智能自动化2020年第21期
0引言
随着时代的发展，传统开采方式的优势已不存在，想要使企业重新焕发生机与活力，开采技术的创新是关键。传统开采技术需要较多的人力资源，设备维护量较大，采用自动化设备能节省大量的人、物力资源，但是由于煤矿井下开采环境的复杂性，不能及时随作业环境改变而改变开采工艺，灵活性不足。引进智能化技术对开采技术进行创新，使煤炭开采更安全、高效，人力更少，是信息化技术与工业化相结合的具体体现，也是建设发展智慧化矿山的基础。 1智能化开采关键技术路线
煤炭产业的发展可谓历经波折，从最初的人力开采到机械化开采再到当前的自动化开采，产能与效率均得到了巨大的提升，在未来将智能化技术全面应用到煤炭开采中，可以使煤炭开采的效率再一次得到提升。在过去煤炭开采的过程中，采煤机精准定位、煤岩识别等非常困难，严重阻碍了煤炭开采探测的准确性，在一定程度上制约了煤炭企业的发展。信息化技术发展迅速的情况下，煤炭开采智能化趋势明显，在智能化技术中，LASC惯性导航系统、三维激光扫描、红外及可见光双视摄像仪、遥感技术、人工智能等应用，使得煤岩精准开采、识别的难题等问题将逐步被攻克，智能化开采必将推动煤炭产业的现代化发展。
1.1智能记忆截割技术
煤炭智能化开采技术中，智能记忆截割技术占据了重要位置，能够在开采的过程中，通过其内置的高轴编码器和位移型调高油缸等设备对需要开采的区域进行自动化的智能定位，在定位完成后，开始对工作面进行截割。智能记忆截割技术中，最重要的是其“记忆”功能，在使用之前，需要现场工作人员主动控制智能化采煤机进行操作或者通过智能操控平台输入工作面参数，以及轨迹路线数据等，智能化采煤机可以通过其强大的功能进行学习，从而实现智能化的记忆截割。 1.2实时环境监测技术
实时环境检测技术是智能化技术正常运行的前提。煤矿在开采时，需要将采煤机等一系列设备在煤矿井下安装完毕，并对环境进行实况监控。当前，在智能化煤炭开采技术的加持下，可以有效解决此类问题，智能化采煤机通过与井下环境三维激光扫描技术（如澳大利亚Exscan技术）、随采物探技术（如北京天地玛珂UWB 地质雷达技术），固定视频系统、移动红外及可见光双视摄像仪全景视频监控技术等高度融合，对开采环境进行分析处理，自动进行开采。同时管理人员也可以充分了解煤矿开采时的具体环境情况，并且在智能化采煤机误操作时进行强行干预，如在截割过程中，可能会威胁到顶部底板，影响矿道的安全性。环境监测技术通过多种技术的融合，对开采设备的周围环境进行实时监测，并通过通信技术传输到管理部门，使管理人员能够实时监控机器设备的具体情况。实时环境检测技术在煤矿开采中的应用，是开采设备正常行进的前提，是智能化煤炭开采技术的重要基础。
1.3人工远程干预控制技术
随着信息化技术的不断进步，大数据、云计算等技术不断产生，使我国智能化科学技术得到了飞速发展，智能化煤炭开采技术是最具代表性的，也发展较为成熟，但是当前智能化技术仍存在些许弊端，使其自主工作时，可能会出现个别误操作。在智能化开采过程中，需要通过管理人员时刻监控采煤机的工作状态，并在需要时，采取远程干预，及时避免意外情况的发生。目前，我国部分煤矿已应用了现代智能化的煤炭开采技术，并且在其中加入了人工远程控制技术，当前将人工干预与设备智能化相结合，是智能化技术发展的重要阶段，在未来的发展中，可以使煤矿开采更加智能化，推动煤矿产业的整体转型。
1.4设备集中控制技术
针对智能化工作面设备类型多，且通信协议不统一，各子系统间数据交互量大等情况，实施部署了基于一体化集控中心的工作面设备集中控制系统, 实现对工作面所有数据集成、存储、分析和设备自动控制功能。一体化集控中心作为智能工作面“集控大脑”，决定着综采自动化能否成功实施的关键环节。智能工作面集中控制系统通过统一数据接口和协议，实现了综采设备的集中控制，将采煤机、液压支架、刮板运输机、转载机、破碎机等主要设备进行集中控制，将视频监控、音频控制、
煤矿智能化开采技术应用发展与探讨
铸造模具
刘维福
防辐射手机
（神华国能集团有限公司煤炭管理部 北京 100033）
摘 要：随着科学技术的不断进步，我国各领域技术在不断发展，推动着经济持续发展。煤炭是我国至关重要的矿产资源，应用广泛，传统开采技术已不足以适应当前现状。为深入推进煤炭领域供给侧结构性改革，国家出台了一系列相关政
策鼓励推动机械化、自动化、智能化等发展。煤炭智能化技术应用到井下开采，将推动煤炭开采趋于智能化、安全化、无人
化发展，使煤炭产业由劳动密集型向技术密集型转变，为推动国民经济增长做出贡献。本文就煤矿智能化开采技术的创新
应用与发展做出了详细介绍。
关键词：煤矿；智能化开采技术；应用发展；探讨
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网络管理、数据集成等功能融为一体，可全面显示工作面设备的实时运行状态。同时，集控系统可与综采工作面各子系统进行通信，实现对各子系统的监控；通过万兆网络平台，实现与地面调度指挥中心的数据共享和远程监控。
1.5工作面巡检技术
工作面自动巡检小车配套LASC系统，以实现工作面直线度检测和工作面空间三维扫描，并结合已知的工作面地理信息建立煤层的绝对坐标模型，实现依靠煤层模型来指导采煤机割煤。自动巡检小车沿专用轨道平台，采用电池提供驱动力移动，搭载LASC惯性导航系统、三维激光扫描装置、红外及可见光双视摄像仪、无线移动终端等装备，可完成对工作面直线度、水平度检测、工作面精确定位、采煤机运行状态巡检等功能，并通过无线通讯网络实现传感数据准确、快速传输至顺槽集控中心，为数字化割煤提供数据。
1.6以太环网通讯技术
煤矿开采设备通讯，需要研究匹配的以太环网通讯技术来满足工作面网络设备大数据量、高速、稳定的传输要求，为工作面智能化系统建设起到基础支撑作用。以太网通讯技术以千兆综采综合接入器为基础，形成了总体千兆以太环网为主，多个局部以太环网为辅的多种网络结构融合的有线通讯网络平台。通过搭建拓扑结构网络保障工作面有线网络通讯的顺畅，解决了出现一个或者多个网络断点情况
下，单一环网无法传输断点间网络数据的问题，再结合工作面的无线Wi-Fi信号全覆盖，做到互为冗余，为工作面无线通讯设备提供高速、远距离无线接入的网络通讯环境，为智能化工作面进一步接入无线网络设备奠定基础。
2实践中的应用
2.1机架联动开采工艺
在煤炭自动化开采过程中，为减少支架的操作，减少生产期间工作面作业人数，利用支架的红外检测技术与联动技术，设置超前采煤机前滚筒一定的安全距离自动收回护帮板，滞后采煤机尾滚筒合适位置自动拉架，滞后采煤机尾滚筒一定的距离自动打出护帮板，滞后采煤机尾滚筒一定的安全距离自动推溜的支架自动作业工序，实现支架的跟机自动化（安全距离根据工作面顶底板的实际情况进行调整）。例如，在采煤机中增加自动化记忆功能来进行三角煤截割，且在截割过程中，需要液压支架与采煤机协同共进，通过内置信息化设备进行信息数据互传，使其能够将动作连贯在一起，实现连续开采工艺，提高割煤效率。
2.2人工干预远程控制技术
远程控制技术是确保智能化设备能够保持安全、稳定运行的设备，可以在智能化设备工作的过程中对
设备的工作数据进行监测，当采煤机等设备个别出现突发情况时可以进行远程控制。同时，在液压支架跟机自动化控制中融入人员安全感知信息，人员位置感知精度可达到≤0.5米，在精度范围内实现了对巡检人员位置的自动识别、区域支架闭锁，有效保护了人员安全。在智能化采煤系统中，通过软件对设备进行自动监控并建立相关数据库，在设备即将出现误操作时，提前发出预警信号，管理人员在接收到信号后，能够提前对设备进行控制，从而避免问题的发生。
电弧发生器
2.3智能化管理平台
盛德提银机
智能化管理平台是基于互联网技术，通过智能化开采设备与管理系统进行互联，为煤炭开采提供帮助，实现智能一体化信息管理平台。在进行煤矿开采之前，通过智能化的探测设备，能够准确探测出煤炭资源的具体分布情况，大大减小在煤炭资源探测过程中需要消耗的巨大投资；智能化管理平台还可以将煤炭开采、设备的维修养护、技术指导、信息数据等集中在一起，形成弹性较大的管理体系，提高煤炭开采管理的效率。
3智能化开采技术全面应用面临的困难
智能化煤炭开采技术极大地提高了煤炭的开采效率，确保了工作人员的人身安全，推动煤炭产业的现代化进程，为其他产业起到了模范带头作用。煤矿开采智能化是煤炭企业发展的趋势，但当前看来，智能化开采技术全面应用还面临着较多的问题，也使煤矿智能化开采的发展受到了阻碍。
3.1地质条件，科学选型配套
智能化开采技术应用对工作面地质、煤层赋存条件有一定要求。工作面煤层厚度变化较大、工作面倾向坡度较大、走向坡度变化较大、顶板较为破碎、煤壁容易片帮的情况下，都对工作面自动化技术应用有较大影响，造成自动化功能不能连续实现。目前，底层设备的性能及完好状况与自动化、信息化、智能化的要求还不匹配，国产主要设备可靠性仍有待提升。采煤机自动截割程序设置不尽完善，受工作面地质条件和上下部设备布置影响，较难实现工作面三角区的斜切进刀。技术管理人员在进行智能化开采技术的选用时，对不同区域、不同地质条件，选择具有较强针对性的智能化设备，达到选型配套的合理化，使煤炭开采效率达到最大化。
3.2信息化基础设施
互联网是煤炭智能化开采技术的基础，信息化基础设施不完善成为了影响智能化设备推广的关键问题。煤炭智能化设备在煤矿井下的工作过程中，需要通过信息化技术处理将实时数据信息传递至信息中心。其次，智能化开采设备中，通过环境监测技术来实现实时图像监控，确保设备在该环境中工作的可行性。当前，煤矿企业应增大资金的投入力度，完善信息化基础设施，为煤炭开采智能化提供技术支持。
3.3.设备保养
智能化开采技术基于互联网技术，能够通过其程序对煤炭进行自主开采，但智能化设备也需要定期进行维修保养，提高其可用寿命。煤矿井下环境复杂，容易对设备造成一定的影响，如不定期对设备进行维修保养，
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安全隐患进行分析，把当前电梯安全事故有效地与新技术、新材料相结合，实现电梯事故的智能监测与诊断，以提高电梯的安全性能。
3.1建立物联网远程监测平台
现行电梯监控系统采用有线无源网络，数据采集不及时、成本高，难以适应当前电梯智能化的要求。另外，随着无线网络和GSM技术的发展，电梯远程监测系统以其特有的优势实现了电梯数据的实时传输，使维护人员能够及时发现电梯事故，并进行有效的处理。但是电梯的型号众多，安装不够集中，软硬件接口标准也不够统一，且多数电梯制造商都在电梯中部署了电梯管理网，这会降低系统的兼容性和通用性，不能有效监控不同类型的电梯。物联网技术以通信网和因特网为基础，利用各种传感技术，实现大规模数据的分析和处理。对于电梯的无线远程监控，可以通过网络通信协议，利用物联网
技术将电梯开关、电梯运行和停止信号传输到无线网络平台，最后传输到监控服务器终端，并对各种数据进行分类分析，为故障分析提供了具体的理论依据。
3.2智能化诊断电梯故障
节能转轮除湿机
目前电梯故障诊断需要从电梯的多种模拟信号（如速度、温度、电压等）到数字信号（如电梯门的开启、关机和水平调节）进行全面检测。电梯是否已进入，必须由有关人员进行判断和分析。这种方法有很大的局限性，不能对状态异常进行科学的判断。以专家系统、混沌理论和神经网络为代表的人工智能理论的发展，推动了电梯故障诊断的智能化。该系统通过安装在电梯中的传感器收集相关数据，并通过网络串口将数据传送给监控中心，最后传送给数据库，为如人工神经网络智能等维护人员提供了有用的支持。另外，Matlab程序通过神经网络访问错误数据库，读取相关数据，分析和分类实时数据和标准数据，作出科学判断，并将诊断结果输入到数据库，作为下一步分析判断的依据。此外，诊断结果可在监测平台上显示，便于维护人员使用。
4结语
由于电梯控系统具有随机性、不确定性和非线性等诸多特点，常规的控制计算手段无法完全应付，与以往传统的略微单一的计算方法相比，全新的计算方法智能控制技术综合了传统的系统、先进的神经网络系统和模糊系统等诸多优点，充分运用到电梯控系统中，使计算方法更加全面、准确，在实
际应用过程中也日趋成熟，从而更好地为用户提供优质服务。
滴胶标牌
参考文献：
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可能会形成较为严重的安全隐患。当前，自动化工作面管理、技术等人才匮乏，现有一线员工知识和技能水平无法满足自动化开采需要。通过加强科技人才引进、与专业高校建立联合培养机制，发挥院校优势定向培养一线高技术岗位操作人员、建设仿真培训基地等手段，促进队伍整体素质提升，为自动化、智能化发展培养管理、应用人才队伍。
3.4监测、传输和控制可靠性
目前，开采设备监测传输器件可靠性不高，各类传感器容易损坏，使用寿命短。一是支架推移行程检测器件损坏频繁，更换困难；二是采煤机采高测量元件可靠性低，自动截割无法常态化运行；三是工作面开采过程中视频监控系统数据采集困难，信号弱且图像不清晰；四是数据传输缆线防护困难，无线传输方式又受带宽和安全性限制。
4未来发展趋势
目前，我国倡导稳定可持续的发展理念，煤矿开采在未来还有较长一段时期的发展。在煤矿智能化开采技术方面，基于透明工作面的规划开采技术，建立工作面三维模型，建立透明工作面动态信息模型，结合井下高精度导航定位技术，巡检机器人、高清图像采集与识别技术、大数据集成分析处理系统等实现规划开采、无人化开采。基于人工智能、大数据、互联网5G+、云计算技术、构建煤矿井上井下生产链的智能化开采、安全、保障体系，最终形成煤矿完整的智慧系统全面智能运行，科学绿开发的产业链运行新模式。
5结语
随着时代的发展，当前信息化技术发展迅速，煤炭产业作为我国工业中的重点产业，对经济发展、社会进步有着重要贡献，但在当前信息化技术前，其传统煤炭开采技术已较为落后，需要随着时代的发展而转型。目前，矿山智能、智慧建设已成为煤炭工业技术革命、产业转型的战略方向和目标，我们必须紧紧抓住新一代信息技术带来的发展机遇，将数字矿山建设与煤炭安全高效开发和清洁利用技术创新、管理改革相结合，利用新技术创新和改造传统采矿业，开创新的发展模式。本文对煤矿开采技术的创新进行了详细分析，希望可以促进我国煤矿产业的转型，使其能够保持稳定、可持续、高质量的发展态势。参考文献：
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