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摘要：近年来，社会对节能环保工作的重视程度不断提升，在发展过程中降低传统能源的使用占比，提高清洁能源的使用效率。当前，为满足社会经济发展的需求，煤炭仍然是主体能源之一，同时也是能源结构中的重要组成部分。基于此，以下对煤矿智能化开采技术的创新与管理进行了探讨，以供参考。
关键词：煤矿智能化;开采技术的创新;管理中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：（2020）-07-060
引言
目前在矿井地质和生产条件相对简单、煤层赋存较薄的采煤工作面，采用智能控制的正常作业模式已得到一定的发展和推广应用，但在矿井地质和生产条件相对复杂、大采高厚煤层的采煤工作面，还存在有井下生产作业环境差、煤层赋存变化大、煤壁片帮、煤层底板岩性软、煤壁护帮管理困难、支架拉移精准控制难度大等问题，无法实现工作面智能化常态化应用，亟需进一步研究新的技术方案和开发新的装备来解决。
1智能化开采的技术优势
与传统的综采技术相比，智能化开采的优势体现在两方面。a）煤矿开采效率提高。智能化开采要实现煤矿开采的无人化，所有流程都要实现自动化。这有助于减少人对煤矿生产的干预，极大地提高了煤矿开采效率。传统综采技术的一些工艺流程都还是由人来操作，而人是有生理极限的，很难持续进行高强度开采作业，这使得煤矿开采效率难以得到进一步提升。b）煤矿开采更加安全。由于在开采过程实现了无人化和自动化，使得井下所需工人数量更少，这极大地保障了工人的生命安全。智能化开采时，设备多采用自动化控制或远程控制，对煤矿事故的识别更加灵敏。而且，智能化开采时很多设备都有状态自检系统，当发生故障时就会发出预警，可极大程度上减少机电设备安全事故的发生。采用傳统的综采技术作业时，煤矿工人需要进行三班轮换作业，时差的不断颠倒不利于工人的生命健康。夜班时发生事故的概率要远远比白班高。目前，一些煤矿采用了智能化开采技术，取消了夜班，这极大地保障了工人的生命健康。
2煤矿智能化开采技术的有效创新
2.1实施智慧煤矿物联网技术
为了使煤矿开采技术更加智能化，做出正确的自动化决策，需要保持良好的煤矿开采环境，引入先进的智能化设备。当前，在煤矿开采工作中，已开始使用监控系统，对煤矿生产工作进行全面监督和管控，可起到良好的作用。但由于监控系统的厂家各有不同，每个平台的数据接口有一定的差异性，导致平台间的数据难以实现共享，处理数据时较为独立，没有融合，容易形成信息孤岛，产生数据碎片化现象，不利于煤矿智能化开采模型的构建。基于此，应创新煤矿智能化开采技术，有效应用物联网技术，使数据和数据之间互相连通，打破数据壁垒，增强人员与人员之间的交流与沟通，帮助人员全面了解设备的各项数据参数，为煤矿智能化开采工作奠定扎实基础。
2.2智能化煤矿物联网技术与装备
通过煤矿物联网技术的研发与应用，一方面，它有效地构建了一个能够准确定位井下工作人员的具体位置的感知区域，为发生危险时进行搜救提供了更加有力的帮助;另一方面，煤矿物联网技术通过与云计算和边缘计算的充分结合，促进了设备数据的完美互通。（1）物联网位置服务。物联网位置服务是建立在超宽带定位技术的基础上，并且能够在复杂的工作面上进行操作，可以针对现场的实质情况作出进一步的分析，来精确定位数据的一种算法，并以惯导及激光雷达辅助其进行精准定位，建立一个完善的协同定位平台。该平台能够实现网络自主功能，而且还能够智能化补偿走时与晶振出现的误差现象，实现对设备及操作设备的人员及设备运转速度进行精确的定位计算，以此避免设备在运转中出现碰撞故障，保证设备及人员的安全。（2）物联网云计算服务。互联网云计算是将分布式计算作为基础，并且构建出综合采矿工作面大数据的计算构架，从而得到最标准的算法库，实现综合数据体系的实时分析、聚类，实现主流数据可视化工具的研发并与外部数据实现互交互补。
2.3创新智能化无人开采关键技术
在创新煤矿智能化开采技术的过程中，可充分应用现代科学技术，逐步实现开采工作的无人化模式，真正实现智能化、自动化管理。利用现代机械设备，完善煤矿开采信息系统，通过准确的矿井下定位导航以及图像智能识别技术，实现自动化控制，智能化处理煤矿开采中的各项状况，提高煤矿智能化无人开采技术水平。为实现这一技术形式，应当做到以下几点：第一，加强对工作面三维激光扫描技术的研究，完善矿井下地图的构建工作，可有效应用三维激光扫描仪，红外双视摄像仪、UWB雷达等技术;第二，利用高效的防爆视觉传感器，其具备良好的除尘、去燥、去雾功能，可对采集的矿井下视频、图像进行有效储存;第三，提高综采装备水平，对其进行实时动态监控，了解其运行位置，做好位置检测工作。
3煤矿智能化开采技术分析
3.1松软煤层底板智能控制技术
大采高工作面的综采液压支架相对于其他薄煤层或中厚煤层使用的支架，其整体结构更大，底板比压更大。该矿工作面掘进时采用沿顶留底煤掘进的方式，由于工作面煤层硬度系数较低，煤质较软，在工作面生产过程中经常会出现支架钻底、支架前方堆煤影响移架等问题。（1）煤层底板松软条件下自动跟机移架工艺利用探测感知、视频监控等技术手段对工作面回采过程中出现的底板松软区域进行提前预知，采取多次降架、抬支架底座模仿人工操作的措施，实现在工作面煤层底板松软情况下完成智能化处理，并形成该条件下支架自动跟机移架工艺。
3.2刮板输送机智能化
刮板输送机是综采工作面重要的装煤装置，其智能化有助于提高煤炭运输的速度。刮板输送机的智能化关键在于检测刮板输送机是否与液压支架保持平行，如果不平行，则进行自动校正。从采煤机装置的支撑角度来说，应保证一定的平整性，且需要针对支架之间相对范围、彼此影响的情况加以管控和测定。以规避下滑上窜作为目的，需要科学分析相关刮板运输机设备的定位情况，并加大智能刮板运输机设备的研发力度。
3.3厚煤层智能化综采技术
按照顶层设计、科学规划、分步实施的原则，逐步开展关于大采高智能综合开采技术的研究。参考中厚煤层智能化开采技术成功应用案例的经验和教训，逐步制定出与大采高工作面匹配的智能化技术路线、关键技术和开采工艺，形成“以设备智能运行为主，人工干预为辅”的新智能化生产模式。同时，针对大采高智能化开采技术的难点和特点，不断尝试新技术、新思路，解决大采高智能综合开采技术研发过程中的诸多问题。
结束语
我国煤炭企业的未来发展趋势就是智能化煤矿与智能化开采，将顶层的设计工作做好是进行智能化煤矿与智能化开采的基础，也是重要前提，应坚持正确的原则，合理科学地规划智慧煤矿的总体框架，并建立完善的工作管理体系，同时，结合技术进步，进一步提升各系统智能化水平，构建多产业链、多系统集成的煤矿智能化系统，建成智能感知、智能决策、自动执行的智能化煤矿，使煤炭开采工作的安全系数得到进一步的提高，促进我国煤炭企业更好更快地发展。
参考文献
[1]白耀宗.基于煤矿智能化开采的核心技术探究[J].中国石油和化工标准与质量，2020，40（18）：215-216.
[2]刘峰.对煤矿智能化发展的认识和思考[J].中国煤炭工业，2020（08）：5-9.
[3]李燕平.井下智能化开采技术分析与展望[J].中国石油和化工标准与质量，2020，40（10）：184-185.
[4]刘威.试析煤矿智能化开采技术的创新及管理[J].自动化应用，2019（03）：153-154.
[5]王蒙，郑建国.煤矿智能化开采技术的创新与管理[J].内蒙古煤炭经济，2019（01）：75.
（河南平宝煤业有限公司 河南省 461700）
关键词：煤矿智能化;开采技术的创新;管理中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：（2020）-07-060
引言
目前在矿井地质和生产条件相对简单、煤层赋存较薄的采煤工作面，采用智能控制的正常作业模式已得到一定的发展和推广应用，但在矿井地质和生产条件相对复杂、大采高厚煤层的采煤工作面，还存在有井下生产作业环境差、煤层赋存变化大、煤壁片帮、煤层底板岩性软、煤壁护帮管理困难、支架拉移精准控制难度大等问题，无法实现工作面智能化常态化应用，亟需进一步研究新的技术方案和开发新的装备来解决。
1智能化开采的技术优势
与传统的综采技术相比，智能化开采的优势体现在两方面。a）煤矿开采效率提高。智能化开采要实现煤矿开采的无人化，所有流程都要实现自动化。这有助于减少人对煤矿生产的干预，极大地提高了煤矿开采效率。传统综采技术的一些工艺流程都还是由人来操作，而人是有生理极限的，很难持续进行高强度开采作业，这使得煤矿开采效率难以得到进一步提升。b）煤矿开采更加安全。由于在开采过程实现了无人化和自动化，使得井下所需工人数量更少，这极大地保障了工人的生命安全。智能化开采时，设备多采用自动化控制或远程控制，对煤矿事故的识别更加灵敏。而且，智能化开采时很多设备都有状态自检系统，当发生故障时就会发出预警，可极大程度上减少机电设备安全事故的发生。采用傳统的综采技术作业时，煤矿工人需要进行三班轮换作业，时差的不断颠倒不利于工人的生命健康。夜班时发生事故的概率要远远比白班高。目前，一些煤矿采用了智能化开采技术，取消了夜班，这极大地保障了工人的生命健康。
2煤矿智能化开采技术的有效创新
2.1实施智慧煤矿物联网技术
为了使煤矿开采技术更加智能化，做出正确的自动化决策，需要保持良好的煤矿开采环境，引入先进的智能化设备。当前，在煤矿开采工作中，已开始使用监控系统，对煤矿生产工作进行全面监督和管控，可起到良好的作用。但由于监控系统的厂家各有不同，每个平台的数据接口有一定的差异性，导致平台间的数据难以实现共享，处理数据时较为独立，没有融合，容易形成信息孤岛，产生数据碎片化现象，不利于煤矿智能化开采模型的构建。基于此，应创新煤矿智能化开采技术，有效应用物联网技术，使数据和数据之间互相连通，打破数据壁垒，增强人员与人员之间的交流与沟通，帮助人员全面了解设备的各项数据参数，为煤矿智能化开采工作奠定扎实基础。
2.2智能化煤矿物联网技术与装备
通过煤矿物联网技术的研发与应用，一方面，它有效地构建了一个能够准确定位井下工作人员的具体位置的感知区域，为发生危险时进行搜救提供了更加有力的帮助;另一方面，煤矿物联网技术通过与云计算和边缘计算的充分结合，促进了设备数据的完美互通。（1）物联网位置服务。物联网位置服务是建立在超宽带定位技术的基础上，并且能够在复杂的工作面上进行操作，可以针对现场的实质情况作出进一步的分析，来精确定位数据的一种算法，并以惯导及激光雷达辅助其进行精准定位，建立一个完善的协同定位平台。该平台能够实现网络自主功能，而且还能够智能化补偿走时与晶振出现的误差现象，实现对设备及操作设备的人员及设备运转速度进行精确的定位计算，以此避免设备在运转中出现碰撞故障，保证设备及人员的安全。（2）物联网云计算服务。互联网云计算是将分布式计算作为基础，并且构建出综合采矿工作面大数据的计算构架，从而得到最标准的算法库，实现综合数据体系的实时分析、聚类，实现主流数据可视化工具的研发并与外部数据实现互交互补。
2.3创新智能化无人开采关键技术
在创新煤矿智能化开采技术的过程中，可充分应用现代科学技术，逐步实现开采工作的无人化模式，真正实现智能化、自动化管理。利用现代机械设备，完善煤矿开采信息系统，通过准确的矿井下定位导航以及图像智能识别技术，实现自动化控制，智能化处理煤矿开采中的各项状况，提高煤矿智能化无人开采技术水平。为实现这一技术形式，应当做到以下几点：第一，加强对工作面三维激光扫描技术的研究，完善矿井下地图的构建工作，可有效应用三维激光扫描仪，红外双视摄像仪、UWB雷达等技术;第二，利用高效的防爆视觉传感器，其具备良好的除尘、去燥、去雾功能，可对采集的矿井下视频、图像进行有效储存;第三，提高综采装备水平，对其进行实时动态监控，了解其运行位置，做好位置检测工作。
3煤矿智能化开采技术分析
3.1松软煤层底板智能控制技术
大采高工作面的综采液压支架相对于其他薄煤层或中厚煤层使用的支架，其整体结构更大，底板比压更大。该矿工作面掘进时采用沿顶留底煤掘进的方式，由于工作面煤层硬度系数较低，煤质较软，在工作面生产过程中经常会出现支架钻底、支架前方堆煤影响移架等问题。（1）煤层底板松软条件下自动跟机移架工艺利用探测感知、视频监控等技术手段对工作面回采过程中出现的底板松软区域进行提前预知，采取多次降架、抬支架底座模仿人工操作的措施，实现在工作面煤层底板松软情况下完成智能化处理，并形成该条件下支架自动跟机移架工艺。
3.2刮板输送机智能化
刮板输送机是综采工作面重要的装煤装置，其智能化有助于提高煤炭运输的速度。刮板输送机的智能化关键在于检测刮板输送机是否与液压支架保持平行，如果不平行，则进行自动校正。从采煤机装置的支撑角度来说，应保证一定的平整性，且需要针对支架之间相对范围、彼此影响的情况加以管控和测定。以规避下滑上窜作为目的，需要科学分析相关刮板运输机设备的定位情况，并加大智能刮板运输机设备的研发力度。
3.3厚煤层智能化综采技术
按照顶层设计、科学规划、分步实施的原则，逐步开展关于大采高智能综合开采技术的研究。参考中厚煤层智能化开采技术成功应用案例的经验和教训，逐步制定出与大采高工作面匹配的智能化技术路线、关键技术和开采工艺，形成“以设备智能运行为主，人工干预为辅”的新智能化生产模式。同时，针对大采高智能化开采技术的难点和特点，不断尝试新技术、新思路，解决大采高智能综合开采技术研发过程中的诸多问题。
结束语
我国煤炭企业的未来发展趋势就是智能化煤矿与智能化开采，将顶层的设计工作做好是进行智能化煤矿与智能化开采的基础，也是重要前提，应坚持正确的原则，合理科学地规划智慧煤矿的总体框架，并建立完善的工作管理体系，同时，结合技术进步，进一步提升各系统智能化水平，构建多产业链、多系统集成的煤矿智能化系统，建成智能感知、智能决策、自动执行的智能化煤矿，使煤炭开采工作的安全系数得到进一步的提高，促进我国煤炭企业更好更快地发展。
参考文献
[1]白耀宗.基于煤矿智能化开采的核心技术探究[J].中国石油和化工标准与质量，2020，40（18）：215-216.
[2]刘峰.对煤矿智能化发展的认识和思考[J].中国煤炭工业，2020（08）：5-9.
[3]李燕平.井下智能化开采技术分析与展望[J].中国石油和化工标准与质量，2020，40（10）：184-185.
[4]刘威.试析煤矿智能化开采技术的创新及管理[J].自动化应用，2019（03）：153-154.
[5]王蒙，郑建国.煤矿智能化开采技术的创新与管理[J].内蒙古煤炭经济，2019（01）：75.
（河南平宝煤业有限公司 河南省 461700）