煤矿智能化总结17篇煤矿智能化总结 浅谈今后智能化在煤矿中的发展应用 关键词：矿山、智能化、安全、技术应用 摘要： 随着我国煤炭行业的逐步摸索与发展，从最初的炮采下面是小编为大家整理的煤矿智能化总结17篇,供大家参考。
关键词：矿山、智能化、安全、技术应用
摘要：
随着我国煤炭行业的逐步摸索与发展，从最初的炮采、普采到综采，从被动支护到主动支护，都在一步步革新且都离不开我国煤矿一代又一代人的经验总结以及我国科学技术水平的不断提高与技术研发。国家安全监管总局提出的在重点行业领域开展“机械化换人、自动化减人”科技强安专项行动，以机械化生产替换人工作业、以自动化控制减少人为操作，可大幅提高煤矿企业安全生产水平。
关键词：矿山、智能化、安全、技术应用
1、煤矿智能化现状及今后发展的意义
我国煤矿智能化发展起步较晚，在过去，我国煤炭行业主要依靠生产要素的持续大量投入来实现发展，属于粗放式的发展方式，不仅造成了人力资源的极大浪费，也对生态环境造成了严重破坏，与当今社会倡导的高质量可持续发展理念不甚相符。进入新时期，煤炭行业需要融合工业物联网、人工智能、智能装备等新技术实现智能化转型，不断提升本质安全、减员增效、节能降耗以适应社会经济发展的新常态。煤矿生产各环节将逐步实现远程控制，各系统设备操控将由井下转移到地面，煤矿日常生产将主要依靠智能操控中心、智能技术支持中心和智能运维队伍协作完成，实现煤矿由“高危生产”向“本质安全”转变、由“规模产量”向“质量效益”转变、由“劳动密集”向“技术创新”转变、由“传统开采”向“智能开采”转变，从而实现煤炭行业的高质量发展。煤矿智能化有利于提高生产效率、实现精准勘探，还能够延伸煤炭企业产业链，打造煤矿智能装备和煤矿机器人研发制造等新产业。开展煤矿智能化建设是贯彻落实“四个革命、一个合作”能源安全新战略的重要举措。
2、煤矿智能化示范矿井建设状况
随着从国家统一部署及地方推进智能化的建设要求，现智能化建设已成为当前建设热潮，且已在一些煤矿得到了很好的应用，如大柳塔煤矿、塔山煤矿等。现在神东、宁煤等公司成功实施了智能化采煤工作面11个，减少岗位工108人。全面开展煤矿智能化和煤矿机器人研发及推广应用，已完成研发开始现场试用的煤矿机器人项目11项，包括：综采工作面巡检机器人、综采工作面激光扫描机器人、主运输巡检机器人、变电所巡检机器人、水泵房巡检机器人、钻锚机器人、喷浆机器人、捡矸机器人、管路抓举、钻孔机器人、掏槽机器人等。
3、煤矿智能化发展存在的问题
一是关键核心技术仍需突破，比如煤岩识别、高可靠智能传感器、支护自动化等技术。二是重大装备研发生产能力有待进一步提高，矿山装备原始创新能力不足，特别是露天采矿使用的大型装备不少依赖进口。三是标准、规范建设仍需推进，智能化设备接口不够统一。四是技术性人才存在缺口。五是地面的智能化水平处于初级阶段。六是各省要求及推进进度不同，部分煤矿企业对智能化认识不够。
4、煤矿智能化发展存在问题的解决举措
4.1为了更好的提高智煤矿能化技术水平，就必须产学研用相结合。产学研用相结合是稳步推进智能化矿山建设的核心关键。当前，我国智能化矿山建设刚刚起步，在基础理论和技术方面的研究还不够深入，智能化技术对环境和工艺的适应性差，部分关键技术还没有得到根本解决，特别是恶劣环境下的可视化、复杂条件下的自感知技术等难题亟待解决。需要通过建立产学研用四大创新主体协同作战的合作体系和创新机制，形成创新资源的协同效应和科技研发的规模效应。深度融合人工智能与采矿工艺技术，智能化矿山建设以“网络互联互通、数据共享交换、信息融合安全、功能协同联动、能源节约利用”为方案设计的总原则。在智能化煤矿顶层设计和建设中，要遵循“打通信息壁垒”“铲除信息烟囱”“消除信息孤岛”“避免重复建设”的技术方法，同时将人工智能与采矿工艺技术深度融合，让智能化更好地替代人类工作。
4.2人才队伍是智能化矿山建设行稳致远的根本保障。
智能化矿山建设离不开持续的技术革新，更离不开强有力的人才队伍。一方面，要借助“外脑”，借鉴成熟经验，全力开展技术革新。
另一方面，要不断强化内部人才队伍建设，逐步构建体现智力劳动价值的薪酬体系和技术要素参与的分配机制，引进、吸纳、留住更多的核心人才。同时，要立足现有人才，依托重点工程和重大科技专项，通过校企合作、订单式培养，全面开展创新型人才素质提升工程、专业技术人才知识更新工程、技能型人才培养培训工程，培养造就一支数量充足、结构合理、素质较高、满足行业发展需要的专业技术人才队伍。
4.3推进智能化矿山建设必须坚持理论和实践的辩证统一。
当前，企业智能化建设处于探索实施阶段，只有坚持实践第一的观点，不断推进实践基础上的理论创新，再用新理论去指导实践，才能确保智能化矿山建设的步伐更稳、更实。只有着力提高原始创新能力、集成创新能力和引进消化吸收再创新的能力，才能确保智能化矿山建设顺利推进。要树立实践观点和问题导向，做到理论与实际相结合。智能化矿山建设是一个逐步实现、持久完善的过程，必须以企业现有基础为起点、从自身实际需求出发，在学习中完善，在实践中提升。
5、结语
总之，智能化煤矿建设是安全、绿色、智能、高效开采的发展主流，是推动经济社会安全发展的迫切要求，是适应经济发展新常态、加快建立安全生产长效机制的必然选择。智能化开采势在必行，“煤矿升级转型智能化”、“装备替人”已是大势所趋。通过智能化建设充分达到“无人则安、减人促安”的真正本质安全型矿井。
参考文献
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2、唐恩贤，张玉良，马骋.煤矿智能化开采技术研究现状及展望[J].煤炭科学技术，2019,47（10）:111-115.
3、葛世荣，郝尚清，张世洪，等.我国智能化采煤技术现状及待突破关键技术[Ｊ].煤炭科学技术，2020，,48（7）:28-46.
分析
摘要：近几年来，基于我国科学技术的高速发展以及社会市场的需要，进而就研发出了智慧煤矿与智能化开采技术，这使得煤矿开采的工作效率大幅度提高，同时也使得以往在开采过程中所存有的问题得到了有效的处理。此技术充分结合了其他先进技术，从而创建了一个自动化、安全且高效的生产模式，这在一定程度上也推动了我们国家煤矿行业的进步。还有就是，此项技术在研发过程中，能够实时监控煤矿生产各个工序，并及时发现其中也许会存有的故障，然后提醒相关负责人员对其进行处理，使得生产事故的发生率大幅度减少，煤矿资源损耗也减小了很多，让企业经济效益大大提高，同时也保障了生产人员的安全。
关键词：智慧煤矿；智能化开采技术；发展方向；经济效益
引言：一直以来，煤炭是我们国家经济发展不可缺少的一种能源。基于社会的进步，对于能源要求也逐步提高，使用量增多，故而社会上对于采矿技术的要求也日益提升，从而其技术研发也成为了工业研究的重要课题，目的就是为了让煤矿的开采效率以及运用率得以提升。智能煤矿和智能采矿技术是进行研究的重点。所以，这篇文章主要就是对此项技术未来的发展趋势做一个简单的介绍与分析，致力于使得行业的生产经济效益得以提升。
1智慧煤矿技术架构
优异的智慧煤矿顶层设计是能够有效地确保智慧煤矿建设朝着正确的道路发展。智慧煤矿需要创建一个标准体系以及一条高速数据传输通道，从而组建为一个大数据应用中心以及业务云服务平台，并根据业务的差异性来划分出多个部分，根据情况来开展服务工作。其总体架构包括8大智慧系统：①地下精准定位导航系统；②随掘随采精准探测地质信息系统；③智能快速掘进和采准系统，矿井通风、供排水、主副运智能系统；④工作面智能开采系统；⑤危险源智能预警与灾
害防控系统；⑥矿井全工位设备设施健康智能管理系统；⑦煤矿地面分选运销与生态建设智能系统；⑧煤矿物联网综合智能管理系统。智慧煤矿智能系统设计建设的基本原则是要以网络融合安全、信息互联互通、数据共享交换、功能协同联动为智慧煤矿实现物联网全部功能的总原则。在智慧煤矿顶层设计和建设中，遵循“打通信息壁垒”、铲除“信息烟囱”、消除“信息孤岛”、避免“重复建设”的技术方法，要遵循采矿规律，实现人工智能与采矿工艺技术深度融合。在智慧煤矿之中，智能开采是其中必不可少的一部分，他主要包含有如下三个部分，也就是智能感知、决策以及自动控制。智能开采和其他开采方式的主要差异就是设备有一定的自主学习以及自主决策功能。基于上述功能，使得此系统能够有效的感应生产环境的变化，从而才能够展开智能化开采工作，在特定情况下，能够进行无人开采[1]。
2技术发展
智能化开采技术所包含的内容有很多，例如：精准定位系统技术、现场环境检测技术、数据分析技术、视频监控技术等方面，因此，在智能化开采技术发展的过程中，需要对各个方面进行综合性的考虑，这样才能形成一体化的发展，实现良好的经济效益。
2.1精准定位系统技术
在进行煤矿开采时，要想保证开采工作能够根据原计划方案有序进行，同时还能够安全开采，那么，能否准确定位在其中就显得尤为重要了。在开采的时候，基于煤矿开采场地周边环境都比较繁杂，电磁信号可能无法有效的接收到，基于此状况，就使得定位导航的精准性不高。随意，在研发精准定位系统技术时，在结合使用GIS信息定位系统的前提下，还应用了其他优秀的技术，比如：繁杂磁场环境之中的导航技术、井下高精度定位技术还有导航避让技术等，如此就促使定位系统技术精确度得以提升，让开采工作有序完成，经济效益也大幅度提高[2]。
2.2现场环境检测技术
因为煤矿开采的地方地理位置以及周边环境都比较繁杂，周围土壤湿度较大，如此就使得其开采工作受到干扰，甚至还会使得发生安全事故。但是，在研发智
能化开采技术时，基于现场环境检测技术之中所存有的环境检测以及振动探测等功能，他能够有效的辨别出现场所存有的不正常情况，同时，再把所收集的数据资料传送至调度中心，如此就使得其开采工作的安全性得到提高。还有就是，此项技术对于各个技术间所有功能所存有的联系性相当重视，这在一定程度上也使得其准确性得到保障，从而推动着此技术被运用到环境繁杂的开采工作之中。
2.3数据分析技术
在智能开采技术之中另一个不可缺少的部分就是数据分析技术，因为智慧煤矿是由多个系统构成，故而在现实应用之中，其操作以及技术平台都需要巨大的数据资料支持。还有就是，在使用数据分析技术过程中，他是运用传感器来收集所需的数据以及信息，然后再对其进行分析，从而总结得出煤矿开采的主要规律，如此，在以后的开采工作之中，结合实际情况，将此规律运用到其中，让煤矿开采效率得到提高。除此之外，采用数据分析技术能够有效地协助工作人员实行其他任务，使得其工作变得更为便捷，还有其中所存有的问题也能及时处理[3]。
2.4视频监控技术
虽然我们国家煤矿业在发展时，国家给予了巨多资金以及技术设备的支持，不过仍然存在些许问题，使得其生产效率受到干扰。然而，通过利用视频监控技术可以通过利用指挥中心的视频监控系统，对煤层倾斜角的变化进行实时监测，时刻分析其生产情况，这样一旦发生任何的意外可以得到有效解决，进而降低安全事故的产生。同时，利用视频监控技术可以了解煤矿开采现场的具体情况，并且通过传感器的运转情况进行实时勘察，保障各项工作开展的有效性，提升其生产效率，实现良好的经济效益[4]。
3发展的主要方向
发展智能煤矿和智能采矿技术的主要目的是将各种技术形式融入其中，逐步完善智能化，自动化采矿方式，取得良好的经济效益和生产效率。以下是对智能煤矿和智能采矿技术发展方向的分析和解释。
（1）实际上，在智能煤矿和智能采矿技术的发展中，已经根据煤层的地质条件和现状发展了相对较高的检测技术、分析技术和监测技术。根据煤矿开采情况，制定采矿计划，以确保所有任务顺利进行。同时，使用各种先进技术可以有效降低成本，查明危险区域和生产缺陷，并避免各种异常现象[5]。
（2）针对特定，复杂的生产现象，可以自动识别智能煤矿和智能采矿技术，可以有效地实施统一的远程控制操作，并可以加强不同国家的设备连接以提供情报。
（3）使用智能煤矿和智能采矿技术还可以减少煤炭资源的大量消耗，实行环境友好的运营模式，并鼓励煤炭工业呈现健康，可持续发展的模式。此外，在发展智能煤矿和智能采矿技术方面，可以相应地调整工地条件，及时纠正异常现象，减少事故发生次数，确保安全生产方法的实施。
总结：智慧煤矿与智能化开采是煤炭工业现代化的必然趋势，做好顶层设计是智慧煤矿与智能化开采健康发展的重要保证基础，坚持正确的原则，科学规划智慧煤矿的总体架构，建立完善的标准体系，是智慧煤矿与智能化开采技术发展的重要保证。本文简要介绍了智能煤矿的相关内容，并从不同的角度和方向分析和概述了智能煤矿和智能采矿技术的发展方向。以此证明智能煤矿和智能采矿技术是最重要的。采矿技术的实用性及其实际效果使该行业向环境无害和健康的方向发展，并取得了良好的经济效益。
参考文献：
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[5]王国法,杜毅博.智慧煤矿与智能化开采技术的发展方向[J].煤炭科学技术,2019,47(01)：1-10.
摘要：随着煤矿开采成本的增加和国家节能减排的推进，煤矿开采进行转型。减人提效和实现产业升级是煤矿可持续发展的必经之路。在这种背景下，煤矿智能化开采应运而生。在对煤矿智能化进行概述的基础上，探究了煤矿智能化发展过程中技术，并对未来较长时间内煤矿智能化开采技术的发展进行展望分析，旨在为不断提高我国煤矿智能化开采技术的研究水平和应用水平带来更多的参考和借鉴。
关键词：煤矿智能化;精准定位;环境检测;数据分析;视频监控
引言
在煤矿开采过程中引入智能化技术，有效地促进了我国煤矿企业逐渐向着技术性人才过渡，提高了煤炭行业的经济效益，保证了煤炭质量。目前我国在煤炭开采中智能化使用中缺乏一定的概念意识、关键技术的不足等多种因素的影响，使得智能化无法在煤炭开采中得以有效运用。
1煤矿智能化概述
在煤矿开采过程中引入智能化技术，有效地促进了我国煤矿企业逐渐向着技术性人才过渡，提高了煤炭行业的经济效益，保证了煤炭质量。目前我国在煤炭开采中智能化使用中缺乏一定的概念意识、关键技术的不足等多种因素的影响，使得智能化无法在煤炭开采中得以有效运用。术、传感技术、自动化技术以及其他各项技术融为一体，形成更加标准、更加完善、更加一体、更加健全的覆盖煤矿产业链全过程的全面感知体系，形成煤炭资源开采的全数据传输通道，是为煤炭资源开采的数据传输、应用分析等提供数据支撑的服务平台。煤矿智能化将大数据信息技术、物联网技术、人工智能技术、计算机网络技术等多项先进的科学技术融为一体，使煤炭资源的开采过程更加自动化、智能化和科学化，实现煤炭资源开采过程的全过程管控与全流程控制，使煤炭资源的开采效率能够得到大幅度的提升，也把发生安全事故的可能性降到最低，保证煤炭资源开采的安全性，
为煤炭资源开采企业提供更有力的安全保障，也为煤矿生产企业提升经济效益和市场竞争力提供支持。
2煤矿智能化开采技术发展现状
2.1精准定位系统技术
在煤矿智能化开采过程中，精确定位系统技术是提升智能化程度的重要手段。为了能够按照预期生产计划推进各项工艺流程，实现煤炭资源的安全生产和高效开采，必须做好准确的煤炭资源的定位工作。在整个煤矿资源的开采过程中，由于开采现场环境较为复杂，井下空间较为狭窄，地上地下空间的电磁信号连接和接收性能相对较差，在该类特殊的环境条件下，实现地面空间和井下空间数据的精确定位与导航的难度大幅度提升，因此，发展精确定位系统技术尤其必要，在融合GIS信息定位的基础上，利用GPS卫星定位技术、遥感定位技术等多项先进的科学技术，结合复杂磁场环境空间的导航技术、局部定位的芯片导航技术、井下空间高速无线通信技术甚至是煤矿井下空间高精度定位技术等诸多技术，各技术强强联合，保证定位系统得到的最终数值更加精确科学，以此顺利开展煤矿资源开采的各项工作，保证煤矿企业提高经济效益。
2.2采煤机记忆切割技术
采煤机记忆切割技术能够实现采煤机在工作面对煤层的自动化切割。当工作人员操作采煤机割煤时，采煤机控制器会记录割煤参数并进行存储用以进行采煤机的智能化运行，智能化运行时，采煤机按照工作人员进行人工操作时的路线来进行割煤，当工作面地质条件发生变化时，工作人员可以就地或远程干预控制采煤机切割。由于煤矿井下地质条件复杂，系统记忆的切割路线会被干扰，采煤机无法正常运行，需要对路线重新记忆否则无法使用。同时，采煤机根据切割路线切割顶底板的煤时，会与顶底板岩石发生接触，但常常为提高采出率，往往会不采用人工操作的方式而是直接对煤层进行切割，容易造成截割齿的损坏。
2.3现场远程控制技术
在实际煤矿开采过程中利用现场场景远程控制技术，实现对开采面的实际情况进行呈现以及控制，为工作人员对现场进行动态化观察和分析提供技术基础，远程控制技术的实施有效地解决了开采设备异常的问题，当发现开采设备与轨迹脱离的现象时，就可以采用远程操作的方式，实现及时的控制。例如，在煤矿开采过程中出现液压支架不合理以及采煤设备出现问题的情况下，可以利用远程操作的方式来解决现场工作存在的问题，将现场场景智能化捕捉技术、追踪技术等进行有效结合，提高远程操作的实施效果，实现了现场智能化控制。需要注意的是，在使用现场场景远程技术的过程中，要不断地进行探索分析，总结工作经验，树立正确的操作意识，促进智能化开采模式的进一步完善。
3煤矿智能化开采技术的发展展望
就未来一定时期内煤矿智能化开采技术的发展而言，煤矿智能化开采技术主要向智能装备技术、智能导航技术、智能机器人技术、三无开采技术、智能掘进技术等方向发展。就智能装备技术而言，由于煤矿资源开采环境特殊，必须进一步推进井下空间高速率的无线网络通信技术的进一步发展，推进煤矿资源快速高效甄别技术的应用，推进煤矿资源自动化技术的研究，进一步提高煤矿井下空间网络体系的构建水平，不断增加井下网络空间的信息传输速度，优化煤矿智能装备的整体性能，保证煤矿开采智能装备的实用性和科学性。就智能导航技术而言，在煤矿资源的井下开采过程中，应不断加强计算机网络技术和导航技术的强强联合，通过对煤炭资源采掘技术的实时定位，不断增强煤矿开采工作面的管理能力，不断提高煤炭资源三维空间的定位水平，提高对煤炭资源设备的智能化管控力度，最大限度在煤炭资源开采过程中做到对设备的安全监管和高精度的空间定位。就智能机器人技术而言，在煤炭资源的开采过程中，工作面的运营与维护管理是煤炭资源开采不可避免的重要内容。
结束语
总而言之，煤矿智能化发展是不断提高煤矿机械化水平和自动化能力的大环境下的重要延伸，是煤矿产业升级和结构优化的重要内容。强调煤矿资源开采过程中的科学管控与高效管理，能够通过对设备的各项先进技术的应用，使煤矿开采过程呈现更科学的工作流程和更高效的管理格局，适应当代社会产业发展需要。
参考文献
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一、煤矿智能化开发面临形势煤矿智能化开发是煤炭工业技术创新的重要方向，也是煤炭工业转型升级发展的必然要求。目前，煤矿智能化开发既面临诸多机遇，也面临严峻挑战。1、煤炭工业转型升级发展的需要在当前推动供给侧改革和行业发展面临困局的条件下，煤炭行业必须依靠科技创新走出一条转型升级发展之路。煤炭行业要实施创新驱动发展战略，推动煤炭生产、消费、技术和体制革命，加强国际合作，推动行业发展从高强度资源投入型、劳动密集型发展向资源节约型、人才技术密集型和两化深度融合型转变。随着煤矿机械化、信息化和自动化程度的提高，通过持续提高煤矿开采技术装备水平，实现煤矿安全、绿色、高效、智能生产是必然趋势。2、保障煤矿安全生产的需要“减人促安”和“无人则安”被广泛认同，通过提升煤矿机械化、自动化、信息化、智能化水平，可在提高煤炭生产效率的同时显著提升煤矿安全生产水平。为此，国家安全监管总局组织开展了“机械化换人、自动化减人”科技强安专项行动，发布了《关于减少井下作业人数
提升煤矿安全保障能力的指导意见》，在煤矿领域重点推动煤（岩）巷掘进机械化自动化、煤矿综采工作面机械化自动化、煤矿井下辅助运输自动化、煤矿生产保障系统智能监测控制，大力提高煤矿生产的“四化”水平，保障煤矿安全生产形势持续稳定好转。
3、煤矿高端技术装备投入面临困局当前，煤炭总量控制取得初步成效，市场供大于求的态势有所缓解，企业效益有所好转。但是，我国煤炭产能严重过剩、供大于求的趋势目前没有根本改变，煤炭经济低位运行的态势短期内也较难改变，煤炭市场仍存在较大的不确定和不稳定性因素。煤炭企业在前期经济效益普遍下滑亏损条件下，债务问题严重，资金周转困难，科技投入难以保证，煤矿技术装备的经济性和实用性成为煤炭企业关注的重点。
4、煤矿智能化技术瓶颈仍待攻克煤矿智能化技术装备对煤层赋存条件要求相对苛刻，技术装备适应性亟待加强。尽管近年来我国在井工煤矿智能化开发技术装备领域取得较大进展，但仍然存在诸多技术瓶颈尚未攻克。如电牵引采煤机具备了远程控制、温度压力监测和过负荷降速等功能，但在智能调高、自动化控制及可靠性等方面仍存在差距。液压支架在最大高度、工作阻力等方面领先于国外产品，但可靠性和智能化水平仍与国外先进水平存在差距。岩巷掘进机机电一体化程度大幅
度提升，但在硬岩截割工况识别、智能判断、截割转速和切深智能调速等方面还与现场需求存在差距。
二、煤矿智能化开发急需突破的核心技术《能源技术革命创新行动计划（2016-2030年）》指出，2030年要实现智能化开采，重点煤矿区基本实现工作面无人化，巷道集中控制，全国煤矿采煤机械化程度达到95%以上，掘进机械化程度达到80%以上。为确保规划目标的实现，有必要针对井工煤矿开采的重点领域和薄弱环节开展技术装备研发。当前急需突破的核心技术主要包括以下几个方面：1、信息精准感知技术地质条件、开采条件、设备状态的精准感知是实现煤矿智能化开发的重要前提，重点攻克地质掉件超前精细探测、开采条件实时预测与处置、设备位置及姿态精准感知等技术。2、设备智能控制技术工作面设备智能控制是煤矿智能化开发的核心，重点攻克液压支架围岩耦合自适应控制、煤岩界面智能识别、煤岩高效自适应截割、多机协同控制、故障智能诊断处理等技术。3、稳定性可靠性技术装备运行的稳定性和可靠性是煤矿智能化开发的关键，重点研究关键元部件失效模式与故障机理，构建关键部件及系统可靠性评价体系，攻克关键元部件材料和制造工艺，为工作面自动化、智能化和无人化提供可靠保障。
结束语煤矿智能化开发是煤炭工业转型升级发展的必然要求，井工煤矿智能化开发以信息化、数字化、自动化为手段，以无人化开采为目标，必将有力推动煤矿安全高效矿井建设。但目前的智能化开采技术整体上仍处于起步阶段，仅在条件较好的部分矿区得到实现，还达不到严格意义上的智能化开采水平。目前，以信息技术为代表的现代科学技术日新月异，煤矿智能化开发技术装备必须固本拓新，进一步攻克信息精准感知、设备智能控制以及稳定性可靠性等方面的关键技术，全面提升煤矿智能化开发技术装备水平，最终实现煤矿工作面开发无人化。
摘要：为了进一步提升我国煤矿开采的效率和安全性，我国的煤矿开采逐步向智能化发展，我国目前的智能化煤矿开采还处于起步阶段，许多关键性问题还未解决。分析目前煤矿智能化开采的应用现状，指出由于煤矿综采工作面开采条件的多样性和复杂性，煤矿的智能化开采发展必然是需要经历分阶段发展的过程，同时需要开采设备和控制技术的提升和井下作业人员素质和能力的提高，智能化的开采必然是一个长期的过程。通过分析归纳总结了煤矿智能化开采的四个阶段，并且对每个阶段总结了典型特点和技术概要。分析认为，目前煤矿的智能化开采仍然需要在管理观念、投入力度、研发团队建设等方面发力。
关键词：煤矿；智能化开采；智慧矿山
引言
煤炭资源作为中国的主要能源，实现对其的高效开采一直是中国煤炭产业持续高效发展的必然需求。近几十年来，随着现代化机械工艺的持续发展，矿井生产设备持续更新，井下生产的智能化水平不断提升。特别是国家“十三五”规划的出台，更是明确了加快智能化生产矿井的发展目标。因此不断推动矿井生产设备智能化水平提升，构建适用于矿井生产实际的智能化开采作业面，对于矿井发展意义重大。
1煤矿综采工作面智能发展现状
众所周知，综采工作面所依托技术装备，主要有一键启停运输机、采煤机与液压支架的装备，跟机自动装备，电液控制装备。近几年，随着高速光纤网络发展，与光纤网络连接的综采工作面，逐渐将监控系统覆盖，这也是综采工作面能够实现自动化与智能化目标的先决条件。上文所提及运输机、采煤机与液压支架，均为独立存在的综采设备，这也决定三者分别对应不同的控制形式，虽然集中监测目标已经得到实现，受诸多因素影响，综采设备所展示出功能仍有极大的上升空间，要想经由网络对相关信息进行收集与传递，一方面要对监控平台进行设置，
另一方面要对控制中心进行搭建，真正做到借助视频系统、遥控系统，实现自动控制工作面的目标。现有研究及所得结论表明，对综采工作面而言，制约其智能化目标实现的原因，主要体现在以下方面：首先，缺少统一且有效的通信平台。由综采工作面所延伸出信息网络，其工作是对大数据视频及相关信息进行实时传输，如果平台没有做到统一，将直接影响到资源共享的时效性，也就是说，设备监控所得数据无法得到实时共享。其次，工作面不具备自动找直功能。现阶段，发达国家围绕工作面找直所展开研究逐渐深入，成绩也有目共睹，例如，借助自动系统与导航技术，赋予相关设备控制水平、自动找直等功能，但也需要明确一点，即自动测量对位移与距离所提出要求相对较高，如果测量精度难以达到要求，后续工作均会受到影响。最后，工作面窜滑情况时有发生。除特殊情况外，煤层均十分复杂，对处于运行状态的刮板运输机而言，如果煤层过于复杂，不仅会使工作面出现整体下滑的问题，还会导致刮板机与转载机距离发生改变，无论是距离增大还是减小，均有引发安全事故的可能，如何使工作面窜滑的问题得到彻底解决，现已成为业内人士热议的话题。
2煤矿综采工作面智能化技术与设备
2.1无人自动化工作面采煤技术
在煤矿综采工作面中，自动化无人工作面技术主要是对不同的领域进行综合性利用。期间结合不同的数据流可大致将其分为工作面灾害预测系统、三机工监控系统、自动控制系统、防水防尘防爆系统四个系统板块。无人工作面作为一项十分巨大的系统性工程，充分融合了遥感技术、网路技术等多项先进技术，在其开采作业中也囊括了多项子系统。而子系统在数据流差异的导向下，仍可进行细分，包括三机工况检测诊断系统、地质灾害预测系统、自动漏洞系统。其中三机系统主要包括刮板生产机、液压支架、采煤机。现阶段综采工作面无人工作面的核心是采煤机，作为一项十分复杂的工作，仅仅是简单的自动化技术并不能满足日常煤矿作业的需求。我国今后煤矿综采自动化技术的发展方向是实现高度集成，将应用于井下作业的机械安全生产带入一个新的层面。
2.2识别技术
要想使综采工作面更加智能，对自动识别技术进行研发是关键。工作人员应以煤岩防落所提出需求为依据，在建立数学模型的基础上，借助信息技术，确保算法得到有效识别与控制，只有这样才能使上述技术具备成功研发的条件。现有煤岩分界传感系统的数量约为20种，例如，广为人知的振动频谱传感和记忆程序控制，上述系统尚未成功过渡到实践阶段，因此，其价值始终没有得到证实。而复杂的作业环境，使辨别煤岩分界的难度大幅提高，只有研发分辨率适宜的传感器，确保采煤机滚筒具备自动调高的条件，才能使上述问题迎刃而解。由此可见，如果条件允许，工作人员应花费更多精力与时间，对组合调高技术进行研究，借鉴国外得到推广和落实的记忆智能程控等技术，获得能够使我国煤矿作业所提出需求得到最大程度满足的识别技术，例如，雷达探测技术。
2.3记忆学习
该过程中就是通过人工方式进行示教，因为操作人员通过对采煤机中的遥控器进行应用，完成对采煤示范切割，在该过程中能够依据采煤作业的具体情况，制定出一套符合煤矿开采作业的循环过程，通过循环过程，完成相应的采煤作业。煤矿开采期间，操作人员要依据具体情况，科学调整煤矿开采作业中采用滚筒的高度，具体调整期间，为了确保调整的合理性，以及后续煤矿开采作业段而顺利进行，进行调整作业时，要充分考虑液压支架移架速度，刮板输送机负载能力，采煤机牵引速度等各项因素带来的影响。开采煤矿期间，通过对性能良好的采煤机的应用，能够进行记忆切割，然后将记忆数据依据采煤机位置和方向的不同段，煤矿开采时，为了确保整个开采作业顺利进行，确保开采作业的安全性，以及整个作业的顺利进行要，要预留多个采煤工艺段，保证采用的采煤机在运行可以实现记忆学习。进行采煤机作业时，受采煤环境影响，若采煤机运行方向上发生变化，此时将一个工艺段加入到系统中，采煤机完成切割煤循环后，系统记忆学习结束，完成上述作业后，保存记忆参数，再进入到自动模式，采煤机在运行时通过对记忆数据进行应用，完成后续切割作业。
2.4液压支架姿态数据控制技术
液压支架是煤矿井下生产作业不可或缺的关键性设备。由于作业面底板存在一定的起伏变化，支架底座及顶梁会在作业时发生一定的横向或纵向倾斜，同时
在支架的升降作业和刮板运输机推移过程中，设备同周边围岩存在一定的耦合关联性，要求支架顶梁能进行适度的俯仰调节。有鉴于此，液压支架姿态数据控制在支架防碰撞、防倾倒等控制中便显得尤为重要。在此提出一种基于CAN总线通讯技术的姿态监测控制系统，其原理为在支架不同位置布设多个姿态感应装置，从而实现对支架不同方向角度数据的精准测量，并将相关数据实时传递至支架控制器，由控制核心计算机对相关数据汇总分析，从而测算出相应的调整方案，实现液压支架姿态的实时调整。
结语
煤矿智能化开采是一项综合性很强的技术，一方面可以包括煤矿自身技术外，另一方面还包含了的跨专业和外学科等多个方面的知识，是一项综合性前沿的技术，这是未来我国煤炭行业在一段时间发展过程中主要发展方向，采用煤矿智能化开采技术可以更好的完成煤矿开采作业。
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摘要：随着信息技术的飞速发展，智能控制技术逐渐被科研院所和煤炭企业应用于煤矿开采中来，促使煤矿企业深入研究煤矿智能化开采技术，探索信息技术与自动化开采之间的关系，将智能控制技术运用到自动化开采技术中来，推动煤炭开采朝着高效、便捷、无人化、智能化方向高速度发展，必然对煤炭智能化开采产生深远影响。
关键词：智能化开采；智能化系统；现状
中图分类号：TD67文献标志码Ａ
引言
随着社会对煤炭资源需求量的不断提高，迫使煤矿企业在资源利用、环境保护、开采工艺、技术装备、安全管理等方面进行变革，智能控制技术逐渐被煤炭企业应用于煤矿开采中来。在进行智能化开采的过程中，各煤矿应结合自身条件多方位全面考虑，采用适合本矿井实际智能化开采技术，以实现煤炭开采的经济、安全、高效、节能、智能化发展。煤矿企业在未来发展过程中，还要根据企业自身的实际情况，不断研发新型的智能化管理方法，提高智能化应用水平，从而提高企业的生产效率和安全性。
1煤矿智能开采现状
近10年来，国际采矿设备公司均在大力发展智能采矿装备及相关技术，如瑞典的山特维克公司、阿特拉斯科普柯公司等，不仅开发了大量自动化或智能化采矿设备，而且研发了多种智能矿山的技术与装备系统；加拿大国际镍公司除固定设备实现自动化外，铲运机、凿岩台车、井下汽车均实现了无人驾驶，井下基本不需要设置工作人员。
以网络信息技术为代表的高新技术迅速发展，现代信息技术的应用与发展使得矿山的自动化或智能化开采成为可能，我国在一个新的起点开展智能开采技术
研究。目前，我国自动化及信息化水平尚不能满足智能开采要求；缺少具有自主知识产权的井下综合通信、定位导航等实现智能开采的支撑技术与软件平台；智能化开采相关技术研究力量分散，未能形成强大的研发团队。智能开采采用现代高新技术提升传统产业，推动我国矿产资源开发向高效、安全、绿色与可持续发展，增强我国矿业行业的核心竞争能力。煤矿企业应结合实际状况选择智能化开采技术，在保证施工安全基础上，推动煤矿业发展提出了煤矿工作面自动化控制技术的发展平台，对煤矿工作面自动化、智能化、制约因素及目前发展中存在的问题进行深入检索与剖析，为煤矿工作面智能开采技术研究提供了便利。
2煤矿智能化开采关键技术
2.1智能控制技术
智能控制系统是在智能感知系统基础上成立的，其中主要包含工业互联网技术、大数据技术、自动化技术等。按照开采智能化程度区分，并将其划分为远程控制、机器人控制与自主控制三个等级，有利于提高智能化开采水平。应用智能开采技术可将采煤、运输、动力与安全等多个环节整合到一处，一方面实现了对矿井设备的集中控制及统筹管理，另一方面通过人工远程操控配合综采设备实现了自动化采煤。系统融合了数字化、可视化、自动化及智能化技术，使三机配套装备无缝结合，实现对综采设备的远程监控及控制功能；依据主煤流系统运行状态，协调控制刮板运输机、转载机、破碎机、采煤机之间的平行协作关系，实现煤炭智能化开采。
2.2综采智能化管理平台
煤矿企业构建综采智能化管理平台，必须充分结合自身实际情况，以通信和网络技术为基础，利用国内外先进技术手段，科学构建综采工作面智能化管理系统。该系统包含的模块具有极强的多样性，如故障分析模块、环境监测模块及监控模块等。在科学利用监控模块的情况下，智能化管理平台监控煤矿知智能化开采过程，针对综采设备运行偏差问题以及周围环境变化问题及时采取措施调整综采设备的运行状态；故障分析模块在机械设备运行故障时，对故障点的原因进行
深入分析，将汇总报告传输至智能化管理平台，工作人员远程控制解决故障，对煤矿实现精细化智能开采作业具有重要意义[2]。
2.3实时交互技术
煤炭的智能化开采过程中，远程监控端随时采集设备的状态信息，设备和人员之间随意建立连接；通过智能化管理平台实时交互，综采设备可根据其他设备运行信息对自身进行调整。有效提升综采设备联合运行性能，远程控制采煤机、刮板运输机、破碎机及转载机的运行状态，远程控制采煤机、液压支架联动状态；依据主煤流系统运行状态，实现采煤机的变频调速，协调控制刮板运输机、转载机、破碎机、采煤机运行的功能。以视频监控全工作面设备运行状态、煤壁状态，运用电气自动化控制支架系统，调整液压支架高度使其与煤层厚度相适应；通过电气自动化控制技术的具体应用，不断优化综采设备协同运作方式，完善煤炭智能化开采系统；实时交互技术应严格依照相关标准对该项技术进行开发，从而创新煤矿智能化开采技术[3]。
2.4远程监督型控制技术
远程监督型控制技术可使智能开采技术结合人工智能智慧、机器设备与煤岩介质之间形成一种交互关系，通过整个生产过程实时动态响应的信息集成，实现采矿设备的集中控制。在煤炭智能开采过程中，利用传感器网络技术，实现生产过程、矿山安全、设备运转的监控与数据自动采集和可视化处理，凭借远程人工方法干涉综采设备自动化进程，对煤炭开采工艺进行合理规划，根据煤炭状况合理调节综采设备运行状态，充分发挥智能开采技术优势，实现煤炭智能化开采。
3智能化开采技术的未来发展
3.15G技术智能化开采技术
5G最为关键的能力就是可靠性强、用时短等。借鉴国内航天、航空和航海中普遍应用的惯性导航技术，将5G技术引入到煤矿井下的精确定位系统中，在全面应用惯导技术的基础上，逐步实现开采装备的自主导航功能。5G能够对采煤机姿态、采煤机速度和煤岩识别等进行判断，逻辑控制序列中的动作。并且空口时
延、端对端时延已经达到了毫秒级别，具有较高的可靠性，进一步保障了该设备远程监控更加精准，得出更加可靠的信息[4]。
3.2注重大数据的分析和应用
现阶段，工作面安装了大量传感器用于感知装备姿态、围岩变化、瓦斯、水火等，布置高清摄像头采集工作面的图像，这些数据大部分只是起到预警、展示作用，尚未充分挖掘数据间的逻辑关系，没有对围岩环境动态变化趋势进行预测及分析。未来的趋势是开发大数据分析平台，改变以往煤矿根据经验控制装备的情况，建立以感知数据为控制逻辑的新型控制方式。
3.3实时仿真平台和智能决策系统开发
现有仿真系统多根据围岩状态感知、支架立柱压力感知、支架倾角感知等数据绘制工作面装备示意图、工作面支架压力柱状图等，其实时性较差；另外，现有系统没有决策功能，绝大部分煤矿的控制平台都只起到展示作用。未来发展的重点在于提高数据传输与分析的实时性及智能决策算法的开发，研究解决复杂地质条件下智能自适应控制的问题。
结束语
随着国内外智能化开采技术的不断推进，我国部分现代化矿井智能化开采水平明显提升，为我国煤矿合理、高效、完全、绿色、持续的发展提供了有力保障。煤炭行业应抓紧信息技术的发展，借助智能化技术完成行业的自动化、智能化转型与发展，进而减少人力物力成本资源的投入，提高开采量与开采质量，保持煤炭开采总体利用率的高水平，逐渐完善采矿生产系统，使我国的煤矿开采更加具有规模性与秩序性。
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摘要：煤炭资源是我国主要能源之一，近年来随着煤炭资源需求量不断增大，开采强度也在持续增加，但受井下自然灾害、作业环境、开采条件、开采技术及人员素质等多种因素影响，煤矿开采过程中出现了生产效率低、人员投入多、劳动强度大、安全事故率高等问题。为提高煤炭开采技术水平、减少人员投入、降低煤炭开采事故率，近年来国家相继出台了一系列政策，用于支持和加快推进煤矿智能化建设。各煤炭企业也积极响应国家号召，不断加大煤矿智能化建设投入。在煤矿智能化建设过程中，由于井下条件复杂多变，在工作面地质条件发生变化时，智能化系统往往反应滞后、不及时，各项技术适应差；另外智能化工作面的诊断预警系统、远程操作系统及监控系统等相关设备运行过程中容易发生故障。基于此，本篇文章对煤矿采煤机自动化与智能化技术进行研究，以供参考。
关键词：煤矿；采煤机；自动化技术；智能化技术
1简述自动化智能化开采技术
1.1液压支架跟机自动化技术
通常情况下，液压支架跟进自动化技术将采煤机所在位置当作工作的基准。与此同时充分结合如下工作面相关的几个参数：第一，顶板压力；第二，倾角；第三，采煤机运行状态；第四，液压支架姿态等。进而可以把生产环节划分为各个环节，进而可以确定有效地割煤工艺流程，实现自动决策，与此同时可以实现如下动作比如：第一，能够控制液压支架中部跟机动作；第二，实现端头清浮煤工艺；第三，实现装载机自动推进动作等等。该工艺可以实现工作面的有效衔接，进而能够提高安全生产的作用。要想促使该工艺发挥作用必须满足如下几个方面的条件：其一，确定好采煤机的位置；其二，保证智能工作面设备处于正常的工作状态；其三，控制采煤机的速度；其四，使得液压支架电液控制系统参数处于有效的状态。
1.2工作面视频监控技术
一般工作面视频监控技术可以有效地帮助工作人员将视线延伸到工作面。通常运用摄像仪对采煤机进行实时追踪，这样可以将跟机视频与推送进行对接，从而可以为人员提供可视化的远程监控。
2采煤机自动化控制系统的总体设计
具体可将采煤机自动化控制功能总结如下:1）采煤机自动化控制系统能够对所采集到的数据进行高速处理，并且为方便今后丰富扩展功能，该控制系统具有丰富的接口；2）实现对采煤机的基础控制功能，即对采煤机截割部、牵引部以及采煤机实时工作状态的监测、传送、显示和存储等功能；3）采煤机的自动化控制功能，基于对现场传感器所采集数据分析的基础上，同时结合所采用的采煤工艺实现对采煤机摇臂的自动调高，对采煤机牵引速度的自动控制等，同时，基于地面调度室实现对采煤密集的远程控制。
3采煤机自动化与智能化控制系统的关键技术
3.1监控通信技术
煤矿开采活动较为复杂，工艺程序烦琐。为了保证煤矿开采顺利进行，需要对全过程、全阶段进行监控并及时传达信息，而这需要完善的监控通信技术作为支撑。采煤机上安装有各类通信设备，借助高压动力载波法，向控制台发送采煤作业信息，遵守TCP/IP（传输控制协议/因特网互联协议）和UDP（，用户数据报协议）等控制协议实时获取并监视巷道内采煤机运输设备工作状态，并且可以将获取的数据传输到矿井综合数据网，从而实现远程操作。虽然监控通信技术的应用对煤炭开采的安全性和高效性有所保障，但是技术的成熟运用还需要进一步的研究。
3.2采煤机自动化记忆截割控制
在刚开始截煤时，采用人工控制采煤机在工作面进行一个截煤作业循环，控制系统根据人工操作控制采煤机截煤的作业运行轨迹和各作业段的信息进行采集并形成记忆轨迹（高度与位置），当采煤机在进行下一循环截煤作业时，将根据记忆信息内的轨迹实现自动截煤。截煤过程采用记忆截割为主、人工干预为辅，
采煤机能根据系统设置好的采高和速度进行记忆截煤，在截煤过程中可随时进行人工干预，系统自动进行学习，并在下一个工作循环执行上一个工作循环的实际参数。采煤机内部安装了倾角传感器和俯仰角传感器及采高、速度编码器，对采煤机姿态及采高、速度进行数据信息采集。
3.3液压支架智能化操作控制
采用电液阀控制器替代了原老式的操纵阀，在单架控制界面上能够进行本架操作、邻架操作与成组操作，同时还能对工作面支架进行急停闭锁。通过采集液压支架倾角、行程、压力数据，根据支架运动模型计算出支架当前的真实姿态，并在集控界面上进行显示。当工作面顶板破碎顶空、顶板不实等原因造成液压支架立柱的压力值比系统设定的压力值低时，电液控制系统将会自动对控制支架升柱按钮发出升柱指令，对支架立柱进行补液将压力值升至规定的初撑力值。
3.4采煤机子系统
采煤机子系统由采煤机自带控制系统和综采工作面上位机组成，具备远程控制采煤机截割电机和牵引电机的启停功能，具备自动调节截煤高度、速度的功能，具备记忆截割功能，可显示牵引、截割及泵电机实时电流、电机绕组温度、调高泵低压侧油压、摇臂高度、机身俯仰角、机身倾角、行进速度、行进方向、采煤机位置、故障信息、通信状态等数据，并能将数据传输给集控中心。
3.5地面分控中心
地面分控中心由自动化主机、语音话机、语音服务器、视频主机及视频存储器组成。地面分控中心具备的主要功能：①在调度中心远程操控设备，观察设备运行状况；②集成设备数据，处理、分析并管理数据，可生成任一时段设备运行状态总结报告；③通过视频集控仓内设备，摸清人员状况。
3.6记忆模式自动放煤
记忆模式自动放煤主要能够在如下工况条件下工作：第一，地质必须保证稳定；第二，采煤工艺必须简化；第三，区域结构保持良好等。通常放顶煤是一个反复性的工作，因此可以选用智能煤矿记忆模式。按照采煤机记忆切割煤的记忆
功能，从而可以将煤按照象限进行切割，并且可以依据示范刀相关的参数实现自动化智能化进行运算，实现记忆放煤。一般自动放煤控制器放置在液压支架位置处，这样能够更好地实现放煤控制采集信息。接着可以把获得信息传输给智能化系统，从而可以完整地自动化放煤程序，从而可以实现自动化的放煤。
3.7煤流运输设备智能控制
运输装备系统包括转载机、前后部刮板输送机和通信系统。各设备不仅能够通过各自配备的机载控制器进行操作，还可以通过集控中心对其进行远程操作。同时该系统能够对电机、减速器的运行参数进行监测，及时反馈运行状态及故障。
3.8智能乳化液泵站集成控制
智能型乳化液泵站布置在停采线外，实现了远距离供液，泵站的运行工况均能显示在集控中心的电脑屏幕上。供液系统配备有净化水装置和自动配比装置，实现乳化液自动配比和补液；高压自动反冲洗装置能够根据进出口压差、时间等参数完成自动反冲洗；具备乳化液液位、浓度及流量监测功能；配备供液站，实现了恒压供液。
结束语
以上描述的是目前煤矿采煤自动化与智能化的发展趋势，所在在当前工作中，完整的配套系统对能够实现煤矿综采工作的升级化。综采工作面自动化是一个系统工程，在人工智能技术应用于综采工作面的充分考虑采场环境、采煤工艺、控制逻辑等耦合因素引起的适应条件。机器视觉应用于工作面时必须面临思维煤尘和水雾干扰问题，必须考虑支护安全问题。扩大人工智能化技术能在综采工作面的适应范围。
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一、煤矿智能化开发面临形势
1、煤炭工业转型升级发展的需要在当前推动供给侧改革和行业发展面临困局的条件下，煤炭行业必须依靠科技创新走出一条转型升级发展之路。煤炭行业要实施创新驱动发展战略，推动煤炭生产、消费、技术和体制革命，加强国际合作，推动行业发展从高强度资源投入型、劳动密集型发展向资源节约型、人才技术密集型和两化深度融合型转变。随着煤矿机械化、信息化和自动化程度的提高，通过持续提高煤矿开采技术装备水平，实现煤矿安全、绿色、高效、智能生产是必然趋势。
2、保障煤矿安全生产的需要“减人促安”和“无人则安”被广泛认同，通过提升煤矿机械化、自动化、信息化、智能化水平，可在提高煤炭生产效率的同时显著提升煤矿安全生产水平。为此，国家安全监管总局组织开展了“机械化换人、自动化减人”科技强安专项行动，发布了《关于减少井下作业人数提升煤矿安全保障能力的指导意见》，在煤矿领域重点推动煤（岩）巷掘进机械化自动化、煤矿综采工作面机械化自动化、煤矿井下辅助运输自动化、煤矿生产保障系统智能监测控制，大力提高煤矿生产的“四化”水平，保障煤矿安全生产形势持续稳定好转。
3、煤矿高端技术装备投入面临困局
当前，煤炭总量控制取得
初步成效，市场供大于求的态势有所缓解，企业效益有所好转。但是，我
国煤炭产能严重过剩、供大于求的趋势目前没有根本改变，煤炭经济低位
运行的态势短期内也较难改变，煤炭市场仍存在较大的不确定和不稳定性
因素。煤炭企业在前期经济效益普遍下滑亏损条件下，债务问题严重，资
金周转困难，科技投入难以保证，煤矿技术装备的经济性和实用性成为煤
炭企业关注的重点。
4、煤矿智能化技术瓶颈仍待攻克
煤矿智能化技术装备对煤层
赋存条件要求相对苛刻，技术装备适应性亟待加强。尽管近年来我国在井
工煤矿智能化开发技术装备领域取得较大进展，但仍然存在诸多技术瓶颈
尚未攻克。如电牵引采煤机具备了远程控制、温度压力监测和过负荷降速
等功能，但在智能调高、自动化控制及可靠性等方面仍存在差距。液压支
架在最大高度、工作阻力等方面领先于国外产品，但可靠性和智能化水平
仍与国外先进水平存在差距。岩巷掘进机机电一体化程度大幅度提升，但
在硬岩截割工况识别、智能判断、截割转速和切深智能调速等方面还与现
场需求存在差距。
二、煤矿智能化开发急需突破的核心技术
《能源技术革命创新行动计划（2022-2030年）》指出，2030年要实现智能化开采，重点煤矿区基本实现工作面无人化，巷道集中控制，全国煤矿采煤机械化程度达到95%以上，掘进机械化程度达到80%以上。为确保规划目标的实现，有必要针对井工煤矿开采的重点领域和薄弱环节开展技术装备研发。当前急需突破的核心技术主要包括以下几个方面：
1、信息精准感知技术地质条件、开采条件、设备状态的精准感知是实现煤矿智能化开发的重要前提，重点攻克地质掉件超前精细探测、开采条件实时预测与处置、设备位置及姿态精准感知等技术。
2、设备智能控制技术工作面设备智能控制是煤矿智能化开发的核心，重点攻克液压支架围岩耦合自适应控制、煤岩界面智能识别、煤岩高效自适应截割、多机协同控制、故障智能诊断处理等技术。
3、稳定性可靠性技术
装备运行的稳定性和可靠性是煤矿智能
化开发的关键，重点研究关键元部件失效模式与故障机理，构建关键部件
及系统可靠性评价体系，攻克关键元部件材料和制造工艺，为工作面自动化、智能化和无人化提供可靠保障。
结束语
煤矿智能化开发是煤炭工业转型升级发展的必然要求，井工煤矿智能化开发以信息化、数字化、自动化为手段，以无人化开采为目标，必将有力推动煤矿安全高效矿井建设。但目前的智能化开采技术整体上仍处于起步阶段，仅在条件较好的部分矿区得到实现，还达不到严格意义上的智能化开采水平。目前，以信息技术为代表的现代科学技术日新月异，煤矿智能化开发技术装备必须固本拓新，进一步攻克信息精准感知、设备智能控制以及稳定性可靠性等方面的关键技术，全面提升煤矿智能化开发技术装备水平，最终实现煤矿工作面开发无人化。
矿安全发展战略研究
摘要：改革后，我国的科学技术水平在社会发展下不断进步，基于计算机网络技术、人工智能技术等不断创新优化煤矿开采技术，逐步实现煤炭产业的智能化应用和发展，不断提升煤炭资源的开采效率，建立更安全、更完善的煤矿生产体系，是保障我国煤炭产业资源开采安全性、调整我国能源资源结构和促进煤矿智能化开采技术水平快速提升的关键一步。对未来较长时间内煤矿智能化开采技术的发展进行展望分析，旨在为不断提高我国煤矿智能化开采技术的研究水平和应用水平带来更多的参考和借鉴。
关键词：煤矿；智能化；开采技术；现状；展望
引言
近十几年来，在中国经济深化改革、由“中国制造”向“中国智造”转变的进程中，煤矿开采领域充分应用各种智能化技术，逐渐向智能煤矿目标发展。在智能煤矿建设过程中，智能化开采属于核心领域。国内外关于智能化开采技术的研究非常丰富，我国相关科研工作在近几年来也取得了显著进展，各种新型智能开采技术的应用，使得我国煤矿智能化开采已逐渐达到世界先进水平。但是由于我国对该技术领域的研究起步较晚，部分技术在实践应用中存在不足。在智能技术广泛应用的现实背景下，总结煤矿开采技术历程及智能化开采技术创新现状，对进一步促进技术创新和发展具有重要的现实意义。
1存在的问题分析
虽然中国煤矿智能化开采已取得了初步成效，但是还有许多问题有待解决。需要认识到智能化开采只是处于初级阶段，主要存在的问题有以下几方面：a)还未实现真正意义上的开采。由于煤矿井下复杂的环境和技术条件的限制，很多情况下开采需要人来干预，例如，在巷道或地面的控制室操控采煤机进行割煤，如
图1所示。b)只是在少数矿区得到应用，技术起点要求高。为了实现煤矿的智能化开采，煤矿需要构建井上井下信息化通讯网络，而很多煤矿还不具备这样的条件。c)还未形成相应的智能化开采统一标准。虽然智能化开采在一些矿区得到了成功应用，但是如何保证这种智能化开采设备具有一定的可推广性，还是个未知数。由此可见，中国的煤矿智能化开采技术发展还有很长一段路要走。
2煤矿智能化开采技术
2.1工作面的实时调控技术
在工作面回采时，采煤机、刮板机、液压支架会出现位置的偏离。在这种情况下，需要对设备姿态进行位置调整。考虑到这是对设备的运动控制，即是对设备在运动情况下的位置进行调整，要求信息传输的实时性和执行结构动作的实时性。对于信息传输的实时性，工作面都采用了百兆光纤通讯，基本上满足了实时性的需要。但由于采煤机电设备多是重型设备，例如采煤机、刮板输送机、液压支架等，如何实现执行结构动作的实时调整，即如何实现设备姿态的快速调整，仍是一个值得研究的问题。目前，最为精确的是伺服控制，如何将伺服控制准确地应用到设备位置调整仍然是一个问题。
2.2视频监控技术
尽管我国的煤炭开采业在发展过程中获得了技术和设备方面的大量资金支持，但由于某些因素，仍然存在一些会影响生产效率的问题。但是，由于使用了视频监控技术，指挥中心的闭路电视系统可用于实时监控煤层倾角的变化并随时分析其结果，从而可以发现事故，处理并解决，以减少事故数量。同时，视频监控技术的使用使了解煤矿的具体情况以及使用传感器进行实时研究成为可能。如果情况需要，可以使用手动干预来有效解决问题。确保并提高生产效率，以此带来良好的经济效益。
2.35G互联技术
在煤矿开采技术发展过程中，移动通信技术属于核心领域，从1G到4G发挥了显著作用。现阶段我国已进入5G万物互联技术时代，将5G技术应用于煤矿智
能化开采领域，能够进一步提高煤矿智能化水平。一方面，基于5G技术可使云计算、大数据、人工智能等技术在煤矿开采领域得到更广泛应用。另一方面，基于5G技术生态，可使煤矿智能化开采技术不断发展成熟，在无人采煤机领域将由传统的简单语音通话发展为多元数据融合，智能设备的自主探测能力不断提升，定位系统更加精确，信息传输效率不断提高，使智能开采技术基于万物互联达到系统化控制与管理，全面提升智能控制水平与质量。
2.4精准定位系统技术
在煤矿智能化开采过程中，精确定位系统技术是提升智能化程度的重要手段。为了能够按照预期生产计划推进各项工艺流程，实现煤炭资源的安全生产和高效开采，必须做好准确的煤炭资源的定位工作。在整个煤矿资源的开采过程中，由于开采现场环境较为复杂，井下空间较为狭窄，地上地下空间的电磁信号连接和接收性能相对较差，在该类特殊的环境条件下，实现地面空间和井下空间数据的精确定位与导航的难度大幅度提升，因此，发展精确定位系统技术尤其必要，在融合GIS信息定位的基础上，利用GPS卫星定位技术、遥感定位技术等多项先进的科学技术，结合复杂磁场环境空间的导航技术、局部定位的芯片导航技术、井下空间高速无线通信技术甚至是煤矿井下空间高精度定位技术等诸多技术，各技术强强联合，保证定位系统得到的最终数值更加精确科学，以此顺利开展煤矿资源开采的各项工作，保证煤矿企业提高经济效益。
3煤矿智能化开采技术的发展展望
就未来一定时期内煤矿智能化开采技术的发展而言，煤矿智能化开采技术主要向智能装备技术、智能导航技术、智能机器人技术、三无开采技术、智能掘进技术等方向发展。就智能装备技术而言，由于煤矿资源开采环境特殊，必须进一步推进井下空间高速率的无线网络通信技术的进一步发展，推进煤矿资源快速高效甄别技术的应用，推进煤矿资源自动化技术的研究，进一步提高煤矿井下空间网络体系的构建水平，不断增加井下网络空间的信息传输速度，优化煤矿智能装备的整体性能，保证煤矿开采智能装备的实用性和科学性。就智能导航技术而言，在煤矿资源的井下开采过程中，应不断加强计算机网络技术和导航技术的强强联合，通过对煤炭资源采掘技术的实时定位，不断增强煤矿开采工作面的管理能力，
不断提高煤炭资源三维空间的定位水平，提高对煤炭资源设备的智能化管控力度，最大限度在煤炭资源开采过程中做到对设备的安全监管和高精度的空间定位。就智能机器人技术而言，在煤炭资源的开采过程中，工作面的运营与维护管理是煤炭资源开采不可避免的重要内容。现代低碳环境理念下，对煤炭资源开采工作面的维护管理的重要性进一步凸显。通过智能机器人的远程控制，能够为煤炭资源工作面的维护管理起到辅助作用，利用性能相匹配的传感设备和智能机器人的改装处理，能够在煤炭资源开采过程中实现对工作面的智能化控制和智能化监管，从而顺利开采煤矿资源，智能机器人开采示意图。
结语
总而言之，煤矿智能化发展是不断提高煤矿机械化水平和自动化能力的大环境下的重要延伸，是煤矿产业升级和结构优化的重要内容。强调煤矿资源开采过程中的科学管控与高效管理，能够通过对设备的各项先进技术的应用，使煤矿开采过程呈现更科学的工作流程和更高效的管理格局，适应当代社会产业发展需要。
参考文献
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［2］鲁思远．煤矿自动化智能化开采体系研究［J］．机械管理开发，2020，35(7):269－270．
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［4］杜艳军.煤矿智能化开采现状及展望［J］.山西煤炭，2019，39(4)：71-74.
摘要：自改革开放以来，我国城市化进程的发展得到了突飞猛进的提高，与此同时，促进了经济社会建设的高速发展，然而，随着现代信息技术的发展，煤炭行业借助信息技术建立煤矿安全监控系统，实现安全监控系统智能化、创新化发展势在必行。其不仅可以提升采矿效率和效果，更能把控整个采矿作业流程，减少意外事故的发生。鉴于此，本文分析了煤矿安全系统智能化的现状，并就建设煤矿安全智能化的具体措施进行了详细的阐述，以期能提升中国煤矿开采的安全水平。
关键词：建设煤矿；安全智能化；具体措施
引言
智能煤矿安全是实现智能煤矿建设的关键环节。目前，我国智慧煤矿建设存在一定的滞后性，应用范围也比较局限，主要集中在采煤、开采、运输等生产环节。在煤矿自然灾害的监测和管理中缺乏完善，尤其是在瓦斯、水、火、屋面、落石、扬尘等方面，实时监测灾害参数缺乏精确性，无法发挥预警信息功能。尚未达到控制和精确预防灾害的界限。地方政府部分需要加强智慧水平的创新，实现煤矿企业通风系统的自动化控制。为了满足通风系统自动化、智能化水平在煤矿智能化建设中的要求，需要提高煤矿开采中的安全性和智能化水平，因此，煤矿安全研究已成为企业管理者的首要任务。
1煤矿安全系统智能化现状
1.1系统准确性有待提升
目前，煤矿安全系统存在一些伪数据，智能化系统的准确性和有效性有待提升。伪数据存在的原因包括：a)煤矿生产系统、机电系统及安全系统等系统之间的干扰影响，表现为变频设备的干扰、防护设备不到位导致安全系统受损害等。b)智能化系统本身存在的问题。其无法有效辨别真伪数据，系统的性能需要提升。
安全系统设备故障、传感器仪表受潮、模拟传输有误差、调校传感器调校工作不到位等都会导致系统中出现伪数据，严重影响着实际采煤安全工作效果。
1.2缺乏较强的安全生产标准化意识
在标准化的生产结构中，煤矿缺乏高度的安全意识，降低了煤矿生产的安全性。在煤矿开采过程中，多数矿山企业没有落实安全生产管理工作，致使安全生产成为一种方式，严重影响了煤矿安全生产体系生产管理标准的落实。此外，部分煤矿在生产过程中未能结合企业自身的需求制定相应的安全管理制度，造成了煤矿开采中出现各种不规范的操作问题，给煤矿开采的顺利实施构成了一定的安全隐患。
1.3系统预警机制较为单一
目前，受制于环境数据的参数设置，煤矿安全监控系统预警机制较为单一，无法预测到参数范围之外的状况，因此无法第一时间对突发事件做出应急处理，加大了对突发事件的处理难度，还有可能造成经济、人员等多方面的损失。比较有代表性的例子是瓦斯爆炸问题，瓦斯浓度达到一定数值之上煤矿安全系统才能发出预警信息，但瓦斯浓度增长速度快，极短的时间就能超过规定值，造成严重的安全事故。煤矿安全系统应该完善对瓦斯等气体浓度变化情况的监测，增强敏锐反应的能力，给予预警信息，提升整个矿区的防范能力。
1.4人员专业技能水平的影响
施工人员技术水平的高低是影响煤矿作业安全的主要因素。从目前的煤矿开采作业来看，煤矿从业人员主要以农民工为主，农民工的整体素质比较低，对安全生产意识认识不到位，煤矿企业过于重视煤炭开采的生产效率，从而忽视了作业人员的安全性，为安全生产带来一定的隐患。
2建设煤矿安全智能化的具体措施
2.1建立井上井下综合安全系统
目前，煤矿安全系统在井上区域能实现多系统的信息融合和数据集中，井上的位置定位、通信调度等工作衔接也比较顺畅。但井下安全系统还是相对独立的个体，未实现多系统的融合和信息资源的沟通共享。为此，采矿企业应借助矿用物联网技术，建立井上井下综合安全系统，有效运用各级各类系统信息。
2.2加快推进煤矿智能化建设在实现本质安全上下功夫
安全是指保护生产系统中的人员免受不可容忍的危害、无危害、无事故、无人员伤亡、无财产损失的空间。从本质上讲，安全是指生产设备或生产系统本身的安全，即使发生错误或故障，也可以通过其他方法防止事故的发生。煤矿智能化建设是保障本质安全的必由之路。坚持“机械代替人员、自动化减少人员、智能无人系统”的理念，采取有效措施，以科技提升安全，进而重点推进智能矿山、无人安防系统、无人系统。使用现代化的设备保证煤矿生产在“无人安全，少人安全”下正常运行。提高安全风险监测预警的智能化水平，获取煤矿人员、工具、环境信息，从而保证在线风险监测的有效实施，进而推进矿山、井下重点区域工业视频综合监控，有效打击违法生产活动的进行。
2.3完善安全系统智能报警功能
采矿企业要改变现有系统单一的预警功能，建立多级别多类型的应急预警系统。例如，根据瓦斯浓度值或超限持续时间设定不同的报警级别，发出更加具体准确的报警信号。另外，应急预警系统发挥功能需要保障传感器的传输工作无误，采矿企业可研制更加高效的矿业传感器，使其发挥微处理的优势，保证传输数据的可靠性和稳定性。同时，技术人员应加强对各类传感器设备的维护、保养、监控等工作。
2.4加强高素质科技人才队伍建设为安全发展奠定坚实人才基础
实施高质量能力的中央系统，特别是那些在情报等领域急需的能力，对于保证奖励和优先评估职位和晋升至关重要。要通过建立大型创新工作室提供平台，让人才更好地掌控人、财、科技的决策权，始终对解决技术问题感兴趣。充分利用高校、科研院所和大型国有企业退休高级专业技术人员的技术优势，为企业提供技术和回收服务。要推进深度学习，更新教学方式，推进互联网+学习，提供
体验式学习和案例学习。组织“集体培训”和技术竞赛，提高实践技能，增强员工安全意识。加强对矿长、总工程师、班组长、安全监察员等关键岗位的培训，提高培训的针对性。要加强高校煤炭勘探领域建设，加强基础理论研究，为培养了解煤室、智能等新技术的高新技术人才提供强大动力。用企业安全科技实施网络安全战略，加强安全生产，坚持生命安全第一，实施科技安全提升战略，加快智慧矿山建设，大力推进安全生产。提高内部安全水平。煤矿坚决杜绝事故隐患，尽可能让各种安全事故发生的概率降到更低。
2.5对监测数据的充分利用
监控系统需要对大量数据进行分析，通过数据模型从不同角度了解瓦斯的分布、浓度等情况，通过异常数据可以实现事前的预防，而不是单纯的事故后处理，监控的价值就体现于此。结合分布式多点激光甲烷监测技术可以完成对矿井瓦斯浓度、分布，巷道风速的测量，建立固定时间段内瓦斯的变化发展模型，从而了解瓦斯变化规律，做好安全预警工作，针对矿井外的火灾，对CO2、温度、烟雾等利用传感器数据进行分析，建立火灾模型，从而做好火灾预防、逃亡等，在发生煤自燃火灾时，用高分辨率激光痕量检测技术检测的煤自燃情况，进而建立模型。
结语
综上所述，智能化煤矿企业的建设对安全系统的功能性、稳定性要求日益提高，把握未来技术发展的核心需求具有重要意义。对于煤矿企业工程技术人员来说积极总结安全系统智能化的发展经验,对于提升煤矿安全能力将有着极其重要的意义，今后煤矿安全系统的应用将要充分发挥科技在煤炭生产应用中的价值，应用智能技术将进一步促进煤炭智能化安全生产。
参考文献
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[2]王勇.加快推进煤矿智能化建设提高煤矿本质安全水平[J].中国煤炭工业,2020(11):4.
[3]张翼.煤矿安全监控多系统融合与联动交互方案[J].煤矿安全，2019(06)：102-103.
矿井采矿行业作为传统的民生行业，由于其具有的高危性、复杂性等技术特点，一直都是学者们研究的重点。近几年涌现了一部分智能化新型矿井，采用当前先进的技术和装备，其主要作业设备均实现了智能化、无人化操作。中国煤矿机械装备制造业通过不断创新，实现了从量变到质变的突破，推动了煤炭开采向智能化方向发展。矿井装备系统已达到了“人员少、效率高、故障低”这一高效管理水平，我们不难预见，高度自动信息化的智能矿井将成为煤矿发展的必然趋势。因此，智能化矿井建设将作为现阶段和今后煤矿装备的主要发展和研究方向。
一、智能化矿井建设发展阶段讨论随着新装备、新技术的不断推陈出新，煤矿智能化矿井会实现从手动/半自动控制—自动化、智能化控制—信息化、网络化这三个阶段转变。第一阶段：淘汰落后设备和技术。目前大部分煤矿都存在的设备使用时间长，技术落后的问题，因此，这一阶段各煤矿企业首先要逐步淘汰更新传统的高能耗、高风险的设备，改造创新自动化、智能化的新技术，为智能化改造打好装备基础。第二阶段：智能化改造阶段。在这一阶段，大部分煤矿均已经实现了装备更新，装备的智能化程度高，具备改造系统智能化改造基础，可以逐步对各个环节进行智能化改造，实现各系统的集中远程控制。
第三阶段：智慧矿山阶段。在煤矿企业实现智能化矿井建设后，可以引入“云服务”的互联网技术，实现智能化向信息化的转变，通过云网络，将矿井各项生产设备和各种业务相联系，最终实现管理信息化、生产自动化、人员最优化，达到监、管、控一体化，打造信息化、智能化、智慧化矿山。
二、实现智能化矿井建设的先决条件（1）装备本身智能化，实现硬件达标。要实现矿井装备系统无人化，首先要确保装备自身智能化，这是实现“无人化”的先决条件及硬性指标，为此，煤矿企业要积极调研，引进符合矿井实际的智能化设备，为实现“无人化”打好装备基础。（2）矿井系统网络化全覆盖，实现软件达标。快速、可靠的网络和通信系统是矿井装备系统无人化的必要环节，要在井上下建立和覆盖环网系统来实现各项数据统一通信，实现地面与井下、采区到采区、办公网络与生产网络的远距离统一通信、网络互通，为实现无人化提供可靠的数据传输通道。（3）打造专业化队伍，实现人才达标。随着智能化矿井建设的推进，高技能、高素质、年轻化的人才储备是煤矿持续发展的重要资源，因此煤矿企业应积极培养和引进高素质人才，高标准打造专业化管理队伍、操作队伍、巡查队伍及检修队伍，实现人才专业化和优质化，为矿井装备系统无人化提供可靠的人才保障。三、智能化矿井建设实施中存在的困难（1）观念保守。一些企业在智能化矿井建设方面的观念比较保
守，没能根据目前的市场环境和装备发展趋势，从长远考虑实现智能化矿井建设后带来的优势和效益，实施智能化矿井建设难度比较大。
（2）系统复杂、投入资金大。煤炭企业作为传统能源企业，有很大一部分煤矿都是经营了十几年甚至几十年的“老煤矿”，矿井系统复杂，生产环节多，生产效率低，战线长、设备多，实施智能化矿井需要投入大量的资金，而且在短时间内无法收回效益。因此，部分煤炭企业都持观望状态，在实施智能化矿井建设方面进展缓慢。
（3）人员素质无法满足要求。随着矿井各系统智能化改造及投运，由于设备智能化程度高，技术先进，现有的人员已无法满足智能化操作和维护需求，需要培训一批专门的智能化操作及维护队伍。而在目前大形势下，煤炭开采作为高危行业，加之煤炭市场下滑，待遇不高，无法吸引更多的高学历、高技能、年轻化人才加入。
（4）部分智能化项目技术不成熟，存在技术难点。智能化矿井建设是最近这几年的才开始逐步兴起的，虽然发展势头猛，发展前景好，但是现阶段还处在初步实施阶段，在一些操作固定、简单，作业环境变化小的系统实施起来难度小，实施效果好。如煤矿主排水系统、供电系统等。而对于井下采掘系统，受地质条件复杂，工序环节多、现场不可控的变化多等因素的影响，对智能化的技术要求比较高，目前只能在符合要求的地质条件和环境中实施，无法进行大面积推广应用，需要在智能化开采和控制技术进一步成熟后方可逐步推广应用。
四、智能化矿井建设的发展前景对于大多数矿井来说，智能化矿井建设是一项投入资金大、跨越
时间长、涉及范围广、技术难度大的大型环节改造工程。因此，要想稳定高效的实施智能化矿井建设，必须结合矿井实际，制定切实可行的实施规划。通过对目前煤矿装备发展趋势进行分析，结合目前矿井智能化总体实施情况，我认为智能化矿井建设项目的未来发展前景，要基于以下五个基本原则稳步推进，那就是：“经济合理、安全可靠”、“环网升级、打好基础”、“由易到难、分步推进”、“局部试点、逐步实施”、“先独立、后集成”。
（1）经济合理、安全可靠。在满足“无人值守”功能及安全生产的前提下，尽可能简化系统设备数量和流程环节，减少不必要的功能和操作，以达到系统设备安全稳定，操作简便，维护量少、故障率低，节省资金投入的目的。
（2）环网升级、打好基础。未动，粮草先行。要想保障智能化设备的稳定快速运行，首先要打造一条连接各设备的“高速公路”。快速、稳定的矿井网络系统就是实现各设备和系统连接的“高速公路”，要对矿井以太环网进行升级改造，为矿井智能化建设打好基础。
（3）由易到难、分步推进。根据设备使用情况，先对自动化智能化程度高的、工作环境稳定、变化环节少、无人化改造难度小的系统进行无人化改造（如压风系统、紧急避险系统、瓦斯抽放系统、排水系统、供电系统等），再逐步积累经验，对自动化程度低、工作环境变化大、改造难度大的系统（如综采工作面、综掘工作面等）进行无人化改造。
（4）局部试点、逐步实施。针对使用数量多、功能相同、分布广
的系统（如掘进工作面的“三专、两闭锁”），先选择一个合适的变电所或掘进头作为无人化改造试点，同时建立一个集中控制平台的框架，为后续各个设备投入改造打好基础，再根据应用情况，逐步进行无人化改造全覆盖。
（5）先独立、后集成。首先要完成各子系统的智能化改造并投运，建立综合智能化集中控制中心，逐步将各子系统接入，以实现各子系统的集中监控，最终实现管理信息化、生产自动化、人员最优化，达到监、管、控一体化，打造信息化、智能化、智慧化矿山。
五、煤矿企业实现智能化矿井后的优势（1）减少成本投入。煤矿装备系统实现无人化后，工作岗位实现了精简、优化，煤矿作业人员将逐步由“多而庸”变为“少且精”，工作内容由“体力活”变为“脑力活”，大大减少了人员成本的投入，降低了工人劳动强度，实现了“减员提效”，而且从根本上缓解了矿井人员短缺的压力。而且一些井下采矿机器人的协助使用，帮助采矿施工操作的技术水平明显提升，施工精度得到保障，对很多复杂、危险的施工内容也能够派遣机器人来完成。（2）提高安全系数。煤矿装备系统实现无人化后，随着装备自动化程度的提高，作业环节的简化，作业岗位的精简以及作业人员的减少，大多数危险的作业环节可由设备自动完成，大幅度减少了井下高危险岗位的用人，做到“无人则安，人少则安”，从根本上消除了因人为因素带来的安全隐患，降低了事故率。智能化矿井建设是煤矿行业实现安全操作的必然发展阶段。使用智能化手段，结合遥感技术、
GPS定位技术、三维激光检测技术等高科技技术手段在矿井中的应用，实现远程对井下采矿的监控，建立起自动化、智能化、安全化的煤矿矿井建设模式。
（3）改善企业面貌。随着矿井装备由落后、低效到智能化、自动化、无人化的逐步转变，人们对煤矿的认识也会有一个大的转变，煤矿将呈现一个崭新面貌，煤矿工作将不再是一个工作环境差，安全系数低，人员素质低，劳动强度大的艰苦岗位，而会变成一个工作环境舒适、安全，设备操作智能化，操作人员精英化的优势岗位，能更加吸引专业强、技术精、知识化、年青化的人员投身煤炭事业。
随着煤矿装备自动化和智能化程度的越来越高，未来矿井装备系统无人化的应用是煤矿矿井智能化发展的必然趋势。煤矿装备系统将严格践行“智能化换人，自动化减人，无人化保安全”的根本原则。在煤矿生产过程中，设备的不安全状况、环境的不安全状态、人的不安全行为这三个因素中，人的不安全行为导致发生事故的概率最高，随着矿井智能化的推进，井下现场作业人员大幅减少，也就极大地减少了不安全因素，为遏制煤矿重特大安全事故提供了可靠保障，也降低了井下作业现场零星安全事故的发生，大幅降低煤炭生产百万吨死亡率，同时极大地提高了生产效率，彻底改变“煤矿生产安全状况差、从业从人员技能低、劳动强度大、技术含量低、生产率不高”的传统认识，以保障矿井采矿安全、高效、智能化矿井的目标全面推进，现实煤炭生产智能、安全、高效跨越性发展。
一、智能化工作面开采进展
**煤矿**工作面倾斜长度为133.5m（中至中），走向长度为1540m，煤层厚度为0.58-1.50m，平均厚度1.10m，工作面平均采高1.45m，局部割顶矸推进，截止目前已推进427m。该工作面于2019年7月开始进入设备地面调试，对远程控制、自动追机拉架、采煤机记忆截割等功能进行了测试。2019年11月**智能化工作面开始安装，12月底安装完成。目前**智能化工作面以智能化功能调试为主，截止5月25日（4月26日~5月11日单班组织生产，5月12日~5月18日停产，5月19日恢复两班人工生产），本月推进100米（进风推进99米，回风推进101米），产量2.34万t，日均0.11万t，最高日产量0.15万t（11.5刀）。
二、工作方式
（一）生产调度部负责工作面设计优化，负责组织相关业务部室与矿井工作人员了解、掌握智能化工作面生产动态，每周定期召开智能化工作面推进例会，并组织各部室相关人员到工作面进行现场办公。
（二）机电管理部负责智能化工作面“三机”、采煤机、支
1
架等设备设计、配套与选型工作，牵头负责设备改进与检修维护相关工作；负责工作面智能化功能的调试工作，确保智能化各项功能运行正常，达到减人提效的目的。
（三）通风管理部负责智能化工作面瓦斯治理与降尘等工作，确保智能化工作面瓦斯抽采达标以及视频监控系统不受粉尘影响。
（四）安全管理部负责工作面智能化功能调试时的安全风险管控及岗位隐患排查，确保各项新工艺，新设备都是在安全的前提下开展。
（五）地测管理部要采取物探、钻探、化探等手段，负责智能化工作面水文地质情况的预测预报，做到超前预报。如果遇到隐伏地质构造或煤厚变化异常区时，及时下发地质临时预测预报。
（六）综采二队负责做好智能化工作面的日常生产写实工作，发现智能化工作面生产过程中存在的各类问题，应及时将相关问题与相应部室沟通解决。认真落实我矿智能化建设的各项决策部署，按时完成安排的工作事项，共同推动智能化开采相关工作取得实效。
三、5月份主要工作
通过5月份工作，**煤矿又完成7项工作，正常推进5项。（一）智能化工作面设计（支护设计）使用注浆锚索超前强化支护代替单体支柱超前支护，已经与中国矿业大学对接讨论补强锚索替代单体柱支护的技术方案，本月已经上报可行性研究报告，等待技术中心审批立项。**工作面长度仅133.5，初步计划将96301工作面设计加长到200m。96
2
盘区设计已经通过集团公司会审，正在根据会审意见进行修改。（正常推进2项）
（二）设备配套（1）通过在支架千斤上安装单向锁，避免了自动跟机拉架时将工溜拉回的现象。（已经完成1项）（2）通过实施《变频调速智能供液控制系统》科技项目，解决乳化液泵站无法实现远程控制和自动运行的问题，目前可行性研究报告和计划任务书已经上报技术中心，技术招标文件的修改工作已经完成；研究换装800mm截深的滚筒，提高循环进度和产量；通过端头架加工可拆卸的加高顶盖，解决“端头支架支护高度不够，需要人工构顶，停机时间长”的问题。（正常推进3项）（三）智能化功能应用（1）在对程序重新设定，并更新后，实现了人员定位卡的精准人员定位，无延时；在厂家对结构重新设计后，编码器未出现损害，且精度和可靠性满足记忆截割的功能需要；通过对自动化程序的调试，能保证割煤速度在7m/min时，不自动退出，完全满足生产需要。（已完成3项）（2）智能化割煤期间，支架及溜子的直线不能自动调整，完全是人工干预。正在加快惯性导航系统的测试工作，以减少人工干预。（正常推进1项）（四）瓦斯与粉尘治理（1）在后续的**工作面采用定向钻机施工大直径顶板高位长钻孔为主，顶板高位钻孔为辅的方式治理上隅角和采空区瓦斯。（正常推进1项）
3
（五）劳动组织（关键岗位人员培养）《智能化工作面操作说明书》详细介绍了设备原理、控制策略、操作方法、维护及故障处理方法等，用来指导现场实际。（已完成1项）（六）工艺优化在**工作面进行中部斜切进刀智能化试验，与端头斜切进刀进行工效对比，对比后发现端头斜切进刀效率更高；将泵站设置在顺槽巷口，实施远距离供液后，节约了频繁倒泵站时间。（已经完成2项）（七）系统运行无（八）调研学习**煤矿井计划6月份完成一次省内智能化先进矿井调研，并不定期组织相关人员到**矿井下参观学习。（正常推进1项）（九）其他因5月12日—5月18日矿井停产，及**工作面过措施巷等原因，自5月12日开始**工作面暂停智能化调试工作，计划过完措施巷后，继续进行调试。
**煤矿井202*年5月25日
4
一、煤矿智能化开发面临形势煤矿智能化开发是煤炭工业技术创新的重要方向，也是煤炭工业转型升级发展的必然要求。目前，煤矿智能化开发既面临诸多机遇，也面临严峻挑战。1、煤炭工业转型升级发展的需要在当前推动供给侧改革和行业发展面临困局的条件下，煤炭行业必须依靠科技创新走出一条转型升级发展之路。煤炭行业要实施创新驱动发展战略，推动煤炭生产、消费、技术和体制革命，加强国际合作，推动行业发展从高强度资源投入型、劳动密集型发展向资源节约型、人才技术密集型和两化深度融合型转变。随着煤矿机械化、信息化和自动化程度的提高，通过持续提高煤矿开采技术装备水平，实现煤矿安全、绿色、高效、智能生产是必然趋势。2、保障煤矿安全生产的需要“减人促安”和“无人则安”被广泛认同，通过提升煤矿机械化、自动化、信息化、智能化水平，可在提高煤炭生产效率的同时显著提升煤矿安全生产水平。为此，国家安全监管总局组织开展了“机械化换人、自动化减人”科技强安专项行动，发布了《关于减少井下作业人数提升煤矿安全保障能力的指导意见》，在煤矿领域重点推动煤（岩）巷掘进机械化自动化、煤矿综采工作面机械化自动化、煤矿井下辅助运输自动化、煤矿生产保障系统智能监测控制，大力提高煤矿生产的“四化”水平，保障煤矿安全生产形势持续稳定好转。3、煤矿高端技术装备投入面临困
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局
当前，煤炭总量控制取得初步成效，市场供大于求的态势有所
缓解，企业效益有所好转。但是，我国煤炭产能严重过剩、供大于求的
趋势目前没有根本改变，煤炭经济低位运行的态势短期内也较难改变，
煤炭市场仍存在较大的不确定和不稳定性因素。煤炭企业在前期经济效
益普遍下滑亏损条件下，债务问题严重，资金周转困难，科技投入难以
保证，煤矿技术装备的经济性和实用性成为煤炭企业关注的重点。4、煤
矿智能化技术瓶颈仍待攻克
煤矿智能化技术装备对煤层赋存条
件要求相对苛刻，技术装备适应性亟待加强。尽管近年来我国在井工煤
矿智能化开发技术装备领域取得较大进展，但仍然存在诸多技术瓶颈尚
未攻克。如电牵引采煤机具备了远程控制、温度压力监测和过负荷降速
等功能，但在智能调高、自动化控制及可靠性等方面仍存在差距。液压
支架在最大高度、工作阻力等方面领先于国外产品，但可靠性和智能化
水平仍与国外先进水平存在差距。岩巷掘进机机电一体化程度大幅度提
升，但在硬岩截割工况识别、智能判断、截割转速和切深智能调速等方
面还与现场需求存在差距。二、煤矿智能化开发急需突破的核心技术《能
源技术革命创新行动计划（2020-2030年）》指出，2030年要实现智能化
开采，重点煤矿区基本实现工作面无人化，巷道集中控制，全国煤矿采
煤机械化程度达到95%以上，掘进机械化程度达到80%以上。为确保规划
目标的实现，有必要针对井工煤矿开采的重点领域和薄弱环节开展技术
装备研发。当前急需突破的核心技术主要包括以下几个方面：1、信息精
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准感知技术地质条件、开采条件、设备状态的精准感知是实现煤矿
智能化开发的重要前提，重点攻克地质掉件超前精细探测、开采条件实
时预测与处置、设备位置及姿态精准感知等技术。2、设备智能控制技
术工作面设备智能控制是煤矿智能化开发的核心，重点攻克液压支
架围岩耦合自适应控制、煤岩界面智能识别、煤岩高效自适应截割、多
机协同控制、故障智能诊断处理等技术。3、稳定性可靠性技术
装
备运行的稳定性和可靠性是煤矿智能化开发的关键，重点研究关键元部
件失效模式与故障机理，构建关键部件及系统可靠性评价体系，攻克关
键元部件材料和制造工艺，为工作面自动化、智能化和无人化提供可靠
保障。结束语煤矿智能化开发是煤炭工业转型升级发展的必然要求，
井工煤矿智能化开发以信息化、数字化、自动化为手段，以无人化开采
为目标，必将有力推动煤矿安全高效矿井建设。但目前的智能化开采技
术整体上仍处于起步阶段，仅在条件较好的部分矿区得到实现，还达不
到严格意义上的智能化开采水平。目前，以信息技术为代表的现代科学
技术日新月异，煤矿智能化开发技术装备必须固本拓新，进一步攻克信
息精准感知、设备智能控制以及稳定性可靠性等方面的关键技术，全面
提升煤矿智能化开发技术装备水平，最终实现煤矿工作面开发无人化。
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摘要：近年来，煤炭行业信息化、智能化建设步伐加快，智能化开采已成为大势所趋。煤矿工作面、施工技术、劳动组织和安全措施等各种系统构成了煤矿智能化开采。为了能够全面推进煤矿智能化开采技术水平，必须了解煤矿智能化开采中存在的问题和优势，积极探索未来智能化煤矿开采的发展方向，满足现代煤矿事业的可持续发展需求。本文主要讨论智能综采工作面的开采技术和控制。
关键词：煤矿；智能化开采；现状；发展趋势
中图分类号：TD67文献标识码：A
引言
煤矿智能化开采的推进不仅可以促进煤矿减员提效，还可以最大程度上促进煤炭行业的可持续发展。其将传统的劳动密集型产业升级为技术集约型产业，具有较强的市场竞争力。然而，实现煤矿智能化开采并不是一件容易的事。一方面，现在智能化还处于起步阶段，缺乏相应的技术积累；另一方面，现在传统采矿专业的技术人才知识有限，很难满足智能化开采的技术要求。本文从中国煤矿智能化开采的现状出发，对煤矿智能化开采的未来进行了展望。
1智能化开采现状
要想实现采煤机的真正无人化控制，采煤机必须要具备高速的信息处理能力，能较为快速地处理需要控制的信息，并发出正确的指令。然而，虽然有些功能在程序上是可以实现的，但是在实际上难以获取准确参数。在智能化开采过程中，液压支架的工作阻力设定尤为关键。但由于岩层运动规律的复杂性，很难找到一个合适的参数。同时，如何在井下相对闭塞的环境下实现对采煤机运动状态的实时调整，也是个技术难题。在煤矿智能化进程过程中，最大的问题是缺少这方面的人才。由于智能化处于刚刚兴起的阶段，专业技术人才培养得还比较少，很多学校才刚刚开设智能化开采专业。传统采矿行业的采矿工程技术人员多只是熟悉
采煤方法，而对智能化方面的知识还缺乏认识。此外，资金问题也是一个主要问题。智能化矿井需要大量的基础设施建设，需购置大量的信息化设备，投入非常大。
2煤矿智能化开采技术
2.1记忆割煤技术
采用记忆割煤模式时，采煤机自动调用记忆数据重复割煤。在采煤机摇臂上安装摇臂摆角传感器，控制器根据摇臂摆角和摇臂长度及滚筒直径之间的数学关系计算滚筒高度；也可通过在摇臂调高油缸上安装油缸行程传感器，控制器根据油缸行程、摇臂长度及滚筒直径之间的数学关系计算滚筒高度；还可通过在摇臂连接销轴上安装旋转编码器测得摇臂摆角，再根据摇臂长度、滚筒直径计算滚筒高度。采煤机机身沿走向、倾向的起伏姿态可采用倾角传感器分别进行测量，控制器根据倾角值调整采煤机底滚筒挖底量平衡机身姿态。记忆割煤的关键是精准定位采煤机在工作面的位置，采煤机位置定位的方法主要是通过在牵引部低速齿轮上安装传感器，以及在减速齿轮上安装磁体来测量低速齿轮旋转圈数及方向，计算出采煤机行走位移值。
2.2煤矿机器人
煤矿开采过程中利用机器人替代井下作业或者应急救援人工作业等已经成为未来智慧煤矿的新趋势，究其原因，煤矿开采过程中造成的人员伤亡越来越多，利用先进的技术开展煤矿安检和管控，对及时采取应急救援发挥着重要作用。我国近几年加大对机器人的研发和应用，为了提升机器人应用效果，即采用了井下机器人自适应变阻抗力跟踪控制方法。这一方法应用后，避免机器人应用时所产生的碰撞问题和损害到其他设备的风险，即通过研究机器人与环境之间产生的接触阻力等，找出其存在的变化规律，以得出最终的控制参数，应用变阻力跟踪控制方法对机器人的自适应力开展跟踪和控制，减少机器人发生碰撞的次数，实现对机器人的自动化控制。这一方法运用后，能够减少机器人发生碰撞次数，降低对人员及周围环境、设备的损害。
2.3煤流系统智能化
目前我国许多大型煤矿采用综采工作面智能开采技术。通过这一措施，不仅增加了日产量，提高了相应的开采率，而且依靠相关的智能监控方法，延长了煤矿的开采时间，在这一过程中，采煤技术逐步实现了智能化，相关设施的使用率也得到了提高，伤亡事故的概率也降低了。单机自动化能力的加强使综采智能开采技术的发展更加顺利。结合具体国情，加快综采工作面智能开采技术的研究与开发势在必行。综采多个工作面对应的空间很窄，温湿度很高，煤尘多，相关技术人员在操作相关设备时，一旦发现瓦斯爆炸，将导致伤亡事故的发生。鉴于综采工作面相应设备系统的复杂性，很明显，以前的手动控制方式无法避免控制不当的发生，因此无法避免发生故障的可能性导致无法确保相关设备的安全，并且在应用和监控过程中，不同设备的独立运行状态，无法做到有效结合，从而达到集中处理相关信息的目的。
2.4液压支架控制技术
在实际应用的液压支撑控制技术中，其基本原理就是在液压支撑的各个部位配备了姿势感应器，同时利用感应器来获取姿势信号，并把信号传输到姿态控制器，这样就可以始终保持在液压之间达到正常姿势，从而有效改善支架的支撑效应，并避免了顶柱错茬咬架的现象。通过对液压支撑的姿势进行全面监测，可以合理调节液压支撑的动作，始终确保液压支架与围岩相协调。
2.5井下数据分析系统
智能采煤过程中呈现的逻辑模块需要从众多传感器中获取煤矿的具体数据和信息，工作人员必须利用这些信息和数据来高效地分析开采规律。我们进行综合分析以适应智能采矿的各种环境。综上所述，在当今的煤矿开采过程中，准确的信息和数据分析系统可以有效地支持员工更加清晰、全面地了解在煤矿开采过程中面临的困难和问题，也可以进行针对性的解决。
3智能化开采技术发展趋势
结合智能化煤矿开采模型分析，系统内部共分为四个部分，从最底层依次是执行层、感知层、控制层分析决策层。①对于执行层来说，主要包含采煤机设备、液压支架、带式输送机、泵站、刮板运输机以及转载机等煤矿综采设备。②感知
层包含装备感知和环境感知，其中主要针对综采设备的各项运行参数进行检测，同时也针对感知层的环境进行激光扫描以及地质勘探。③控制层也包含综采控制系统，通过采煤机控制“三机”系统，包括供电控制系统和集成工业系统的控制。④分析决策层也包含由总裁设备的工况数据建立起的数据仓库，还包括三维物理仿真技术和煤岩识别技术。在实际煤矿开采中，利用大量传感器来感知状态，利用激光扫描与可见光相机，对地质数据进行全面感知，同时利用传感器捕获大量数据，构建数据库，通过三维可视化技术建立3D模型，同时进行工作面找直，最后将智能决策下发至综采控制系统，实现良好的感知与决策一体化操作。
将智能化技术应用到煤矿领域，能够极大地提升煤矿开采的整体质量与效率，也促使煤矿企业由劳动密集型转向技术密集型。在当前时代背景下，将会有越来越多更为先进的智能化技术被应用到煤矿开采领域，同时软件开采系统同样也会得到进一步完善，各个系统之间的信息数据共享必将趋于稳定，煤矿生产水平一定能够得到全面提升，从而为煤矿企业经济效益的进一步提升提供有力保障。
4结束语
智慧煤矿也成为未来主要发展趋势，智能化开采作为其主要核心技术，我们需要紧紧抓住信息技术和5G技术带来的发展契机，将煤炭开采和数字化矿山的建设融为一体，借助人工智能、物联网技术和大数据技术等促进传统开采矿业的改革和创新，从而构建更加高效的智慧煤矿，实现智慧煤矿的可持续发展。
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尊敬的李总及各位领导：大家好！首先，非常欢迎和感谢各位领导能在百忙之中莅临我矿
调研指导。下面，就我矿智能化工作面的安装调试及现场工业试验情况做简要汇报。
我矿9#煤层资源的三分之二为薄煤层，厚度为0.6-1.6m，平均厚度为1.14m，可采储量约2400万吨。为安全高效地开采9#煤薄煤层资源，优化矿井中长期的生产衔接，我矿自2017年10月份开始薄煤层智能化工作面立项，通过多次调研，2018年确定了项目实施方案。2019年7月开始进入设备地面调试，对远程控制、自动追机拉架、采煤机记忆截割等功能进行了测试。2019年11月开始**智能化工作面的安装，12月底安装完成，并通过集团公司验收。
一、工作面概况**工作面所采煤层为9#煤，位于二水平九四盘区，煤层底板标高为478-584m。工作面设计倾斜长度为133.5m（中至中），走向长度为1540m。工作面平均采高1.45m。巷道揭露的煤层厚度为0.58-1.50m，平均厚度1.10m。工作面煤层走向SW220°、倾向NW310°,煤层倾角2°-13°，平均倾角3°。正常涌水量8m3/h，最大涌水量30m3/h左右。
直接顶为粉砂岩，黑灰色，致密，具水平层理及缓波状层理，节理不发育，属于稳定岩层。基本顶为细砂岩，黑灰色，以石英为主致密，含泥质条带，具缓波状层理。直接底为砂质泥岩，黑色，无层理，质不坚，岩芯破碎，厚3.50m；基本底为细砂岩，黑灰色，以石英为主致密，含泥质条带，具缓波状层理，含植物化石碎屑。
附件：智能化工作面包含的子系统及其功能
二、智能化设备参数
设备名称
制造公司
刮板运输机
**煤机
转载机
**煤机
破碎机
**煤机
胶带输送机
**煤机
数量1部
1部1台2部
型号参数型号：SGZ-764/400生产能力：400t/h运输机长度：135m总装机功率：低速2×125kW高速2×250kW型号：SZZ-764/132生产能力：600t/h总装机功率：132kW型号：PLM1000通过能力：1000t/h总装机功率：110kW型号：DSJ100/80/160
备注现有设备大修
现有设备现有设备现有设备
乳化液泵
无锡威顺
中间液压架支架排头
架
**煤机**煤机
采煤机
上海创立
生产能力：800t/h
皮带宽度：1000mm
型号：BRW--400/31.5
额定压力：31.5MPa2台
额定流量：400L/min
电机功率：250kW
现有设备
86架型号：ZY4000/09/19D
4架
型号：ZY4400/10/23
金德大修
型号：MG2×2×
200/930-WD
切割功率：2×200kW×2
牵引功率：2×55kW
油泵功率：20kW
滚筒直径：1250mm1台
卧底量：486mm
新购
机面高度：870mm（使用加
销排后为970mm）
过煤高度：295mm（不计刮
板板高度）
采高范围:1.2m-2.6m
可采硬度系数f≤4
整机重量：37吨
整机长度：≈12m
供电电压：3300V
1套，包括：控
制器143台，压
力传感器143
套，行程传感器
135套，采高及
电液控制系统
德国marco
姿态传感器135套，无线遥控15
PM32
套，电磁阀主阀
143套，自动反
冲洗过滤器143
套，高压自动反
冲洗过滤站1套
惯性导航
1套
德国自动控制系统marc
o
人员定位视频监控
1套，共配置人员定位卡110套1套，包括：云台摄像头28套
PM32
照明系统1套，包括：照
新购新购
明灯135盏
1套，包括：工顺槽集控系业电脑5台，触
统摸屏控制器2台，交换机3台
1套，包括：监地面集控系控主机5台，网
统络硬盘录像机1台
3.3kV组合开关
长治伟奇
1台
QJGZ1-1000/3300-2
新购
水处理系统
山西华液
1套
JXGSZ-70JB-4A
新购
三机控制系统天津贝克
1套
KJ50
现有设备
皮带控制系统天津华宁
1套
KTC150
新购
三机组合开关长治伟奇
1台
QJZ5-1800/1140(660)现有设备
3.3kV移变
抚顺特变
1台
KBSGZY-1600/10/3.45新购
1140V移变
中电特变
2台
三、智能化调试开展情况
KBSGZY-1250/10/1.2现有设备
（一）目前正在进行智能化工业试验阶段，生产班依然采用人工
模式割煤。更换型号为MG2×2×200/930-WD采煤机后，生产班单
班产量平均5刀/班，参照原94315工作面同等条件对比，单班生产
效率提升66.7%。
（二）地面远程监控系统已经实现在地面调度中心对综采工作面设备的监控功能，对主要综采设备实时监控。对井下设备的“一键”启停控制和远程干预操控功能还未试验。
（三）综采工作面自动化系统控制中心已经实现对工作面设备（采煤机、液压支架、运输机、转载机、破碎机、皮带机系统）的“一键”启停控制和干预操控功能。
（四）液压支架电液控制系统已经实现在集控中心的控制之下可以在局部及全工作面范围内对液压支架进行调整和修正。基本实现中部追机拉架，现在正在试验割三角煤追机拉架。
（五）采煤机远程集中监控及自动控制系统已经实现在顺槽和地面监控中心对采煤机实时远程自动监测、监控。未对记忆割煤及远程控制功能进行试验。
（六）视频监控系统各项功能已经基本实现。（七）三机和顺槽皮带机控制系统已经实现逐台的远程启动，正在调试联合试运转。（八）工作面人员定位系统已对部分定位卡完成了试验，还有部分未激活。（九）惯性导航系统还未试验。四、下一步智能化调试安排计划
工作项目
完成进度
预计完成时间
完成标准
人员定位系统调试
自动追机拉架、移溜
人员定位系统已经全部更新完程序，但程序尚存在部分问题，存在人员定位卡无法显示或定位错误的现象。已进行测试，机头至机尾自动追机拉架时有丢架现象，目前厂家正联系德国技术人
摘要：当前我国矿山智能化、信息化发展迅速，智慧矿山背景下矿山智能化信息系统建设为矿山开采工作提供了有力的支持。文章通过对智能化信息系统建设进行分析，提出相应的建设策略。
关键词：智慧煤矿；信息系统；智能化；系统建设
引言
现代化的信息技术及智能设备的普及推广,使得传统煤矿企业正朝着资源与开采环境数字化、生产过程控制可视化、信息传输网络化、技术装备智能化、生产管理及决策科学化的智慧矿山方向发展。煤矿安全信息系统从早期单一的监控系统发展到各类监控监测系统的融合,结合煤矿生产系统、管理系统和监控监测系统建立全面综合的自动化信息平台;技术上也从传统工业制造技术逐渐结合了GIS、物联网、大数据、云计算以及多种信息通信技术及智能技术,从而提高传统产业生产力。
1智慧煤矿系统分析
意识决定行为,理念引领行动,智慧煤矿建设是近年煤炭行业提出的一种新发展理念,是指通过物联网、人工智能等新型技术跟煤矿开采技术进行融合,从而让其形成具有全面感知、自助分析等功能的智慧系统。在使用系统的时候,其可以对煤矿开采、运通、安全等方面产生影响。开发智慧煤矿目标就是为了能够让煤矿形成一个完整系统,然后通过智能化技术运行,从而开启科学绿色产业发展模式。
2煤矿智能化信息系统建设现状
2.1无线网传输技术设置缺乏合理性
无线网的有效布置和传输性能的优化处置，是确保采煤机装置的应用质量得到改进的关键。但是，现有的一些无线网传输技术在进行设置的过程中，对于综
采工作面的分析存在不足，在进行无人交换机布置的过程中，无法结合煤矿资源的实际开采需求进行无线网传输技术的布置，难以为无线网传输技术价值的全面显现提供条件支持。还有一些无线交换机装置在进行技术设计的过程中，对于通信渠道的构建情况重视程度不足，缺乏对采煤机装置所需参数信息的有效分析，这就使得无线网传输技术的构建，难以保证数据资源的传导具备足够的稳定性与可靠性，难以为无线网传输技术成熟的适应煤矿开采实际需要提供帮助。还有一些技术人员对于无线传输网络的布置情况研究存在不足，缺乏对采煤机装置参数信息的精准分析，很多数据资源以及视频无法为采煤机的优化调控提供技术性支持，最终导致采煤机装置的控制指令难以完整的适应无线交换机装置的应用需要。一些无线交换机在制定状态监视技术方案的过程中，对于摄像机装置和液压支架装置的配置缺乏有效的监管，导致辅助监视方案的构建不够完整。
2.2技术现状分析
在采煤作业过程中，人工操作的主要目的是能够提前观察到待采煤层变化情况后，操作采煤设备去调整适应变化的煤层，以达到安全高效采煤的目的。采用记忆截割的方式仅是记忆之前的截割轨迹，并不能根据当前煤层变化进行实时调整，因此这种割煤方式具有模糊性，无法实现精准开采。如果能够发明具有自主感知和精准分辨能力的传感仪器或机器人代替人工作业，显然是最优方案。但目前国内外传感技术和机器人技术在短时间内很难达到现场应用的要求
2.3设备现状
在实现综采工作面智能化开采过程中，对设备的要求很高，其中要求设备具有较强的稳定性，具有较强的可靠性以及具备自动化水平的要求，井下采煤机必须具有在线监测和故障自诊断的能力，可以利用记忆功能实现切割，液压支架的电液控制系统应该具有围岩自应力和全工作面可以自动跟机的功能，另外综采工作面智能化开采需要利用手段来及时获取工作面的工作情况以及设备的运转情况，这样的要求提出就必须对设备的通信方式、监控的延迟性质以及视频的系统效果都提出了更高的要求。
3煤矿智能化信息系统建设的方式方法
3.1提高无线网传输技术的设置合理性
在制定无线网传输技术应用方案的过程中，要加强对煤矿开采工作面的重视，保证无线网传输技术可以全面的适应煤矿开采工作面的机械调整需要。在制定无线传输网络设置的过程中，一定要结合采煤机装置的调控应用要求，对采煤机所需的多种参数信息进行完整的分析，尤其要保证数据资源得到精准的传递，是无线网传输技术能够实现对采煤机装置的灵活有效控制处理。因此，一定要加强对无线交换机装置应用特征的关注，尤其要对与无线交换机相配套的摄像机等资源进行系统的分析，使采煤机装置的控制器可以得到正确的设计，并充分适应无线网传输技术的改良需要。一定要强化对煤矿开采过程中监视工作的关注，并在进行采煤机装置控制方案设计的过程中，加强对机载控制器和巷道控制器等装置的重视，使远程监控技术的设计和实施能够充分适应无线网传输技术的具体应用需要。
3.2远程遥控型无人化开采到智能型无人化开采
远程遥控无人化开采是利用拟人手段，模仿人的视觉和听觉来指导工作，这样可以将现场工作人员调度到井上监控中心进行作业，避免了井下复杂环境的影响，达到无人化开采的目的。遥控型无人化开采可以在设备智能化、自动化水平低，关键设备不能正常工作的情况下，可以选择人工进行调整。智能型无人化开采是在恶劣环境下，应用煤岩识别、信息传输、视频监控、工作面直线控制等关键技术进行开采，是一整套集结检测、控制和视频、音频为一体的综合性技术，可以确保综采设备的连续开采、协调和高效安全运行。通过结合现场工作面视频监控技术以及设备反馈信息技术，实现顺槽集控中心对综采设备的远程控制，可以最大程度的减少工人的作业强度，实现对工作面设备、人员的无盲区监视及人员感知、智能闭锁，确保工人的安全。
3.3系统自适应和故障自诊断技术
目前智能化开采技术在智能感知、自主决策等智能化水平相对较低，无法在采煤过程中根据智能化综采工作面地质变化情况完成装备自适应调整，需在智能探测、智能分析和智能控制技术研究等方面进一步探索，提升设备的智能感知、
自主适应和智能控制的能力。由于智能化综采工作面设备数量庞大，且具有多个自动控制系统，系统维护量巨大。日常检修时，仅凭检修人员经验判断故障点，不仅难度大，而且效率低。因此未来需要对智能化开采设备及系统的故障从故障的类别、故障点、处理方式上进行探索，通过大数据分析处理，对现有采集设备的运行参数进行有效过滤及分析，利用算法实现设备乃至软件的故障自动分析、判断与处理，实现故障自诊断。
3.4协同管理
新时代，煤矿生产质量的管理直接关系煤矿的生存及发展，不管是掘进环节、回采环节还是洗选、销售环节，煤矿产品质量数据信息都贯穿于管理和生产的整个过程，利用大数据技术将相应的信息数据、管理任务等进行分解，分由相应部门实施管理，而后利用数据平台系统搜集管理数据信息使其汇聚于质量管理平台系统的数据中心，从而实现各部门间的相互协作，为其生产出能够满足市场需求及变化的高质量产品提供重要保障。此外，利用煤矿产品质量协同管理子系统，既可实时动态地提取和分析质量管理信息，又可为煤矿生产优化及稳定提供大数据支持，以数据共享的方式为其全面质量控制提供支持和保障。
结语
当前智能矿山应用是煤矿产业的一个发展方向,这是煤炭行业的一次技术革命,也是煤炭行业的战略发展方向和发展目标。要始终坚持创新驱动,大力推进高端装备制造,深化信息化应用,通过系统融合和数据挖掘,充分总结现有数字矿山、区域自动化成果和经验,积极探索建设智慧矿山建设,积极抢占科技竞争和未来发展制高点,推动煤炭产业高质量发展。
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一、煤矿智能化开发面临形势煤矿智能化开发是煤炭工业技术创新的重要方向，也是煤炭工业转型升级发展的必然要求。目前，煤矿智能化开发既面临诸多机遇，也面临严峻挑战。1、煤炭工业转型升级发展的需要在当前推动供给侧改革和行业发展面临困局的条件下，煤炭行业必须依靠科技创新走出一条转型升级发展之路。煤炭行业要实施创新驱动发展战略，推动煤炭生产、消费、技术和体制革命，加强国际合作，推动行业发展从高强度资投入型、劳动密集型发展向资节约型、人才技术密集型和两化深度融合型转变。随着煤矿机械化、信息化和自动化程度的提高，通过持续提高煤矿开采技术装备水平，实现煤矿安全、绿色、高效、智能生产是必然趋势。2、保障煤矿安全生产的需要“减人促安”和“无人则安”被广泛认同，通过提升煤矿机械化、自动化、信息化、智能化水平，可在提高煤炭生产效率的同时显著提升煤矿安全生产水平。为此，国家安全监管总局组织开展了“机械化换人、自动化减人”科技强安专项行动，发布了《关于减少井下作业人数提升煤矿安全保障能力的指导意见》，在煤矿领域重点推动煤（岩）巷掘进机械化自动化、煤矿综采工作面机械化自动化、煤矿井下辅助运输自动化、煤矿生产保障系统智能监测控制，大力提高煤矿生产的“四化”水平，保障煤矿安全生产形势持续稳定好转。3、煤矿高端技术装备投入面临困局当前，煤炭总量控制取得初步成效，市场供大于求的态势有所缓解，企业效益有所好转。但是，我国煤炭产能严重过剩、供大于求的趋势目前没有根本改变，煤炭经济低位运行的态势短期内也较难改变，煤炭市场仍存在较大的不确定和不稳定性因素。煤炭企业在前期经济效益普遍下滑亏损条件下，债务问题严重，资金周转困难，科技投入难以保证，煤矿技术装备的经济性和实用性成为煤炭企业关注的重点。4、煤矿智能化技术瓶颈仍待攻克煤矿智能化技术装备对煤层赋存条件要求相对苛刻，技术装备适应性亟待加强。尽管近年来我国在井工煤矿智能化开发技
术装备领域取得较大进展，但仍然存在诸多技术瓶颈尚未攻克。如电牵引采煤机具备了远程控制、温度压力监测和过负荷降速等功能，但在智能调高、自动化控制及可靠性等方面仍存在差距。液压支架在最大高度、工作阻力等方面领先于国外产品，但可靠性和智能化水平仍与国外先进水平存在差距。岩巷掘进机机电一体化程度大幅度提升，但在硬岩截割工况识别、智能判断、截割转速和切深智能调速等方面还与现场需求存在差距。
二、煤矿智能化开发急需突破的核心技术《能技术革命创新行动计划（20__-2030年）》指出，2030年要实现智能化开采，重点煤矿区基本实现工作面无人化，巷道集中控制，全国煤矿采煤机械化程度达到95以上，掘进机械化程度达到80以上。为确保规划目标的实现，有必要针对井工煤矿开采的重点领域和薄弱环节开展技术装备研发。当前急需突破的核心技术主要包括以下几个方面：1、信息精准感知技术地质条件、开采条件、设备状态的精准感知是实现煤矿智能化开发的重要前提，重点攻克地质掉件超前精细探测、开采条件实时预测与处置、设备位置及姿态精准感知等技术。2、设备智能控制技术工作面设备智能控制是煤矿智能化开发的核心，重点攻克液压支架围岩耦合自适应控制、煤岩界面智能识别、煤岩高效自适应截割、多机协同控制、故障智能诊断处理等技术。3、稳定性可靠性技术装备运行的稳定性和可靠性是煤矿智能化开发的关键，重点研究关键元部件失效模式与故障机理，构建关键部件及系统可靠性评价体系，攻克关键元部件材料和制造工艺，为工作面自动化、智能化和无人化提供可靠保障。结束语煤矿智能化开发是煤炭工业转型升级发展的必然要求，井工煤矿智能化开发以信息化、数字化、自动化为手段，以无人化开采为目标，必将有力推动煤矿安全高效矿井建设。但目前的智能化开采技术整体上仍处于起步阶段，仅在条件较好的部分矿区得到实现，还达不到严格意义上的智能化开采水平。目前，以信息技术为代表的现代科学技术日新月异，煤矿智能化开发技术装备必须固本拓新，进一步攻
克信息精准感知、设备智能控制以及稳定性可靠性等方面的关键技术，全面提升煤矿智能化开发技术装备水平，最终实现煤矿工作面开发无人化。
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