智慧煤矿与智能化开采技术的发展方向
摘要：为解决日益突出的环境问题，必须找到未来煤炭燃烧的发展方向，掌握
与煤炭类相关的信息和应急核心政策。

通过研究、分析世界各国“煤炭污染治理的研究分析”得出结论：通过引用的新兴技术，可以更好的推进新型科技的发展。

从煤炭的发展方向来说，为实现不同流程中信息的多样化与智能化协同发展，达到
共同完成生产任务的目的；为实现煤矿产业、阶段性煤炭矿物质的总目标和发展
路径的智慧化，以促进煤矿产业的智慧化发展的目的。

智慧化的煤矿产业就必须
要智能化开采，这是煤炭工业发展的必然选择，也是解决煤炭工业发展方向的重
要措施。

摘要：智慧煤矿；智能化；技术分析
当前，世界上最经济的化石能源是煤炭。

未来某一时段，由于煤炭在世界能
源结构中占比惊人，而能源主题国家类型较多，为达到脏产业安全、顺利转型，
更好的减少煤炭生产、利用带来的环境负效应的目的，因此，当前世界各国煤炭
发展的方向，必须利用先进的科技进行绿色、高效、清洁的开采和利用。

1、构建智慧煤矿的基础和平台
智慧煤矿的总目标是：带领煤矿构建科学完善的智慧系统，实现整体运转的
智能化和绿色化的开采、利用。

智慧煤矿最基本的煤矿处理要求：数字化、信息化。

理论方面要处理的问题有:统一表达数字煤矿多源异构数据的关系；开采系统
作用机理姿态智能控制与复杂环境的理论基础；矿井设备群健康状况及维护的措施。

在建设智慧煤矿流程中，八大智能生产运行系统均囊括在内。

首先要构建的
是承载生产运行系统的智能云平台。

MOS系统综合管理操作平台就是智慧煤矿，
从根本上说，是感知一体化的矿山信息，建设、展现、应用智慧矿山的一个平台。

利用煤矿配对的子系统、传感器、智能设备获取数据，运用业务逻辑功能性、多
需求通讯，分析大数据和云计算加工。

人员管理等应用功能分属于内置系统的建设。

确保智慧煤矿科学有效展开的首要条件是：做好智慧煤矿顶层的设计。

智慧
煤矿建设从一套标准系统出发，组建一张感知整体的网络，建设一条高速传输的
数据通道，形成一个大数据应用中心、一个面向多业务云服务的平台。

2、智慧煤矿与智能化开采关键技术分析
2.1将先进的定位、导航和通信技术应用到井下
井下精准定位是的精准控制的前提条件，通过5G通讯技术实现决策性控制，确保通信的准确性和稳定性。

在井下，通过导航、精准定位、运用5G通信技术
实现井下的三维环境。

利用三维模式，实时纵观、研究、建图井下三维模型自动
技术，推进设备精准定位，通过导航、通信技术能更好的处理井下狭长、转角多
等诸多关键问题。

2.2物联网云计算技术
从分布式计算技术出发，组建综采工作面的大数据云计算框架。

开发争对专
家分析决策、支持各种数据类型的数据分析引擎，研发标准算法库、扩展接口，
实现大数据的云计算和数据的对外交互工作。

2.3精准定位、导航地下开采设备的技术
为确保煤矿的开采科学有序进行，掘进设备按质按量完成推进的目的，就必
须要精准定位、准确测量开采设备的空间位置、运行路径。

现实中，由于井下空
间封闭、复杂，电磁干扰严重，缺乏卫星导航指引，因此对设备的精准定位和导
航很难做到。

2.4利用三维场景实时再现工作面各种情况的技术
设备智能控制的前提条件是正确测量、感知井下工作面设备的位姿和运行状态。

由于井下环境复杂多变，要找到可靠性高、精度高的定位、导航体系的关键
技术很难，只有具体情况具体分析再具体应用技术。

比如捷联惯性导航技术，适
用于复杂境下的。

2.5分析大量的复杂的数据技术
矿山生产系统规模巨大且复杂，在生产流程中会产生大量的数据，须要分析。

由于当前技术的匮乏，很难提取出科学有效的数据，无法分析出开采过程中数据
关联的规律，更无法应用到智能化开采、控制工作中。

2.6无人开采核心技术与设备的智能化
由于智能化无人开采技术的不断普及，机械化、信息化越来越来完善，因此
井下精准定位、导航等重要性技术的应用也越来越成熟。

在地质条件、生产环境
和安全要求不断变化、更新、提高的情况下，智能化的无人开采技术将会越来越
受青睐。

2.7掘支平行快速化工作的技术
在掘进工作中，掘与支的问题始终没有得到合理解决，科学合理的促进支护
作业的机械化、快速化发展，就能解决好掘进工作的关键问题。

为达到更好更科
学的处理好这一关键性问题，就必须要突破2个重点，一是掘进临时支护作业工艺；二是钻锚注一次作业工艺。

一方面开发柔性自移临时支护体系，创造永久性
支护滞后设置的条件；另一方面开发新型钻锚注、一次性安装锚杆或随掘自动钻
装体系，统一零散的掘进支护生产流程，达到掘支平行快速化工作的要求。

3、开发相关的技术
3.1开发综采工作面控制技术和体系
开发综采工作面分布式多机协同控制技术与体系关键点:一是组建有统一坐标
系统的综采设备群姿态模型、位置关系的运动学模型。

二是综采工作面分布式多
机共同控制的原理与算法。

三是仰俯开采等复杂条件下，改进液压支架自动跟机
移架等的技术和装置。

四是开发具备快速响应特性的智能化供液体系。

3.2充分利用综采集成、挖掘的大数据技术
研究内容4大重点：一是围岩环境数据与各类型各时间尺度的数据插值算法
和软件，分层次组建数据特性数据库。

二是为扩宽学习的深度广度，组建智能化
开采的控制行为模式推理与决策算法和软件。

三是关于围岩环境、设备运行趋势
的推理算法和软件。

四是组建综采大数据推送措施和体系。

3.3开发获取井下环境高清视频的技术
技术要点：一是要有仿生除尘的部件，本安型防爆视觉传感器要具备智能去噪、去雾的功能。

二是跟随设备学习井下视频压缩的算法。

三是具有采集、储存
大量的实时井下视频图像的平台。

3.4开发综采设备实时动态位置和位姿的检测技术
技术要点：一是传感技术的研发。

二是井下环境中，传感器之间，数据通信
与多源传感数据的融合、定位技术。

三是在复杂井下环境中，各种综采设备的不
同传感方式的集成与检测装置。

4、智慧煤矿和智能化开采发展的策略
为建立健全我国煤矿资源与产能布局，在煤炭资源开发的基础产业政策上，
转变传统的开采方法和产能装备，势在必行。

在转变原有的煤矿生产、运行模式
的基础上，统一智慧煤矿和智能化开采方案，维护好系统云端服务，智能化、专
业化开采班组，在强化市场服务的同时处理好煤矿人才与管理运行水平失衡的状况；在加快构建智慧煤矿和智能开采技术标准、运转管理规范的同时，组建安全
章程系统，以更好的促进智能化、无人化开采，提升智能化无人开采技主术和设
备更新换代的时间。

5、结语
综上所述，煤炭事业的智能化发展，势不可档。

为适应新形式下的智慧煤矿，在技术层面就必须要不断的引进、研发新的科学技术，更好地促进煤矿开采的智
能化、自动化、无人开采，实现煤矿开采与环境发展相协调，以最大化企业的利润。

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