智能矿井建设战略布局及关键技术研究

摘要：随着科技的飞速发展，智能矿井建设成为煤炭行业转型升级的关键。本文深入研究智能矿井建设的战略布局及关键技术。首先阐述智能矿井建设的背景与意义，剖析其战略布局的要点，包括科学的顶层设计、合理的资源配置及有效的产业协同等方面。接着详细探讨智能感知、智能决策、智能控制等关键技术的原理与应用。通过对战略布局和关键技术的分析，明确智能矿井建设的发展方向，旨在为推动煤炭行业智能化发展提供理论支持与实践指导，提升矿井生产的安全性、高效性与智能化水平。

关键词：智能矿井；战略布局；关键技术；智能化发展

引言

在当今数字化、智能化的时代背景下，煤炭行业面临着转型升级的迫切需求。传统矿井生产方式存在安全隐患大、生产效率低、管理粗放等诸多问题。智能矿井建设作为煤炭行业发展的新方向，能够有效提升生产的安全性与效率，实现精细化管理。近年来，随着物联网、大数据、人工智能等技术的不断进步，为智能矿井建设提供了有力的技术支撑。然而，目前智能矿井建设在战略布局和关键技术应用方面仍存在一些亟待解决的问题，如规划缺乏系统性、技术集成度不高等。

一、智能矿井建设的战略布局

1.顶层设计规划：明确智能矿井建设的总体目标至关重要，这需综合考虑行业发展趋势与矿井自身实际情况，制定涵盖短期、中期和长期的科学发展路径。在阶段性任务方面，短期可着重于基础数据的采集与系统搭建，中期推进关键技术的应用与优化，长期实现全面智能化。规划过程中，要充分考量矿井的地质条件、开采工艺等因素，确保规划的可行性与前瞻性。建立健全的管理机制，明确各部门职责，保障建设工作有序推进[1]。通过制定详细的项目进度表和质量标准，严格把控建设过程中的各个环节，避免出现盲目建设和资源浪费的情况。

2.资源优化配置：人力、物力、财力资源的合理配置是智能矿井建设成功的关键。在人力资源方面，一方面要大力培养内部员工的专业技能，通过定期培训和技术交流，提升员工对智能设备和系统的操作与维护能力；另一方面，积极引进外部高端人才，充实技术和管理团队。物力资源上，依据生产需求和技术发展趋势，配备先进且适配的设备，如智能化采掘设备、监测设备等。同时，注重设备的更新换代，提高设备的可靠性和效率。财力资源方面，合理安排资金投入，确保建设过程中的资金充足且使用合理。可以通过多种渠道筹集资金，如政府扶持、企业自筹、银行贷款等，并建立严格的资金监管机制，防止资金滥用。

3.产业协同发展：智能矿井建设需要与上下游产业紧密协同合作。与设备供应商建立长期稳定的合作关系，确保设备的及时供应和售后服务，同时共同开展技术研发，推动设备的智能化升级。与科研机构合作，借助其科研力量，攻克智能矿井建设中的关键技术难题，加速科技成果转化。与软件开发商合作，定制适合矿井生产管理的软件系统，实现生产过程的智能化控制和管理。此外，加强与下游煤炭用户的沟通与合作，了解市场需求，优化产品结构，提高煤炭产品的质量和附加值。

二、智能矿井建设的关键技术

1.智能感知技术：智能感知技术是智能矿井建设的基础。利用各类传感器，如压力传感器、温度传感器、气体传感器等，实时感知矿井环境中的温度、湿度、瓦斯浓度等参数，以及设备运行状态中的振动、电流、电压等信息。通过物联网技术，将这些感知数据进行采集和传输，实现数据的实时共享。例如，在井下巷道安装瓦斯传感器，当瓦斯浓度超过安全阈值时，传感器会立即将数据传输到地面监控中心，及时发出警报，提醒工作人员采取措施。同时，利用图像识别技术，对矿井中的设备和人员进行实时监控，识别异常行为和安全隐患，为矿井的安全运行提供有力保障。

2.智能决策技术：智能决策技术是智能矿井实现智能化管理的核心。运用大数据分析技术，对智能感知系统采集到的海量数据进行存储、处理和分析。通过建立数据模型和算法，挖掘数据背后的规律和潜在信息，为生产调度、安全管理等提供决策依据[2]。例如，根据历史生产数据和设备运行数据，预测设备的故障概率，提前安排维修计划，避免设备突发故障对生产造成影响。同时，结合人工智能技术，如机器学习、深度学习等，使系统能够根据不同的情况自动做出最优决策。例如，在遇到突发的安全事故时，系统能够快速分析事故现场的情况，制定最佳的救援方案，提高救援效率。

3.智能控制技术：智能控制技术是实现智能矿井自动化生产的关键。基于智能决策系统的结果，对矿井设备进行自动化控制。通过远程控制系统，实现对采掘设备、通风设备、运输设备等的远程操作和调节。例如，在地面控制中心，操作人员可以通过计算机远程控制采煤机的运行速度和方向，实现精准开采。同时，利用智能控制系统，对设备进行实时监测和反馈，根据设备的运行状态自动调整控制参数，确保设备的高效运行。

三、智能矿井建设的发展趋势

1.技术融合创新：未来智能矿井建设将更加注重多种技术的深度融合创新。物联网、大数据、人工智能、区块链等技术将相互渗透、相互促进。例如，物联网技术实现设备之间的互联互通，为大数据采集提供基础；大数据分析为人工智能提供数据支持，使其能够更好地学习和决策；区块链技术则可以保证数据的安全和不可篡改，提高数据的可信度。通过技术融合，形成更加智能、高效、安全的智能矿井系统。

2.智能化水平提升：随着技术的不断进步，智能矿井的智能化水平将不断提高。从目前的局部智能化向全面智能化转变，实现生产、管理、安全等各个环节的智能化。例如，在生产环节，实现采掘、运输、通风等全过程的自动化和智能化控制；在管理环节，实现生产计划、物资管理、人员管理等的智能化决策；在安全环节，实现安全监测、预警、应急救援等的智能化处理[3]。

3.绿色可持续发展：智能矿井建设将更加注重绿色可持续发展。通过优化生产工艺，采用先进的节能技术和设备，降低能源消耗和环境污染。例如，采用新型的通风技术和设备，提高通风效率，降低通风能耗；采用清洁生产技术，减少煤炭开采和加工过程中的污染物排放。同时，加强对煤炭资源的综合利用，提高资源利用率，实现煤炭资源的可持续开发。

四、结论

智能矿井建设是煤炭行业实现转型升级、提高竞争力的必然选择。通过科学合理的战略布局，包括全面系统的顶层设计规划、精准高效的资源优化配置和紧密协同的产业协同发展，能够为智能矿井建设营造良好的发展环境，保障建设工作的顺利推进。同时，智能感知、智能决策、智能控制等关键技术的深入应用，构成了实现智能矿井建设的核心支撑体系，有效提升了矿井生产的安全性、高效性和智能化水平。随着技术的持续进步和发展，智能矿井建设将沿着技术融合创新、智能化水平全面提升和绿色可持续发展的方向稳步迈进。未来，需要进一步加大技术研发投入，强化人才培养，完善战略布局，积极推动智能矿井建设取得新的更大突破，为煤炭行业的高质量、可持续发展注入源源不断的动力，使其更好地适应新时代的发展需求。

参考文献：

[1]习晓，周晓明，刘坤.智能矿井建设战略布局及关键技术研究[J].电子元器件与信息技术，2024，8（10）：96-98+105.

[2]安小磊，江柏，董传才，等.矿井智能通风传感器部署优化与应用研究[J].中国设备工程，2025，（S1）：9-12.

[3]贾进章，尚文天，雷涛，等.矿井智能通风发展趋势[J].辽宁工程技术大学学报（自然科学版），2024，43（05）：545-555.