本。以下从智能感知、智能决策和智能执行三个方面，详细阐述智能化技术在煤矿巷道维修工程中的具体应用。

（一）智能感知技术

智能感知技术是煤矿巷道维修智能化的基石。它通过安装各类传感器和监测设备，实现对巷道变形、应力状态、环境参数等信息的实时监测和采集，为后续的维修决策和执行提供了准确的数据支持。

1．高精度地质雷达探测技术

高精度地质雷达探测技术利用电磁波在介质中的传播特性，对巷道围岩进行非接触式探测。这一技术能够准确识别岩层界面、裂隙分布等关键信息，为巷道维修提供了科学依据。与传统的探测方法相比，高精度地质雷达探测技术具有探测速度快、分辨率高、操作简便等优点。它不受巷道空间限制，能够在各种复杂地质条件下进行高效、准确的探测，为维修工程提供了有力的数据支撑。

2．分布式光纤传感技术

分布式光纤传感技术则通过测量光纤中光信号的传输特性，实现对巷道全长范围内的应变、温度等参数的实时监测。这一技术具有测量范围广、灵敏度高、抗干扰能力强等特点。它能够及时发现巷道变形迹象，为维修决策提供及时、准确的数据支持。通过分布式光纤传感技术，维修人员可以实时掌握巷道的状态变化，及时发现潜在的安全隐患，从而采取有效的维修措施，确保巷道的稳定性和安全性。

（二）智能决策技术

智能决策技术是煤矿巷道维修智能化的核心。它基于大数据分析和人工智能算法，对采集到的巷道变形数据进行处理和分析，自动判断巷道状态，并生成最优的维修方案。

1．大数据分析平台

大数据分析平台整合了各类监测数据，运用数据挖掘、机器学习等先进算法，对巷道变形趋势进行预测分析。它能够评估维修的紧迫性和优先级，为维修人员提供科学的决策依据。平台还可根据不同维修需求，自动生成维修方案，包括加固位置、加固方式、所需材料等详细信息，为维修人员提供精准的指导。

2．智能化决策支持系统

智能化决策支持系统则结合了专家知识和历史案例，对维修方案进行智能优化。它能够根据巷道的实际情况和维修资源状况，动态调整维修方案，确保维修效果最优且成本可控。通过智能化决策支持系统，维修人员可以更加科学、合理地进行维修决策，提高维修效率和质量。

（三）智能执行技术

智能执行技术是煤矿巷道维修智能化的重要保障。它通过自动化设备和机器人技术，实现巷道维修作业的自动化和智能化，提高了维修作业的效率和安全性。

1．巷道维修机器人

巷道维修机器人具备自主导航、智能识别、精准作业等多项功能。它能够在复杂的井下环境中完成支护加固、裂缝修补等维修任务。机器人采用液压驱动、多关节机械臂等先进技术，具备强大的作业能力和灵活性。它的使用可以显著提高维修效率和质量，减轻维修人员的劳动强度。

2．自动化加固系统

自动化加固系统则通过预设程序和远程控制，实现对巷道围岩的自动加固。它可根据维修方案自动调整加固参数和工艺流程，确保加固效果稳定可靠。同时，系统还具备故障诊断和远程维护功能，能够实时监测设备运行状态并及时发现并处理问题。通过自动化加固系统，维修人员可以更加高效、准确地进行加固作业，提高巷道的稳定性和安全性。

四、典型案例分析：某煤矿巷道智能维修项目

（一）项目背景与目标

该煤矿巷道由于长期开采和地质条件的变化，出现了严重的变形和破损问题，严重影响了煤矿的安全生产。为了提高巷道维修效率，降低运维成本，煤矿决定引入智能化技术进行巷道维修。项目的主要目标是实现巷道的全方位监测，自动生成维修方案，并实现维修作业的自动化和智能化。

（二）技术应用与实施方案

为了实现项目目标，该煤矿采用了高精度地质雷达探测技术和分布式光纤传感技术，对巷道进行了全方位监测。高精度地质雷达探测技术利用电磁波在介质中的传播特性，对巷道围岩进行非接触式探测，准确识别了岩层界面、裂隙分布等关键信息。分布式光纤传感技术则通过测量光纤中光信号的传输特性，实现了对巷道全长范围内的应变、温度等参数的实时监测。

在监测数据的基础上，该煤矿利用大数据分析平台对监测数据进行处理和分析。平台整合了各类监测数据，运用数据挖掘、机器学习等算法，对巷道变形趋势进行预测分析，并自动生成了维修方案。维修方案包括了加固位置、加固方式、所需材料等详细信息，为维修人员提供了精准的指导。

在项目实施过程中，该煤矿还采用了巷道维修机器人和自动化加固系统，实现了维修作业的自动化和智能化。巷道维修机器人具备自主导航、智能识别、精准作业等多项功能，能够在复杂的井下环境中完成支护加固、裂缝修补等维修任务。自动化加固系统则通过预设程序和远程控制，实现了对巷道围岩的自动加固。

（三）项目成果与效益

项目完成后，该煤矿巷道维修效率提高了50%以上，运维成本降低了30%左右。智能化技术的应用使得维修人员能够更加科学、合理地进行维修决策和执行，提高了维修作业的效率和质量。同时，智能化技术还减轻了维修人员的劳动强度，改善了工作环境，提高了煤矿的安全生产水平。

此外，该项目还为煤矿带来了其他方面的效益。例如，智能化技术的应用提高了煤矿的信息化水平，为煤矿的数字化转型奠定了基础。同时，项目还培养了煤矿自己的智能化技术团队，为煤矿的可持续发展提供了人才保障。

此煤矿巷道智能维修项目是一个成功应用智能化技术的典型案例。该项目充分展示了智能化技术在煤矿巷道维修工程中的巨大潜力和实际应用效果，为煤矿的安全生产和可持续发展提供了有力支持。

五、结论

煤矿巷道维修工程中的智能化技术应用是提高煤矿安全生产水平的重要途径。通过智能感知、智能决策、智能执行等关键技术的综合应用，可以显著提升维修效率、保障人员安全、降低运维成本。未来，随着技术的不断进步和应用的不断推广，煤矿巷道维修工程将迈向更加智能化、高效化的新阶段。

参考文献

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