前言
在全国煤矿安全基础建设推进大会上,国家提出了坚持“管理、装备、素质、系统”并重的煤矿发展要求,大力发展和推进煤矿“四化”(机械化、自动化、信息化、智能化)建设,推进智慧矿山建设步伐,智慧矿山的建设,不但提高了煤矿安全生产水平,还有力地推进了煤炭工业转型升级向中高端迈进。
1 煤矿基础平台建设
煤矿在融入新型智能化技术过程中,需要对以下2个方面引起重视,以下主要是针对煤矿基础平台建设进行介绍。
2 智慧煤矿基础
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。对于智慧煤矿基础建设,其主要解决以下这3个方面的问题。
第一个方面,要解决数字煤矿异构数据统一表达方式问题。换句话说,就是要对煤矿多源数据进行信息动态关联;第二个方面,要能够对复杂环境当中开采系统机理和设备路径进行理论基础创新;第三个方面,要能够针对矿井机械设备系统健康正常运行情况进行预测和维护。智慧煤矿平台基础建设离不开上面这些方面,因此,这三方面也会成为以后工作研究重点。
3 智慧煤矿平台建设
智慧煤矿所拥有的功能需要符合现实情况和煤矿发展需要,进行智慧煤矿平台建设,主要是针对以下这些智能系统进行设计。
煤矿多系统综合管理操作平台其主要是面向矿山建设,它所拥有的功能非常强大,包括信息感知、传感器和智能设备等。通过综合管理平台操作,可以对应用业务逻辑进行分析,也可以进行智能生产和设备人员管理应用模块建设。通过系统,还可以构造智慧矿山骨架,可以全方位地覆盖矿山每一个环节,让矿山工作变得更加透明。同时,还可以解决矿山智慧化建设过程中存在的问题,象常见数据存储割裂、资源混乱等问题,其可以对生产过程实行自动化安全监督,还可以进行信息管理,这些对于矿井管理决策科学来说,是非常有帮助的。在建设管理操作平台时候,其平台是应该具备以下这些功能和特性。
第一,平台需要具有全面数据标准化。所有进入操作平台中的数据,应该使用统一标准格式,数据可以用同一种格式来进行交换或者存储。通過这样的手段,数据在交流互通当中就不会存在障碍。
第二,平台需要具备统一数据存储方案。所有监测数据都要使用统一存储方案,数据存储、查询性能在统一存储方案当中能够得到保障,也可以方便数据人员对数据进行合理科学的管理,可以充分地避免数据出现资源混乱问题。
第三,平台需要具备数据传输的实时性和稳定性。在传输数据的时候,其要有很强的实时性,能够解决一些数据延迟问题。而且,这个功能对于决策来说也会比较有效果。其所需要稳定性,是为了解决通信不稳定问题。只有稳定下来,才能够让智能系统长时间运行。
第四,平台需要具备组态化可配置。适当在操作系统前后端架设全面组态化开发,要能够支持应用和业务逻辑快速组态化,而且,要能够在配置中心进行统一配置。
第五,平台需要可以进行大数据分析。可以支持数据接入和全维度管理,能够与大数据平台保持高效性联系,可以支撑大数据技术应用,数据应该可视化。
第六,平台需要具备开放性。要能够支持多种开采设备应用和部署,可以运用在各种领域,也能够跟其他更先进智能装备对接。
4 智能化开采关键核心技术
智能化开采是现在煤矿建设中一个核心环节。其中涉及关键核心技术,对于煤炭智能化开采非常重要,以下就针对其一些关键核心技术进行介绍。
4.1 精确定位导航
在开采工作进行之前也需要配备地下开采机器和设备。而且,这些地下开采设备要有定位和导航功能。煤炭在开采过程当中,要沿着规划路线进行推进,要有一个准确测量的设备,可以对煤炭空间位置和运行轨迹进行测定。同时,煤矿本身就是有封闭性和复杂电磁影响,所以,在开采过程当中,需要借助导航信号,才能快速地对位置进行确定;在开采过程当中,可以利用gis地理信息系统来导航。
4.2 传感系统
地下开采环境是复杂多变的。如果没有感知系统,想要实行智能决策控制是比较不容易的。在以前开采工作当中,都喜欢采用三维激光扫描图,但是这个设备已经没有办法满足现实需要。特别是在一些比较潮湿、电磁影响比较大的环境情况下,这项技术就不能够使用了。随着科技的发展,出现了很多新型技术。象地质雷达探测、激光扫描点云等。但是,应用这些技术还存在着一些问题,象在开采之前近距离高精度透探测技术相对不成熟。
4.3 大规模复杂系统数据分析
矿山生产系统本身就比较复杂。在其运行过程当中,会产生了很多数据,目前由于技术制约问题,缺乏有效的手段和解决办法对这些数据进行分析研究,也没有办法得知开采数据之间是否存在关联规律。其在未来还有很多核心技术需要突破。技术突破主要包括以下这些方面:一是多层次多种类数据分析。二是自主感知信息匹配和自动制定应对策略系统。三是根据视频内容进行识别分析处理平台。四是对矿山进行监测和生产过程数据能否进行融合和发现新问题。这些问题都需要逐一去研究解决。
4.4 智能决策控制
工欲善其事,必先利其器,智能化煤矿建设,就是为了在最大程度上减少用人,提高生产效率,增强对煤矿生产规律的认知和保障安全生产的能力。所以,相关采煤装备和智能化水平需要不断提高。但是,由于煤矿自然条件的特殊性,不可控因素很多,象在开采过程中,水文地质条件、地质构造情况、顶底板围岩等都会出现很大变化,这些对于煤炭安全高效开采工作都会产生很大影响,因此,煤炭建设平台还是要不断进行完善,相关理论需要不断进行拓展,象灰度理论,图像识别等方法需要进行研究,同时,在实践当中进行改进,这样,才能够在未来实现智能控制决策的目的。
4.5 设备群网络化协同控制
大家都知道,很多矿井都是利用无线网或者是以太网,在通信时候,会存在一些障碍,而且,这些网络承载能力比较差。因此,现在已经提出了一网到底的网络构架模式,但是,数据传输数量在不断增加,这项技术还不能真正落实到每个环节。在未来,还应该对其5 g标准下高速通信网络进行建设,还需要对互联网 数字化矿山技术进行更新,还有很多环节需要不断更新和改进。
5 结语
煤矿“四化”建设是煤炭产业转型升级的必由之路,特别是机器人、智能矿山应用是未来的发展方向,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,加快“四化”融合,充分利用大数据技术,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。