试论当前煤矿开采技术及绿色开采技术

王永胜

摘要：为了进一步提高煤矿开采的效率和安全性，我国的煤矿开采逐渐以智能化为导向，目前其智能化水平还比较落后，智能化将是一个长期而漫长的过程。智能化是生产力变化的重要方向，是新时期煤炭开采的必然要求。我们要全面实现智能化，就要从各方面加和改进。首先是树立生态优先、环境保护为主、绿色发展的理念，结合人工智能、物联网、5G云计算、大数据等先进技术，加快煤矿智能化开采技术的发展。

关键词：煤矿；智能采矿绿色开采

1煤矿智能开采技术的概念和作用

煤矿智能化开采是通过互联网将人工智能、云计算、大数据等先进技术紧密结合在一起，充分发挥现代化新科技优势，实现对煤矿开采工作的指挥、调度和监控，同时致力于自动化安全生产设备的应用，减少繁杂的开采环节，减少人力，实现煤矿的可持续发展和智能开采技术。第一，智能开采有效地减少了劳动者的数量，使少数人接近无人，使劳动者能够在地面进行远程操作，危险性大大降低，安全系数大，煤矿开采的安全效果也大。另一方面，通过将智能运营平台和开采技术引入煤矿的生产和开采，工人们摆脱了危险的开采现场，从繁重的体力劳动中解放出来，在更加安全舒适的环境中工作，幸福指数有效。

2国内煤矿智能开采技术发展现状

我国采煤技术经历了人工炮采、普通机械化开采、综合机械化开采和当前智能化开采四个主要阶段。经过几代人的不断探索和艰苦奋斗，煤矿智能化过程从无到有。近年来，我国加大了技术创新和科技创新的力度，在煤矿智能化开采的重大设备、关键技术、理论等方面都取得了重大成果。快速发展的高科技从技术层面上保证了煤矿智能化开采的实现。目前，国内大多数煤矿正在逐步改进和淘汰过去的老开采模式，不断引进国外先进技术设备，使煤矿开采朝着智能化方向发展。例如，西安科技大学基本实现了参观陕西高端能源化工基地国情观察工作团的神童煤炭集团的对流层顶煤矿、宝莲塔煤矿的综合开采自动化工作面及其地面控制，实现了综合工作面的少数高效自动开采。随着先进的采煤技术和设备投入开采工作，很多正在建设的矿山和已经投入开采的矿山基本实现了煤矿开采的效率、智能化和安全性。近年来，我国积极引进国外先进的采煤机、刮板输送机、液压支架等，这些智能采煤设备的引进使我国煤矿智能化水平进入了一个新阶段。

3绿色开采

目前，国内煤矿的绿色开采主要分为采油防治、采中控制和采后施工三个阶段。以新东煤炭集团为例，采前防治创新性为三圈，要确立治理模式，即外围保护权、周边常绿权、美化权，结合三圈进行广泛的生态治理，建立预防性生态源。建设了生态矿区，把沙漠变成了绿洲。蔡中控制引用创新的综合生态保护性开采技术，从源头上进行根本控制，防止煤矸石不出井、煤层不着火等问题进一步发生，实现保守开采技术，建设地下分散水库，强调生态保护性开采。总是绿色矿山建设坚持，减少来源，控制过程，最终利用坚持这一理念，采用井下超大型工作面整体下沉、井下煤炭置换等一系列绿色开采技术，大大降低了地表破碎度，最大限度地减少了开采对地表生态环境扰动的影响，稳定了矿区水保生态功能。开采后开发一次性煤炭资源，建立可持续的生态系统，确保沉陷区管理和生态经济林建设，恢复生态和优化功能，生产洁净煤等。

4当前智能建设和绿色开采面临的问题

4.1采矿技术水平弱，环境破坏严重

煤炭需求压力、煤炭供应制约等现实因素、煤炭生产和消费对生态环境破坏严重问题、采煤技术水平总体落后等方面都面临挑战。煤炭开发造成的土地崩塌面积大，出现大量煤矸石等固体废物，矿区环境破坏严重等问题仍然是不可忽视的重要原因。

4.2研究投资不足，安全压力大

煤炭行业研究难度大，研究力度不足，方向比较分散。核心技术创新的突破和颠覆性创新仍然很少。煤炭资源受地质条件限制较大，井工开采占主导地位。煤炭资源开发面临地质条件复杂、采心逐年增加、灾害多发等多种压力，资源采出率还有待提高，智能化水平有待进一步提高。

4.3个人认识偏差，智力不均等。

个别煤矿人员害怕恐惧，没有认识到智能化建设加重了煤矿的负担，煤矿智能化发展是必然趋势。国家能源集团所属煤矿地横跨多个省，煤层赋存条件复杂多样，煤炭开采工艺、技术装备、管理水平参差不齐。部分煤矿由于地质条件比较复杂、技术力量不足、投入得不到保障等原因，智力建设相对落后。

5智能采矿技术的未来展望

5.1加强智能设备技术，强调智能导航技术。

井下煤矿识别技术和高速无线通信技术得到有效推进，加强先进技术的研发，逐步增强网络传输的稳定性和设备的整体安全性，确保整个设备的实用化。为了有效地应用导航技术和计算机技术，必须加强采矿设备的实时定位、工作面的地质调查和空间定位等问题得到补充，并不断保持智能化水平。可以进行安全监测和高精度开采。

5.2智能机器人的合理使用。

利用遥控智能机器人完成工作面的维护和管理具有良好的效果，应注意加强高级传感器的匹配，不断改造矿井智能工作面的自主开采技术。有效地控制隧道设备的智能性和完整性，以及隧道工作面，确保无人驾驶开采的顺利实施。

5.3煤矿智能5G技术的发展

利用5G通信技术实现矿区的无线全覆盖，连接摄像头、生产设备、传感器等终端，解决井下布线复杂、光纤容易损坏、部署困难的问题。另一方面，最新一代的无线网络有信号强、超低延迟、无损漫游等亮点，保证了机器人巡逻。整合超大型环网、多网络集成、5G、视频监控、生产控制等业务，通过网络切片安全隔离实现多网络集成，防止多网络冗余建设，大大降低网络建设成本。智能运维、综合管理、管理-控制-分析系统三位一体、网络显示、管理、控制、通过IFIT进行流量检测、故障精确定位煤矿智能矿井网络产品通过了煤炭安全认证。

5.4确保生命安全无人驾驶矿山建设

今后，煤炭开采将发挥足够的马力，转变为智能化。采煤人安全。无人化是对智能矿山的建设目标、机器人巡逻、长途驾驶、煤炭开采、煤炭清洗全过程自动化、井下生产全过程进行视觉监控。智能矿山依靠5G通信、工业互联网等信息技术，是无人、安全、高效的代表。煤炭开采已经是单一系统，单一技术的智能，即点上无人值守多重系统智能，即面上无人一个矿井的无人值守矿区系统无人值守发展成了。

结束语

我国是智能绿色要建设的新矿业和新煤矿。其内涵是坚持生态优先、绿色发展的理念，融合人工智能、物联网、云计算、大数据、机器人等智能技术和绿色开发利用的深度，智能运行资源开采、运输、安全保障等过程。矿产资源智能开发与生态环境协调发展。煤炭科技创新和智能化建设使煤矿企业模式从劳动密集型向技术密集型转变，大大提高煤矿开采的效率和安全性，促进综合竞争力，使煤矿开采朝着智能化、无人化、环保的方向持续发展。未来5年，煤炭行业将以原始创新能力为智能化开采为主攻方向，促进行业向人才和技术密集型转变。

参考文献：

[1]崔丽琴.绿色开采创新理念与矿区可持续发展.安全与环境学报[J].2006(6).

[2]钱鸣高.绿色开采的概念与技术体系[J].煤炭科技.2003(4).

[3]钱鸣高，许家林，缪协兴.煤矿绿色开采技术[J].中国矿业大学学报.2003.32(4).