关键词：智慧煤矿；信息系统；智能化；系统建设
引言
现代化的信息技术及智能设备的普及推广,使得传统煤矿企业正朝着资源与开采环境数字化、生产过程控制可视化、信息传输网络化、技术装备智能化、生产管理及决策科学化的智慧矿山方向发展。煤矿安全信息系统从早期单一的监控系统发展到各类监控监测系统的融合,结合煤矿生产系统、管理系统和监控监测系统建立全面综合的自动化信息平台;技术上也从传统工业制造技术逐渐结合了GIS、物联网、大数据、云计算以及多种信息通信技术及智能技术,从而提高传统产业生产力。
1智慧煤矿系统分析
意识决定行为,理念引领行动,智慧煤矿建设是近年煤炭行业提出的一种新发展理念,是指通过物联网、人工智能等新型技术跟煤矿开采技术进行融合,从而让其形成具有全面感知、自助分析等功能的智慧系统。在使用系统的时候,其可以对煤矿开采、运通、安全等方面产生影响。开发智慧煤矿目标就是为了能够让煤矿形成一个完整系统,然后通过智能化技术运行,从而开启科学绿色产业发展模式。
2煤矿智能化信息系统建设现状
2.1无线网传输技术设置缺乏合理性
无线网的有效布置和传输性能的优化处置，是确保采煤机装置的应用质量得到改进的关键。但是，现有的一些无线网传输技术在进行设置的过程中，对于综采工作面的分析存在不足，在进行无人交换机布置的过程中，无法结合煤矿资源的实际开采需求进行无线网传输技术的布置，难以为无线网传输技术价值的全面显现提供条件支持。还有一些无线交换机装置在进行技术设计的过程中，对于通信渠道的构建情况重视程度不足，缺乏对采煤机装置所需参数信息的有效分析，这就使得无线网传输技术的构建，难以保证数据资源的传导具备足够的稳定性与可靠性，难以为无线网传输技术成熟的适应煤矿开采实际需要提供帮助。还有一些技术人员对于无线传输网络的布置情况研究存在不足，缺乏对采煤机装置参数信息的精准分析，很多数据资源以及视频无法为采煤机的优化调控提供技术性支持，最终导致采煤机装置的控制指令难以完整的适应无线交换机装置的应用需要。一些无线交换机在制定状态监视技术方案的过程中，对于摄像机装置和液压支架装置的配置缺乏有效的监管，导致辅助监视方案的构建不够完整。
2.2技术现状分析
在采煤作业过程中，人工操作的主要目的是能够提前观察到待采煤层变化情况后，操作采煤设备去调整适应变化的煤层，以达到安全高效采煤的目的。采用记忆截割的方式仅是记忆之前的截割轨迹，并不能根据当前煤层变化进行实时调整，因此这种割煤方式具有模糊性，无法实现精准开采。如果能够发明具有自主感知和精准分辨能力的传感仪器或机器人代替人工作业，显然是最优方案。但目前国内外传感技术和机器人技术在短时间内很难达到现场应用的要求
2.3设备现状
在实现综采工作面智能化开采过程中，对设备的要求很高，其中要求设备具有较强的稳定性，具有较强的可靠性以及具备自动化水平的要求，井下采煤机必须具有在线监测和故障自诊断的能力，可以利用记忆功能实现切割，液压支架的电液控制系统应该具有围岩自应力和全工作面可以自动跟机的功能，另外综采工作面智能化开采需要利用手段来及时获取工作面的工作情况以及设备的运转情况，这样的要求提出就必须对设备的通信方式、监控的延迟性质以及视频的系统效果都提出了更高的要求。
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3煤矿智能化信息系统建设的方式方法
3.1提高无线网传输技术的设置合理性
在制定无线网传输技术应用方案的过程中，要加强对煤矿开采工作面的重视，保证无线网传输技术可以全面的适应煤矿开采工作面的机械调整需要。在制定无线传输网络设置的过程中，一定要结合采煤机装置的调控应用要求，对采煤机所需的多种参数信息进行完整的分析，尤其要保证数据资源得到精准的传递，是无线网传输技术能够实现对采煤机装置的灵活有效控制处理。因此，一定要加强对无线交换机装置应用特征的关注，尤其要对与无线交换机相配套的摄像机等资源进行系统的分析，使采煤机装置的控制器可以得到正确的设计，并充分适应无线网传输技术的改良需要。一定要强化对煤矿开采过程中监视工作的关注，并在进行采煤机装置控制方案设计的过程中，加强对机载控制器和巷道控制器等装置的重视，使远程监控技术的设计和实施能够充分适应无线网传输技术的具体应用需要。
3.2远程遥控型无人化开采到智能型无人化开采
远程遥控无人化开采是利用拟人手段，模仿人的视觉和听觉来指导工作，这样可以将现场工作人员调度到井上监控中心进行作业，避免了井下复杂环境的影响，达到无人化开采的目的。遥控型无人化开采可以在设备智能化、自动化水平低，关键设备不能正常工作的情况下，可以选择人工进行调整。智能型无人化开采是在恶劣环境下，应用煤岩识别、信息传输、视频监控、工作面直线控制等关键技术进行开采，是一整套集结检测、控制和视频、音频为一体的综合性技术，可以确保综采设备的连续开采、协调和高效安全运行。通过结合现场工作面视频监控技术以及设备反馈信息技术，实现顺槽集控中心对综采设备的远程控制，可以最大程度的减少工人的作业强度，实现对工作面设备、人员的无盲区监视及人员感知、智能闭锁，确保工人的安全。
3.3系统自适应和故障自诊断技术
目前智能化开采技术在智能感知、自主决策等智能化水平相对较低，无法在采煤过程中根据智能化综采工作面地质变化情况完成装备自适应调整，需在智能探测、智能分析和智能控制技术研究等方面进一步探索，提升设备的智能感知、自主适应和智能控制的能力。由于智能化综采工作面设备数量庞大，且具有多个自动控制系统，系统维护量巨大。日常检修时，仅凭检修人员经验判断故障点，不仅难度大，而且效率低。因此未来需要对智能化开采设备及系统的故障从故障的类别、故障点、处理方式上进行探索，通过大数据分析处理，对现有采集设备的运行参数进行有效过滤及分析，利用算法实现设备乃至软件的故障自动分析、判断与处理，实现故障自诊断。
3.4协同管理
新时代，煤矿生产质量的管理直接关系煤矿的生存及发展，不管是掘进环节、回采环节还是洗选、销售环节，煤矿产品质量数据信息都贯穿于管理和生产的整个过程，利用大数据技术将相应的信息数据、管理任务等进行分解，分由相应部门实施管理，而后利用数据平台系统搜集管理数据信息使其汇聚于质量管理平台系统的数据中心，从而实现各部门间的相互协作，为其生产出能够满足市场需求及变化的高质量产品提供重要保障。此外，利用煤矿产品质量协同管理子系统，既可实时动态地提取和分析质量管理信息，又可为煤矿生产优化及稳定提供大数据支持，以数据共享的方式为其全面质量控制提供支持和保障。
结语
当前智能矿山应用是煤矿产业的一个发展方向,这是煤炭行业的一次技术革命,也是煤炭行业的战略发展方向和发展目标。要始终坚持创新驱动,大力推进高端装备制造,深化信息化应用,通过系统融合和数据挖掘,充分总结现有数字矿山、区域自动化成果和经验,积极探索建设智慧矿山建设,积极抢占科技竞争和未来发展制高点,推动煤炭产业高质量发展。
参考文献
[1]黄曾华，苗建军．综采工作面设备集中控制技术的应用研究[J].煤炭科学技术，2013,41(11):14-17.
[2]王金，等．综采工作面智能化技术与装备的发展[J].煤炭学报，2014,08.
[3]谢和平，王金华，王国法，等．煤炭革命新理念与煤炭科技发展构想[J].煤炭学报，2018,43(5):1187–1197.
论文作者:王红凯
论文发表刊物:《科学与技术》2019年18期
论文发表时间:2020/4/28
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