現(xiàn)代智能化煤礦開采技術(shù)研究摘要：在全球能源需求持續(xù)增長(zhǎng)與環(huán)境保護(hù)要求愈發(fā)嚴(yán)苛的雙重挑戰(zhàn)下，煤礦開采行業(yè)正處于轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵時(shí)期。2019年，中國工程院出臺(tái)關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的建議，明確指出煤礦智能化發(fā)展必須以科技創(chuàng)新為核心，以國家級(jí)政策為指導(dǎo)，加快推進(jìn)煤礦智能化改造，以期達(dá)到更高的質(zhì)量和效率。因此，積極探索與應(yīng)用現(xiàn)代智能化煤礦開采技術(shù)，成為推動(dòng)煤礦行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、邁向高質(zhì)量發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力。本文圍繞現(xiàn)代智能化煤礦開采技術(shù)展開研究，分析了其特點(diǎn)、現(xiàn)狀及主要問題，并詳細(xì)介紹了幾種關(guān)鍵的煤炭智能化開采技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，提出了加強(qiáng)智能化開采技術(shù)創(chuàng)新與管理措施的建議。關(guān)鍵詞：智能化；煤礦開采；關(guān)鍵技術(shù)；應(yīng)用效果；發(fā)展趨勢(shì)一、引言傳統(tǒng)開采模式因效率低下、環(huán)境影響顯著及安全隱患突出等問題，已難以滿足現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)對(duì)能源安全與可持續(xù)發(fā)展的需求。近年來，隨著信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及人工智能技術(shù)的逐漸發(fā)展，煤炭行業(yè)在生產(chǎn)中，越來越多的應(yīng)用了新技術(shù)和新工藝。智能化煤礦開采技術(shù)為煤礦開采帶來了顛覆性的變革，僅顯著提升了開采效率與資源利用率，降低了生產(chǎn)成本與能耗，更重要的是，通過視頻監(jiān)控技術(shù)、設(shè)備智能化自動(dòng)診斷技術(shù)等，極大地增強(qiáng)了煤礦開采的安全性與環(huán)境友好性，為煤礦行業(yè)的綠色發(fā)展轉(zhuǎn)型提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。二、智能化煤礦開采技術(shù)特點(diǎn)智能化煤礦開采技術(shù)的核心特質(zhì)在于其高度自動(dòng)化與智能化集成的先進(jìn)應(yīng)用。煤礦智能化開采技術(shù)涵蓋自動(dòng)化采煤、煤巖識(shí)別與定位、井下導(dǎo)航與精確定位、智能故障診斷與遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集與處理以及安全生產(chǎn)管理與調(diào)度指揮等方面，利用先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)全過程的自動(dòng)化、智能化和可視化。在采礦作業(yè)層面，智能機(jī)器人憑借卓越的作業(yè)能力與適應(yīng)性，能夠替代人工執(zhí)行高難度、高風(fēng)險(xiǎn)或重復(fù)性的開采任務(wù)，從而在顯著提升作業(yè)效率的同時(shí)，有效降低人力成本投入。自動(dòng)化采掘設(shè)備借助高精度的傳感器陣列與先進(jìn)的控制算法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)與工作參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與自適應(yīng)調(diào)整，保障了采礦作業(yè)的連續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行。智能化管理系統(tǒng)則運(yùn)用大數(shù)據(jù)處理與人工智能技術(shù)，對(duì)海量采礦數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘與智能分析，為開采策略的制定與優(yōu)化提供了科學(xué)依據(jù)，推動(dòng)了開采決策的科學(xué)化、精準(zhǔn)化。這些技術(shù)的綜合應(yīng)用不僅顯著提升了煤礦開采效率，更在本質(zhì)上降低了人為操作帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)，為煤礦開采行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)與可持續(xù)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。三、智能化煤礦開采的現(xiàn)狀及主要問題當(dāng)前，智能化煤礦開采技術(shù)在我國煤礦產(chǎn)業(yè)的實(shí)踐應(yīng)用中已取得初步且顯著的成效，眾多煤礦企業(yè)已成功部署并運(yùn)行智能化開采系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)效率的飛躍式提升與安全風(fēng)險(xiǎn)的有效管控。然而，在智能化煤礦開采技術(shù)的深入推廣與應(yīng)用過程中，仍面臨多重挑戰(zhàn)。首要問題在于開采技術(shù)的復(fù)雜度高，涵蓋多領(lǐng)域技術(shù)的交叉融合與高度集成，這對(duì)技術(shù)人員的專業(yè)技能與跨學(xué)科知識(shí)體系構(gòu)建提出了嚴(yán)苛要求。其次，我國煤礦地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，煤層賦存條件多變，這對(duì)智能化開采技術(shù)的適應(yīng)性與靈活應(yīng)變能力構(gòu)成了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，要求技術(shù)系統(tǒng)具備高度的環(huán)境感知與自適應(yīng)調(diào)整能力。此外，智能設(shè)備的管理與維護(hù)亦是亟待解決的關(guān)鍵問題，具體表現(xiàn)為部分煤礦企業(yè)在智能設(shè)備的日常運(yùn)維管理、故障診斷排除及迭代升級(jí)方面存在短板，導(dǎo)致設(shè)備效能未能充分釋放，影響了智能化開采技術(shù)的整體效能與推廣應(yīng)用。這些問題成為制約智能化開采技術(shù)深入發(fā)展的瓶頸，亟需行業(yè)內(nèi)外加大技術(shù)研發(fā)力度、強(qiáng)化專業(yè)人才培育與管理機(jī)制創(chuàng)新，以促進(jìn)智能化煤礦開采技術(shù)的持續(xù)優(yōu)化與廣泛應(yīng)用。四、煤炭智能化開采技術(shù)（一）直線度控制技術(shù)直線度控制技術(shù)是煤炭智能化開采技術(shù)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。該技術(shù)深度融合精密測(cè)量技術(shù)，包括激光導(dǎo)向定位系統(tǒng)與高清視覺傳感裝置，實(shí)現(xiàn)了對(duì)采掘機(jī)械行進(jìn)軌跡的精確智能化調(diào)控。具體而言，直線度控制技術(shù)首先運(yùn)用激光導(dǎo)向定位系統(tǒng)，在井下作業(yè)空間內(nèi)精確設(shè)定一條作為基準(zhǔn)的導(dǎo)向線。此導(dǎo)向線相當(dāng)于采掘機(jī)械的“定位基準(zhǔn)”，為其行進(jìn)提供明確指引。隨后，高清視覺傳感裝置被部署于關(guān)鍵監(jiān)控點(diǎn)，以實(shí)時(shí)捕獲采掘機(jī)械的工作狀態(tài)及其所處環(huán)境的詳細(xì)圖像信息。這些信息經(jīng)過圖像識(shí)別與處理算法的分析，與激光導(dǎo)向系統(tǒng)提供的基準(zhǔn)線進(jìn)行對(duì)比，從而精確評(píng)估采掘機(jī)械的位置與姿態(tài)是否偏離預(yù)定軌跡。一旦檢測(cè)到采掘機(jī)械的位置或姿態(tài)偏差，直線度控制技術(shù)隨即啟動(dòng)自動(dòng)調(diào)整機(jī)制。通過向采掘機(jī)械發(fā)送精確的調(diào)控指令，該技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)調(diào)整采掘機(jī)械的行進(jìn)路線，確保其沿著激光導(dǎo)向系統(tǒng)設(shè)定的基準(zhǔn)線保持直線行進(jìn)。這一實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的調(diào)整機(jī)制不僅有效規(guī)避了因工作面不直引發(fā)的設(shè)備故障與推進(jìn)阻力增大問題，還顯著提升了采掘作業(yè)的效率與穩(wěn)定性。此外，直線度控制技術(shù)的應(yīng)用還帶來了多方面的附加效益。例如，它有助于降低煤炭開采過程中的資源浪費(fèi)，提高資源回收率；同時(shí)，該技術(shù)還能減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提升作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的安全性。尤為重要的是，直線度控制技術(shù)的成功實(shí)踐為煤炭開采的智能化轉(zhuǎn)型提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，有力推動(dòng)了煤炭行業(yè)向更高效、更安全、更可持續(xù)的發(fā)展路徑邁進(jìn)。（二）智能記憶截割技術(shù)在煤礦智能化開采范疇內(nèi)，智能記憶截割技術(shù)作為一項(xiàng)核心技術(shù)，展現(xiàn)了極高的應(yīng)用價(jià)值。該技術(shù)通過模擬人類記憶與學(xué)習(xí)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了采煤機(jī)的自主導(dǎo)航與智能作業(yè)。一方面，智能記憶截割技術(shù)采用預(yù)設(shè)記憶截割路徑的方式，引導(dǎo)采煤機(jī)進(jìn)行初步的人工輔助自動(dòng)化作業(yè)。在此過程中，采煤機(jī)通過學(xué)習(xí)算法不斷積累截割路徑、煤層特性等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，形成記憶模型。完成學(xué)習(xí)階段后，采煤機(jī)即可基于所建立的記憶模型，自主執(zhí)行后續(xù)的截割作業(yè)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)高效、精準(zhǔn)的開采。這一轉(zhuǎn)變不僅大幅降低了人工操作強(qiáng)度，更顯著提升了開采作業(yè)的效率與精確度。另一方面，針對(duì)特定的開采需求與計(jì)劃，智能記憶截割技術(shù)能夠運(yùn)用先進(jìn)的算法，制定出高度定制化、科學(xué)合理的采煤機(jī)自動(dòng)截割方案。該方案綜合考慮煤層地質(zhì)構(gòu)造、開采進(jìn)度規(guī)劃、設(shè)備性能狀態(tài)等多重因素，確保開采作業(yè)的高效執(zhí)行與安全管控。在作業(yè)執(zhí)行層面，智能記憶截割技術(shù)借助精密的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)采煤機(jī)調(diào)高油缸位置的精準(zhǔn)調(diào)控，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工作面采高的自適應(yīng)定位。這一功能使采煤機(jī)能夠根據(jù)煤層厚度的實(shí)時(shí)變化，靈活調(diào)整截割深度，有效應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的開采環(huán)境。此外，智能記憶截割技術(shù)還具備實(shí)時(shí)信息傳輸功能，能夠?qū)⒉擅簷C(jī)的精確位置信息實(shí)時(shí)傳遞至傳感器網(wǎng)絡(luò)。這些信息經(jīng)過高效的數(shù)據(jù)處理與分析，被智能化開采平臺(tái)實(shí)時(shí)掌握，為開采計(jì)劃的動(dòng)態(tài)調(diào)整與優(yōu)化提供了可靠依據(jù)。管理人員可以依托這些信息，對(duì)開采進(jìn)度、設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與精準(zhǔn)決策，確保開采作業(yè)的高效運(yùn)行與安全管控。綜上所述，智能記憶截割技術(shù)的應(yīng)用，使采煤機(jī)在煤礦開采作業(yè)中實(shí)現(xiàn)了自主導(dǎo)航、智能截割與高效作業(yè)，為煤礦智能化開采技術(shù)的深入發(fā)展與應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。（三）視頻監(jiān)控技術(shù)在煤礦中應(yīng)用實(shí)時(shí)監(jiān)控能夠?qū)崿F(xiàn)，工作人員不進(jìn)入礦井即可對(duì)井內(nèi)的工作情況進(jìn)行觀察，從而了解工作環(huán)境，其在確保安全生產(chǎn)、優(yōu)化作業(yè)流程方面扮演著至關(guān)重要的角色。借助視頻監(jiān)控技術(shù)，操作人員能夠在地面控制中心通過遠(yuǎn)程操作平臺(tái)，對(duì)井下設(shè)備進(jìn)行精準(zhǔn)的控制與管理。他們可以根據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)母咔瀹嬅妫`活調(diào)整采煤機(jī)、刮板運(yùn)輸機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，確保綜采作業(yè)的高效、穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，一旦井下出現(xiàn)設(shè)備故障、人員違章操作等異常情況，操作人員能夠借助視頻監(jiān)控技術(shù)的實(shí)時(shí)性，迅速發(fā)現(xiàn)并作出響應(yīng)，及時(shí)采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理，從而有效預(yù)防事故的發(fā)生，大幅提升作業(yè)安全性。此外，視頻監(jiān)控技術(shù)還具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與回放功能。系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)錄制并存儲(chǔ)井下作業(yè)畫面，為操作人員提供豐富的歷史數(shù)據(jù)資源。這些數(shù)據(jù)可用于后續(xù)的作業(yè)流程優(yōu)化、事故原因分析及責(zé)任追溯，為煤礦的安全生產(chǎn)管理提供有力支持。（四）設(shè)備智能化自動(dòng)診斷技術(shù)設(shè)備智能化自動(dòng)診斷技術(shù)是煤炭智能化開采技術(shù)的重要組成部分。該技術(shù)深度融合了先進(jìn)傳感技術(shù)、大數(shù)據(jù)智能分析算法與精密故障診斷模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)井下核心設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的全面、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與精確診斷。首先，該技術(shù)通過在井下關(guān)鍵設(shè)備上集成高精度、高可靠性的傳感元件，持續(xù)、精準(zhǔn)地采集設(shè)備的振動(dòng)頻譜、溫度變化、壓力波動(dòng)等關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)。這些參數(shù)數(shù)據(jù)隨后被實(shí)時(shí)傳輸至云端或邊緣計(jì)算平臺(tái)，利用大數(shù)據(jù)智能分析算法與深度學(xué)習(xí)模型進(jìn)行深度挖掘、特征提取與異常檢測(cè)。其次，一旦系統(tǒng)檢測(cè)到參數(shù)異?；蛟O(shè)備運(yùn)行狀態(tài)偏離預(yù)設(shè)的安全閾值，智能化在線故障自動(dòng)診斷系統(tǒng)將立即啟動(dòng)故障識(shí)別與精確定位流程。依托精密的故障診斷模型與豐富的故障知識(shí)庫，系統(tǒng)能夠迅速識(shí)別故障類型、準(zhǔn)確定位故障源頭，并自動(dòng)生成相應(yīng)的故障處理建議或預(yù)防性維護(hù)方案。這種智能化的在線故障自動(dòng)診斷方式不僅極大提升了設(shè)備維護(hù)的響應(yīng)速度與診斷準(zhǔn)確性，有效降低了因設(shè)備突發(fā)故障導(dǎo)致的生產(chǎn)中斷風(fēng)險(xiǎn)與安全隱患，還通過優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、減少不必要的能耗，顯著延長(zhǎng)了井下關(guān)鍵設(shè)備的使用壽命。這對(duì)于確保煤炭開采作業(yè)的連續(xù)穩(wěn)定、提升整體開采效率與經(jīng)濟(jì)效益具有至關(guān)重要的戰(zhàn)略意義。（五）人工遠(yuǎn)程干涉技術(shù)人工遠(yuǎn)程干涉技術(shù)以其強(qiáng)大的功能特性與專業(yè)優(yōu)勢(shì)，在煤炭開采過程中發(fā)揮著重要的作用。它不僅能夠高效應(yīng)對(duì)各類緊急情況，確保開采作業(yè)的安全穩(wěn)定進(jìn)行，還能夠?yàn)槊禾块_采行業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型與可持續(xù)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。在煤炭開采作業(yè)過程中，人工遠(yuǎn)程干涉技術(shù)為操作人員提供了高度直觀的遠(yuǎn)程操控界面，使他們能夠在地面遠(yuǎn)程指揮中心內(nèi)，通過先進(jìn)的通信協(xié)議與井下開采設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)的交互。操作人員可以根據(jù)實(shí)時(shí)開采數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)信息及地質(zhì)條件變化，對(duì)井下開采設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程啟動(dòng)、停機(jī)、參數(shù)調(diào)整等操作，以確保開采作業(yè)的連續(xù)性、穩(wěn)定性和高效性。此外，人工遠(yuǎn)程干涉技術(shù)還展現(xiàn)出卓越的靈活性與可擴(kuò)展性。它能夠根據(jù)開采作業(yè)的具體需求，靈活調(diào)整遠(yuǎn)程管控策略、優(yōu)化操作流程，以適應(yīng)不同煤層賦存條件、開采規(guī)模及設(shè)備配置的變化。同時(shí)，該技術(shù)還能夠與自動(dòng)化開采技術(shù)、智能監(jiān)測(cè)技術(shù)等其他先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)深度融合與協(xié)同作業(yè)，共同推動(dòng)煤炭開采作業(yè)向更加智能化、高效化的方向發(fā)展。五、加強(qiáng)智能化開采技術(shù)創(chuàng)新與管理措施為了全面促進(jìn)煤炭智能化開采技術(shù)的深入應(yīng)用與廣泛推廣，需實(shí)施一系列具有前瞻性的創(chuàng)新策略與管理舉措。首要任務(wù)是持續(xù)加大技術(shù)研發(fā)的投資強(qiáng)度，聚焦于提升智能化開采技術(shù)的先進(jìn)性、可靠性與實(shí)用性，包括算法模型的優(yōu)化迭代、設(shè)備硬件的升級(jí)換代、數(shù)據(jù)采集與分析精度的提升等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，以適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)條件下的高效開采需求。其次，應(yīng)構(gòu)建完善的從業(yè)人員培訓(xùn)體系，涵蓋智能化開采設(shè)備的操作技能、維護(hù)保養(yǎng)知識(shí)、故障診斷與應(yīng)急處理等多個(gè)維度，旨在全面提升作業(yè)人員的專業(yè)素養(yǎng)與技術(shù)水平，確保智能化開采技術(shù)能夠得到正確、高效的應(yīng)用。此外，還需建立健全智能化開采技術(shù)的規(guī)范化管理體系，明確技術(shù)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)流程、安全操作規(guī)程與監(jiān)管機(jī)制，強(qiáng)化日常運(yùn)維管理、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與應(yīng)急響應(yīng)能力，確保智能化開采技術(shù)在合法合規(guī)、安全可控的前提下穩(wěn)定運(yùn)行，為煤炭行業(yè)的智能化升級(jí)與可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。六、結(jié)論綜上所述，現(xiàn)代智能化煤礦開采技術(shù)，憑借其高度的自動(dòng)化與智能化特性，顯著提升了開采作業(yè)的效率與安全性水平。然而，該領(lǐng)域仍面臨著一系列技術(shù)瓶頸與管理挑戰(zhàn)。為應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，需進(jìn)一步強(qiáng)化技術(shù)研發(fā)力度，深化從業(yè)人員專業(yè)技能培訓(xùn)，并不斷完善智能化開采技術(shù)的管理體系與制度建設(shè)。通過這些綜合措施，可以有效推動(dòng)智能化開采技術(shù)在煤礦行業(yè)的廣泛應(yīng)用與深入發(fā)展。展望未來，隨著技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步與創(chuàng)新，智能化煤礦開采技術(shù)將為煤炭工業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展目標(biāo)提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐與強(qiáng)勁的發(fā)展動(dòng)力。參考文獻(xiàn)：[1]蔡澤宇.現(xiàn)代智能化煤礦開采技術(shù)研究[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì),2024(3):75-77.[2]連雅樂.煤礦智能化開采