煤矿智能化开采技术的有效创新

1 创新地质信息系统，完善探测技术装备

在煤矿开采工作中，地质信息十分重要，其是保障煤矿开采工作质量的基础条件，需要构建完善的地质信息系统，从各个维度去掌握煤矿开采的动态化信息，保障地质信息的精确性。可充分利用智能化技术，优化地质信息系统，为智能化决策提供可靠的参考依据，不断地开发和创新探测关键技术及其设备，自动采集和获取地球物理数据，并对所采集的数据进行科学处理，建立完善的四维动态模型，即地质-巷道模型，设立全方位地多源矿井四维GIS云平台，实施三位电子图管理，推动煤矿智能化开采的发展。当前的地质数据已经逐步实现多部门的共享，有专业的软件系统支持画图、编制文档等，工作效率比较高，但是其缺点在于无法实现矿井信息的自动更新，需进一步完善创新体系。

（1）矿井4D云GIS平台，此平台的建设有利于加强对地震资料、生产实测数据、矿井GIS图件等资料的一体化管理，有利于实现大数据共享服务平台，基于移动客户端来开发高效的矿图管理系统 ；

（2）实施全数字高密度三维地震数据采集技术，提高物探技术水平，大力推广钻孔岩性探测技术，实施3D地震数据采集技术。在GIS技术的基础上，全面构建三维数字模型，以便全面掌握煤矿的实际状况，在实际开采施工中，不断更新各项参数，优化数字模型，构建四维的动态化模型，可全方位查询历史参数，使矿井的各项信息更为透明。

2 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。因此需要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。

从以下两个方面进行创新：

一方面，需要提供物联网位置服务。利用超宽带定位技术，帮助煤矿开采工作了解复杂环境中的各项参数条件，如温度、湿度、不同介质条件下的定位等。建立健全的协同定位平台，利用激光雷达进行准确定位，根据基站晶振误差的自动补偿，对人员、设备位置进行定位，计算其速度和加速度，保障各项设备的正常运转，避免设备和设备间发生碰撞。

另一方面，充分发挥物联网云计算服务的作用，基于分布式计算技术，实现科学的大数据处理，实施有效的数据分析工作，为决策者提供可靠的信息。其涵盖的数据类型包括但不限于生产管理数据、时序数据、音视频数据等 ；所采用的数据分析方法有回归法、分类法等。

3 创新巷道智能化快速掘进技术

在煤矿开采施工过程中，巷道掘进环节十分重要，直接关系煤矿生产的最终效果。当前在巷道掘进施工过程中，所采用的主要是单体锚杆钻机，其效率并不高，所需要的施工时间比较长，而且在工序上具有一定的复杂性，不具备准确的定位功能，所使用的掘进设备较为落后，不利于巷道掘进工作的长远发展，难以实现煤矿开采的智能化。为此，应创新巷道快速掘进技术，实施远程智能管控平台技术，改变传统的巷道掘进技术模式。可从以下方面着手：

（1）应用快速支护及掘支平行作业技术。一方面，制定柔性自移临时支护系统，以便自动支护掘进设备，拓展机身防护范围，简化掘进支护工序，使之分散的生产工序统一，以便快速进行生产作业。另一方面，可利用现代智能化技术，研发锚杆支护机器人，利用联网技术、自动铺网技术，实现支护工作的智能发展，代替人工作业，节约人力成本，提高其施工安全性。

（2）创新自主导航与自主连续截割技术，加强对煤岩硬度的研究，掌握截割刀具的力学特性，研发全巷道高效自适应集料系统技术。

（3）不断地优化智能化掘进支护施工设备，为掘进支护施工提供重要的工具保障。

4 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：

（1）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 ；

（2）采用高效的防爆视觉传感器，其具备良好的除尘、去噪、去雾功能，可对采集的矿井下视频、图像进行有效储存 ；

（3）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。