信息化技术推动煤矿工程智能化升级的方案

引言：随着科技的飞速发展，信息化技术在各行业的应用日益广泛。煤矿工程作为传统产业，面临着安全生产、高效运营等诸多挑战。利用信息化技术推动煤矿工程智能化升级成为行业发展的必然趋势。

1.信息化技术在煤矿工程中的应用现状与问题

1.1 现有信息化技术应用类型

当前国内煤矿工程已初步引入多种信息化技术，覆盖开采、运输、安全监测等核心环节。在井下开采环节，应用物联网技术实现采煤机、刮板输送机等设备的远程监控，通过传感器采集设备运行参数；运输环节采用视频监控与红外传感技术，实时监测胶带运输机的运行状态，预防跑偏、断带等故障；安全监测环节部署瓦斯、粉尘、顶板压力等在线监测系统，数据实时传输至地面控制中心。此外，部分大型煤矿引入地理信息系统（GIS）构建井下三维地质模型，辅助开采方案设计；应用大数据技术对生产数据进行统计分析，为产量调控提供参考，初步形成“监测—传输—分析”的信息化应用框架，为后续智能化升级奠定基础。

1.2 应用中存在的主要问题

信息化技术应用仍存在诸多短板，难以支撑煤矿工程全面智能化。设备层面，不同厂家的信息化设备通信协议不统一，如采煤机监控系统与运输设备监测系统数据无法互通，形成“信息孤岛”，导致整体调度效率低下；数据层面，采集的数据多停留在存储与简单统计阶段，未深度挖掘数据价值，如安全监测数据仅用于报警，未结合历史数据预测风险趋势；应用层面，技术覆盖不均衡，井下开采、安全监测环节信息化程度较高，而洗煤、仓储等辅助环节仍依赖人工操作，未形成全流程信息化闭环。

2.智能化升级的创新思路与方法

2.1 新兴技术融合创新应用

通过多新兴技术深度融合，突破煤矿工程智能化瓶颈。将 5G 技术与物联网结合，构建井下高速、低时延的通信网络，实现设备间实时数据交互与远程精准控制，如通过 5G 远程操控采煤机完成复杂煤层开采；引入人工智能技术，基于井下设备运行数据与安全监测数据，构建故障预测模型与风险预警模型，如利用深度学习算法分析瓦斯浓度变化趋势，提前72 小时预判超限风险；将数字孪生技术与GIS 结合，构建煤矿全流程数字孪生体，模拟开采、运输、洗煤等环节运行状态，实现生产过程可视化管控与方案预演优化。

2.2 数据驱动的决策创新模式

构建“数据采集—处理—分析—决策”的闭环决策模式，以数据驱动煤矿工程智能化运行。在数据采集环节，统一设备通信协议与数据格式，部署多类型传感器实现全流程数据采集，涵盖地质数据、设备运行数据、安全监测数据、生产管理数据等；数据处理环节采用分布式存储与云计算技术，对海量数据进行清洗、整合，建立标准化煤矿工程数据库；数据分析环节引入数据挖掘算法，提取数据关联规律，如分析采煤机功率与煤层硬度的关系，优化开采参数；决策环节开发智能决策系统，基于数据分析结果自动生成生产调度方案、设备维护计划与安全管控措施，如根据井下瓦斯数据与产量需求，动态调整通风量与开采进度，实现决策从“经验驱动”向“数据驱动”转变，提升决策精准性与效率。

2.3 智能化管理体系的构建

围绕“人—机—环—管”协同，构建全流程智能化管理体系。在人员管理方面，开发智能考勤与定位系统，实时掌握井下人员位置与作业状态，结合培训数据与绩效考核数据，实现人员精准调配与能力提升；设备管理方面，建立设备全生命周期管理平台，整合设备采购、运行、维护、报废数据，通过AI 算法预测设备故障，自动触发维护工单；环境管理方面，构建井下环境智能监测与调控系统，实时监测温度、湿度、瓦斯浓度，自动启动通风、降尘设备，保障作业环境安全；管理流程方面，优化煤矿生产管理流程，实现从开采计划制定、生产执行、质量检测到产品外运的全流程数字化管控，通过管理平台实现各部门数据共享与协同办公，打破部门壁垒，提升整体管理效率，形成“全员参与、全程可控、全面智能”的管理格局。

3.智能化升级的对策与保障

3.1 技术升级具体对策

技术升级需从设备改造、系统整合与自主研发三方面推进。设备改造方面，对现有信息化设备进行兼容性改造，统一通信协议与数据接口，确保不同设备数据互通；更换老化、低效传感器与监控设备，提升数据采集精度与稳定性；在关键环节引入智能装备，如智能采煤机、无人巡检机器人，替代人工操作。系统整合方面，搭建煤矿工程智能化管控平台，整合各环节信息系统，实现数据集中管理与统一调度；开发系统间数据交互接口，消除“信息孤岛”，确保生产、安全、管理数据实时共享。自主研发方面，联合高校与科研院所攻关核心技术，如研发适用于井下复杂环境的高可靠性传感器、国产工业控制芯片，突破国外技术垄断。

3.2 人才培养与团队建设

构建“多层次、多渠道”的人才培养体系，支撑智能化升级需求。在人才培养方面，与矿业类高校合作开设智能化相关专业方向，如“煤矿智能开采”“矿山物联网应用”，优化课程体系，强化实践教学，培养具备信息化与煤矿工程复合知识的专业人才；针对现有员工，开展分层次培训，对技术人员重点培训AI、数字孪生等新兴技术应用，对一线操作工人重点培训智能设备操作与维护技能，定期组织技术比武与案例教学，提升实操能力。团队建设方面，组建智能化技术攻关团队，吸纳设备研发、数据分析、系统运维等领域人才，明确团队职责与激励机制，鼓励团队开展技术创新；建立“校企人才交流”机制，邀请高校专家入驻企业指导，选派企业骨干到高校进修，提升团队整体技术水平，打造一支适应煤矿智能化发展的专业人才队伍。

3.3 政策支持与行业协作

依托政策引导与行业协同，为智能化升级提供保障。政策支持方面，建议政府出台煤矿工程智能化升级专项扶持政策，对智能化改造项目给予财政补贴与税收优惠，降低企业升级成本；制定煤矿智能化技术标准与评估体系，规范技术应用与验收标准，确保升级质量；将煤矿智能化水平纳入企业安全生产考核指标，引导企业重视智能化升级。行业协作方面，由行业协会牵头组建煤矿智能化产业联盟，整合煤矿企业、设备厂商、科研机构资源，建立技术共享平台，推广优秀智能化升级案例与经验；组织行业交流活动，如煤矿智能化技术研讨会、设备展览会，促进技术交流与合作；推动建立煤矿工程数据共享机制，在保障数据安全的前提下，实现行业内数据互通，为共性技术研发与决策优化提供数据支撑，形成“政府引导、行业协同、企业主导”的智能化升级保障体系。

结束语：信息化技术推动煤矿工程智能化升级是一项系统而长期的工程。通过实施上述创新方案和对策，有望实现煤矿工程的智能化转型，提高煤矿行业的整体竞争力，促进煤矿行业的绿色、安全、高效发展。

参考文献：

[1] 刘俊, 苏江. 煤矿开采技术的未来发展与应用前景[J]. 内蒙古煤炭经济,2024,(14):127-129.