智能化技术在煤矿掘进生产安全管理中的应用

引言

智能化技术以其高效、准确、实时等特点为煤矿掘进生产安全管理的难题提供了解决思路。通过智能化技术的应用，可以对煤矿掘进生产安全管理进行实时监测、生产数据分析、生产风险预警等，提高安全管理的效率，避免安全事故的发生。因此，对智能化技术应用到煤矿掘进生产安全管理中应用的必要性进行研究是十分必要的。

一、智能化技术在煤矿掘进生产安全管理中的应用

1. 智能化监测系统

（1）设备运行状态监测

利用安装在掘进设备上的各类传感器，采集掘进设备运行中的实时数据，如温度、压力、震动等。采用数据分析方法对采集到的数据进行分析，及时判断设备是否存在故障隐患，发出预警信号提醒维修人员及时检修，避免因设备故障引发安全事故。例如，某煤矿采用智能化设备运行状态监测系统后，设备故障率降低了 30% ，提升了生产连续性与安全系数。

（2）人员定位与安全监测

通过 UWB 精准定位技术，对井下人员进行实时定位，精准定位 0.3 米，通过人员智能终端，实时采集人员心率、血压等生命体征，当人员有异常或进入危险区域时，通过系统发出报警信息，通知相关人员，进行及时救助，保障人员生命安全。如通过在鲍店煤矿的应用，对井下进行实时定位，在 3 分钟内及时通知全矿井人员紧急撤离，提高了应急能力。

（3）环境参数监测

应用传感器网络，实时感知井下瓦斯浓度、粉尘浓度、温度、湿度等环境参数，在达到安全阈值之上时自动开启通风、降尘等设备进行调节，控制井下环境，防止瓦斯爆炸、粉尘爆炸等事故的发生。如永聚煤业应用智能掘进管控平台，动态感知井下掘进工作面环境参数，保障安全生产。

2. 智能化预警系统

（1）安全隐患预警

采用大数据分析、人工智能技术手段对监测系统采集的数据进行深入挖掘分析，构建安全隐患预警模型，通过对设备状态，人员情况，环境参数等数据分析研判，预判可能发生的隐患问题，及时发出预警信息，提醒相关管理人员做好防范。如杨村煤矿构建智能管理平台，采用人工智能图像识别技术，智能识别井上井下关键地点、关键岗位、安全隐患，对违章行为及时预警，提升矿井风险预防能力。

（2）灾害预警

针对瓦斯、水害、顶板等煤矿重大灾害，采用地质勘探数据、监控数据、灾害预测模型，做到早预测、早报警提前预测灾害发生时间，提前报警并启动预案、组织人员避险，减少灾害损失。例如，某矿建立了瓦斯事故预测报警系统，瓦斯含量超标事故早报警，瓦斯爆炸事故得以避免。

3. 智能化控制系统

（1）远程控制技术

利用 5G 通讯技术和远程控制平台实现井下掘进设备的远程控制。在井下掘进设备中可以通过从地面控制中心对井下掘进设备远程的启停、运行参数的调整等，规避了井下危险环境作业的问题，降低井下安全风险。远程控制技术还可以提高精准度和效率，从而提高生产效益。例如，鲍店煤矿在智能化集控中，井下采煤、运输、通风等节点实现“地面一键启停”，综采工作面用工人数从14 人减至7 人，大幅降低了危险环境下作业的风险。

（2）自动化作业技术

掘进中通过自动化装备自动截割、自动支护、自动运输等，通过预设的程序及传感器信息反馈，根据地质条件和作业要求，通过设备运行参数的自动驾驶完成作业任务，减少人工操作，提高作业精准度和稳定性，降低安全事故。如：鲍店煤矿综掘二区智能化掘进建设，实现掘进机自动定位、自动纠偏、规划截割等，提高智能化掘进水平。

（3）智能通风与排水系统

智能通风系统能够根据井下通风状况以及通风需要，自动调节风机运行次数以及强度，做到需要时才进行通风，保障井下通风安全，满足矿井井下通风质量。智能排水系统能够根据井下的水位水量变化自动控制排水设备的启停，实现井下排水及时通畅，避免水害事故的发生。如某煤企应用智能通风排水系统，实现通风功率降低 20% ，排水效率提升 30% ，保障了安全生产。

4. 智能化决策支持系统

（1）数据融合与分析

智能化决策支持系统，通过整合分析监测系统、预警系统、控制系统所采集到的各种数据，揭示数据背后蕴含的各类信息和规律，帮助管理人员作出全面、正确的决策，辅助管理人员及时、科学、合理地作出安全管理决策和生产决策，如精英数智的“智能掘进协同管理系统”，以煤矿掘进现场作业人、机、料、法、环五大要素为核心，构建安全管理模式，实现掘进作业安全全流程闭环管控，提升生产组织效率。

（2）风险评估与预测

应用风险评估模型和大数据分析模型，对煤矿掘进生产过程中的安全问题进行风险评估和实时预测，对风险评估进行风险防控，把安全问题控制在合理的范围之内，通过对风险趋势的预测，提前应对，防控安全事故的发生。例如，某煤矿应用智能决策系统对顶板风险进行评估预测，提前进行支护，减少顶板事故的发生。

（3）应急预案优化

根据历次事故数据和实时事故监测等信息对预案进行完善。依据不同场景下事故发生的状态对事故应急预案有效分析、可行性分析，针对分析出的应急预案问题对预案进行完善。保障应急预案的科学性与可靠性，保障了事故发生时，预案及时有效执行，减少事故发生时的损失情况。如 : 中煤科工集团重庆研究院有限公司开发的煤矿智能一体化管控平台，能够实现对灾害的模拟仿真模拟及避灾路径规划，能够对灾害进行应急演练，使预案得到优化。

二、智能化技术应用的保障措施

1. 加强技术研发和创新

煤矿企业应加大智能化技术的研发投入，与高校、科研院所等进行智能化关键技术和攻关研发，不断提升企业智能化技术的先进性和适用性，同时还要积极引进国外先进的智能化技术进行消化吸收再创新，形成自己的核心技术和知识产权。

2. 完善相关标准和规范

政府部门要适时制定和修订煤矿智能化技术应用的标准规范，对智能化系统的设计、安装、运行、维护等作出明确规定，保障智能化技术应用安全、可靠，并强化标准规范的执行，对不符合标准和规范的企业予以整改和处罚。

3. 加强人才培养

煤矿企业要培养智能化技术人才，制定科学化的人才培养计划，通过内部培养、外部招聘等方式培养一批既懂煤矿生产又懂智能化技术的复合型人才。提高人才的待遇和福利，吸引和留驻优秀人才。

结语

智能化技术用于煤矿掘进生产的安全管理可以为煤矿掘进生产提供安全保障和效率保障。智能监测系统、智能预警系统、智能控制系统、智能决策支持系统等技术的使用可以实现对掘进生产现场的监控和风险预警以及应急，降低安全事故发生的概率。

参考文献：

[1] 李泽峰 . 智能化综掘技术在煤矿井下掘进中的应用与优化路径研究[J].2024.

[2] 于洋 . 基于智能化技术的煤矿掘进工作面安全监测与预警技术探析[J]. 化工中间体 , 2022(011):000.

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