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探讨煤矿智能化开采技术的创新与管理

摘要：在煤矿产业的智能化开采过程中，采用自动化技术和智能化技术是实

现智慧煤矿产业发展的核心技术。在开采的过程中将根据不同的开采环节引进先

进的机械设备实现智慧开采，有效减少在各个生产环节中的人力资源投入，提高

整体开发的质量和效率。当前，智能化开采属于起步阶段，随着各类高效、高端

的综合采掘技术与装备技术的快速发展，煤炭智能化开采的机械化水平与自动化

水平全面提高，在更大程度上为煤矿产业的发展提供了保障。从2014年陕煤集

团黄陵矿业公司建成首个成套国产装备智能化无人工作面，到如今陕煤集团所属

38对矿井智能化产能已达到1.8亿吨/年，占总产能的93%，94%以上采煤工作面

实现了智能化开采，成效斐然。近年来，陕煤集团加强关键核心技术攻关，加快

新一代数字技术与煤炭产业融合创新，核心竞争力稳步提升。2021年10月20日，

全国煤炭行业“首个全矿井智能化运行”启动。陕煤集团张家峁矿业公司历经4

年建成了信息基础设施、地质保障、采煤掘进、主煤流运输、通风管控等13个

智能化系统和50个智能化子系统，实现了全矿井智能化。

关键词：煤矿产业；智能化开采；关键技术创新

引言

随着信息技术的不断发展改变了人们的生活方式和生产方式，智能化手段进

入了各个行业之中，也推动社会的发展变革。煤矿资源作为当下使用量比较高的

重要资源，煤矿企业想要发展转型也需要借助智能化技术来实现。目前，智能化

手段在煤矿产业中的使用效果仍然有较大的进步空间，为了能够实现煤矿产业的

发展，眼下需要对煤矿智能化建设中存在的问题进行细致的分析，并根据问题找

出解决办法。

1智能化开采系统架构

智能化开采在传统开采方式的基础上，如果要实现综采装备完全摆脱生产人

员直接操控，使综采装备依据开采系统进行自主决策、自动运行，则需解决开采

空间多维信息采集及融合，智能开采决策、控制和综采装备群智能化协作3个问

题。因此，将可视化远程干预生产模式中生产人员的“看、想、控”拓展为“感

知、决策、执行、运维”4个技术维度，从而构建具备全面感知、自主决策、自

动执行、智能运维4种能力的综采生产系统。该系统以待开采煤层与开采装备之

间的相互作用机理为主要研究对象，通过将大数据、人工智能、先进传感等高新

技术与煤炭开采工艺、装备充分融合，以实现智能化技术服务于实际煤炭开采，

并最终达到综采工作面无人的目的。（1）全面感知实现对开采空间内环境、装

备工况的实时感知，包括感知待开采煤层赋存条件、围岩特性、开采环境状态及

成套装备工况，并实现多维感知数据融合。（2）自主决策根据煤层与开采装备

群之间的相互耦合、作用机理，建立开采决策控制模型，形成适应煤层赋存、开

采空间状态的综采装备自适应控制逻辑。（3）自动执行综采装备群在生产过程

中可根据自主决策指令，实现准确、稳定、可靠的执行。（4）智能运维以大数

据分析与历史数据挖掘为支撑，实现对综采装备、控制系统运行状态的有效监护，

确保智能化开采系统能够持续良好地运转。

2煤矿智能化开采技术的创新与管理

2.1井下信息传输网络线路

在煤矿开采过程中，通常需要在井下设置有线和无线传输通讯网络，从而为

煤矿信息智能化管理系统提供必备的硬件设施。在网络线路的布设过程中，需要

WIFI、LORA以及5G等技术，并且传输网络的设置上也应当保障宽带足够大、中

继设备少以及设备功能强等基础优势。首先，矿井传输网络的宽带直接影响了信

息的传输速率，足够大的宽带能够很好地保障无线的顺利接入，进而促进传输距

离的进一步扩大，增强设备的抵抗故障能力，在面对突发事件时能够很好地处理。

同时，网络架构中的荣誉架构也能能够有效促进光网络的形成。其次，在网络传

输过程中，信息传输网络线路所需要的中继设备相对较少，网络设备的体积也相

对较小，既能够满足系统兼容性的基础要求，也能够保障稳定的性能。从这一层

面来看，加强井下信息传输网络线路的应用能够促进信息智能化系统的有效管理，

确保网络环境安全。最后，设备功能的进一步强大是井下信息传输网络线路的一

个技术应用，对于煤矿企业的核心业务来讲，所需要的服务器需要有较强的冗余

功能，该技术的应用具有掉电保护功能，从而促进网络的良好运作。

2.2连续生产保障技术

随着工艺的发展与进步，新的开采工艺层出不穷，对生产的保障就显得尤为

重要。连续生产保障技术主要基于输送平衡控制技术和防撞技术的原理，从而实

现对采运过程的平衡控制。智能化采煤中割煤过程主要取决于采运过程中的平衡

控制，从而可以形成高效且安