发展智能化矿山应与采矿工艺技术深度融合

发展智能化矿山应与采矿工艺技术深度融合

李泳霄

桂林鸿程矿山设备制造有限责任公司 广西桂林 541000

摘要：为了提高煤矿企业开采工作的安全系数，实施智能化矿山与采矿工艺技术的深度融合尤为重要，这也逐渐成为我国煤炭企业未来发展的必经之路。基于此，本文主要分析智能化矿山的发展思路，并提出智能化矿山与采矿工艺技术深度融合的具体表现。

关键词：智能化矿山；采矿工艺技术；深度融合

引言：我国矿产企业的未来发展趋势主要是智能化矿山与开采工艺技术的深度融合，需要遵循正确的基本原则，合理规划出智能化矿山的建设框架，并构建出完善的工作管理体系，利用多种先进的煤矿开采技术实现煤矿智能化系统，促进我国矿产企业得到更好的发展。

一 智能化矿山的发展思路

智能化矿山的发展不仅是对原有的技术加以改善和升级，更主要的是在工业领域范畴内充分体现出其技术作用和地位。智能化开采的发展一共有四个阶段，分别是机械化、电气化、自动化和智能化，通俗来讲，自动化指的是依据某种特定标准和程序自动执行，然而智能化代表的一种主动性。从整体目光来看，智能化矿山主要凭借的是现代化控制、大数据、互联网和基本采矿科学的融合发展，这也是现阶段我国煤矿开采技术发展的重要趋势，建设智能化矿山已经逐渐成为国内和国外煤炭企业发展的必然选择。在人工智能和采矿工艺技术的深度融合过程中，虽然很多行业已经开发出相关的智能化技术和自动化技术，但是其根本目标是要与采矿工艺技术深度融合，煤矿开采期间使用的技术才是支撑企业发展的基石，相关部门需要结合采矿发展趋势再利用其他领域的专业技术去努力实现目标。

三 智能化矿山与采矿工艺技术深度融合的表现

1. 数字采矿软件系统平台

数字采矿软件系统平台主要是将三维可视化技术、数据库和CAD等有效结合，涵盖采矿、生产计划和矿山地质等功能一体化的作业软件系统平台，是发展智能化矿山的核心内容。不但可以优化矿山生产管理的技术信息水平和工作效率，也在一定程度上提高了矿山企业的技术生产水平。数字采矿软件平台在煤矿开采工程中的实践应用主要体现在以下几方面。其一，地质应用。主要包括地质工程数据库，在煤矿开采过程中，可以利用矿体模型构建出一定的地块模型，并进行储量计算，生成动态化储量报告；其二，测量应用。不仅支持传统经纬仪测量数据的导入，还支持全站仪测量的腰线法、三维激光扫描仪测量数据的导入和断面法等等，自动化形成采矿坡底线、三维采矿地理位置模型，并根据一定周期内的测量验收自动计算出采矿数量和剥岩量等；其三，地下采矿。实现开采储量、金属量和损失率系数的计算，实现煤矿开采的自动编制、仿真模拟等内容；其四，爆炸设计。提供地下矿山实施爆炸设计边界、装药和矿量的计算以及工程图纸绘制等功能。

2. 智能化安全保障技术

智能化保障技术是智能化矿山框架组成的关键技术之一，其所涉及的内容较为广泛，首先是地质环境的动态化分析，主要包括冲击地压和矿压的实时监测等，其发展前景应该是逐渐形成全地质信息高精度的监测预警系统。其次，随着环境和工作人员的改变，将现存的传感器有效集成，将其形成便于携带和有效的感知网络，无论工作人员在哪个地方以及自身的岗位职责，都可以通过网络查询出来，而且详细了解到其所处位置是否具有安全性，甚至可以为其规划出事故发生后的最佳逃生渠道。智能化通风平台可以精准判断出矿场位置风网的实时计算结果并推出相应的控风方案，主要涵盖远程调节风速和智能化调节等功能。在矿井的防尘降尘领域当中，相关部门需要重点关注主动性的防护，采用先进的主动式呼吸过滤装置为工作人员的身体健康提供一定的保障，并在具体的产尘位置有效防控煤尘的产出，并在关键点上做出自动化和智能化的监测。当粉尘超标后，及时开启降尘防尘系统在最大限度上减少井下粉尘的浓度^[1]。

3. 巷道智能化快速掘进技术

开展煤矿开采工作的前提就是要做好巷道掘进，采掘失调是煤矿开采工程中最常见的问题，现阶段很多煤矿主要由单体锚杆钻机实现煤矿挖掘的支护工作，但是这种支护方式存在诸多问题和不足，主要体现在工作程序复杂、钻孔效率偏低等等，这些问题都致使钻机出现定位难度系数大的现象。想要在根本处解决这种问题，需要将掘、锚两项工作保持平衡状态。

4. 崩落采矿开采技术

崩落采矿开采工业技术在智能化矿山发展中占据着重要的地位，在实际的采矿过程中，矿山的高度很高，开采矿物需要进行深层作业，工作人员在进入矿井后需要使用技术设备。如果矿井的顶层较高往往会出现倒塌现象。崩落采矿工艺技术可以用于破坏矿井表面的上方位置，有效将表面损坏带来的风险等级降低到最小化，并更好的保证煤矿开发的安全性和可靠性。崩落开采技术主要有两种形式，分别为隧道和无底坑设备，在应用这些手段过程中，可以结合实际情况适当调整其中的数据，比如施工阶段的高度和断面的长度等等，确保开采项目可以有序进行。崩落采矿技术有效处理了矿区存在的采矿问题，优化工作人员的采矿作业环境，为智能化矿山的稳定发展提供更多技术条件，大大节省了经济投入，在社会经济和科学技术的发展进程中，崩落采矿技术也在不断完善和改进，为采矿企业带来更多经济效益和社会效益。

5. 智能化煤矿物联网技术

在煤矿物联网的应用期间，一方面，可以构建出精准定位矿井下方工作人员具体位置的感知区域，为其出现安全事故时进行快速搜救提供有力的帮助；另一方面，煤矿物联网技术通过边缘计算和云计算的有效融合，加快了设备数据的互通与共享。

1. 物联网位置服务

物联网位置服务主要构造于超宽带定位技术的基础上，并在复杂繁琐的采矿工程中实施合理操作，可以根据实际情况开展深层次的探究和分析，并借用激光雷达等辅助工作的支持实现精准定位，构建出完善的定位平台，此平台可以实现网络自主功能，充分体现出智能化矿山发展的要素，还可以智能化补偿晶振时出现的误差，实现对设备操作人员和设备的运行状态实施精准的定位计算，减少设备在正常运转过程中出现各种故障问题，为操作人员的安全提供一定的保障^[2]。

2. 物联网云计算服务

互联网云计算主要将分布式计算作为基本原理，并在此前提下构建出综合性采矿工作大数据的计算框架，进而获取更加精准的算法数据库，实现综合性数据体系的动态化分析和聚类等等，实现主流数据可视化的设计应用以及外部数据的互通互补。

6. 充填采矿技术

采矿过程中，为了确保智能化矿山的安全性和稳定性，需要填充足够的空白区域，为采矿环境的安全和项目的有序进行提供一定的条件，采用特殊性质的填料在固定区域内填充孔隙，便可以确保在采矿施工期间不会出现坍塌状况。矿物填充技术的使用可以通过在采矿作业和深层钻探等方面加入先进的技术设备来保证采矿环境的安全性，也为下一步工作的开展铺平道路，保证建筑物的安全。采矿工艺技术的进步要求注重工程的安全性，利用不同的技术方法预防事故的发生，提升整个项目的质量。

结论：综上所述，对于未来的发展和转型，现代化采矿技术对于智能化矿山的发展与建设来说尤为重要。实施采矿工艺技术需要充分意识到矿物提取的条件，为了满足低碳环保和绿色生产等要求，需要根据煤炭的特性选择采矿技术，促进我国采矿工业的发展。

参考文献：

[1]张永新.智慧矿山框架与发展前景研究[J].产业创新研究,2021(14):76-78.

[2]秦登朝.发展智能化矿山应与采矿工艺技术深度融合[J].中国金属通报,2021(05):3-4.