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煤矿智能化建设背景下采矿工程专业信息化改造与探索
摘要:近些年,我国的科学技术随着社会的发展不断进步,现阶段,随着互联网信息技术发展以及煤炭安全精准开采理念的提出,以减人增效为目标的煤矿智能化建设如火如荼。安徽理工大学作为地方煤炭特色高水平大学顺应煤炭工业发展潮流,开启了传统工科采矿工程人才培养模式的改造升级。文章重点阐述了传统工科向智能采矿新工科改革的课程体系构建、产学研信息化合作协同育人机制深化、智能采矿人才培养资源平台申报等方面的做法与成效。梳理了智能采矿工程专业改革中存在的问题,给出了利用废弃煤矿地下空间进行碳捕集―运输―封存―利用全过程的新能源专业建设解决思路。
关键词:智能采矿;信息化;改造措施
引言
在开采工作环节中运用现代化和智能化开采加工工艺,可以在遵照生态环境保护、低碳环保可持续发展观等发展战略的前提下,提高开采工作效能,还可以强化对资源全方位管理,提升在我国社会经济的总体水平及其增长速度。对于此事,大家要高度重视掌握智能化开采生产工艺,并把它合理应用到采矿工程当中。
1智能化矿山采矿技术中的安全管理的重要性
对于矿产行业的发展而言,相关企业在开展矿山作业的过程中,要结合实际情况加大技术的安全管理力度。质量的安全管理能够为人员提供更好的工作环境也能够让相关工作可以更好的开展,保证采矿工作的顺利开展。矿产企业要了解当前矿山开采工作的基本情况,全面提高矿山企业的经济效益和社会效益。不对,矿山开采工作进行管理的过程中,首先要重视安全方面的管理,要保证安全管理的规范性,了解具体的工作流程。还要分析安全事故出现的概率,预防安全事故的出现,全面提高人员的安全防范意识。了解安全管理的基本情况,真正将安全放在管理工作的首要位置。采矿工作者还要给自己提出更高的要求,规范自身的工作行为,全面提高自身的责任意识。采矿的过程中要考虑到各种安全事故出现的概率,一旦出现安全事故就会出现很大的经济损失,甚至会造成人员伤亡。因此,企业管理者要结合实际情况制定详细的管理计划和管理方案。将智能化技术和信息化技术融合在一起,全面提高矿业生产的实际效率。但是从当前的实际情况来看,部分矿山企业在实际发展的过程中都没有意识到智能设备的重要性,在开展矿山开采作业时,也没有对现代化的设备进行及时的应用。将自动化设备和技术应用于矿山作业之后,能够有效的提高矿山的安全性,也能够提高相关企业的生产效率。但是目前很多管理者都没有意识到这一问题,没有对整体的设备进行及时的应用,导致整体的安全效率相对较低,管理工作难度较大。管理者要结合实际情况引进现代化的管理技术和管理设备,了解当前矿产开采工作的实际情况。要重视智能化设备的实际应用,分析矿产开采的主要模式。现代化的生产模式能够更加满足当前行业发展的实际需求,也可以给企业的持续性发展带来一定的推动作用。
2具体做法及成效
2.1构建智能采矿工程课程体系
打造采矿工程与软件工程、信息工程、人工智能等采矿+智能融合的知识结构体系,打包关联性较强的专业知识,形成了凸显地方与行业特色“双碳目标”下的智能采矿工程专业创新创业人才培养方案及课程体系。融合传授“人工智能+大数据”知识结构,建立以“采矿+机械+电气+计算机+人工智能+大数据”学科为主,其他环境、人文为辅的新型课程体系。完善课程体系结构与模块设置,包括通识教育、学科基础、专业教育和实践教育四大模块。智能采矿工程基础课:高等数学、大学物理、工程制图、程序设计、工程力学、现代地质学、矿山岩石力学、井巷工程、矿山压力与现代感知技术、智能采矿学、矿山智能通风与安全、智能采掘工程设计与施工等;智能采矿工程特色课:人工智能概论、网络与数据库技术、物联网技术、智能矿山大数据开发与管理、矿山智能采掘装备、虚拟矿山与仿真、矿井灾害智能防控等。积极拓展矿山伴生资源开采、智能采掘、矿业大数据与互联网+、未来采矿等课程建设。加强交叉学科之间的知识联系,形成采矿工程各关联专业之间、专业基础与专业课之间、专业理论与实验实践课之间,以及课堂与新媒体教学之间的模块化课程结构,实现学科交叉耦合;合理分配公共必修+专业必修+通识选修的课时数,构建创新教育课堂,利用第一课堂拓宽知识结构,利用第二课堂培养学生的创新创业能力和实践能力。
2.2做好环境信息感知,确保信息传输的可靠性
通过对环境和设备状态的感知,可以实现对智能的判断并做出相应的控制和管理。但是,由于地下湿度大,容易造成粉尘爆尘,在高磁场条件下,对检测技术的发展存在很大的障碍。采用三维激光扫描仪,保证了对煤层的精确辨识,并监测了低照度的空间影像,实现了对深层地球物理场的检测,使煤矿技术得到最大限度的利用。在此阶段,采用地质雷达探测、高光谱探测、振动探测等技术,对可见光视频和红外图像采集技术进行了改进和优化。技术的关键在于:第一,开采前方的近场检测技术;第二,高光谱的煤岩石检波器;第三,利用光纤网在高速低速振动条件下,合理定位采矿设备,并安装智能化传感器;第四,利用极端的物理场监控微型光纤的智能感测器,并对其进行适当佩戴;第五,运用核磁共振技术,对煤矿两侧、工作面和顶底板进行安全风险预测;第六,采用智能化的煤炭流量监控和辨识系统;第七,保证智能微传感器的物联,确保其具有自我定位、自供电、自通信等功能。
结语
智能采矿工程是特设目录外专业,安徽理工大学是首批开设智能采矿工程专业院校之一。专业依托学校国家级一流本科特色专业采矿工程,利用人工智能、大数据、云计算等信息化技术,形成大批掌握智能化知识的采矿+智能新工科人才培养模式,符合国家八部门联合印发《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》中关于智能采矿新工科高端复合型人才培养的有关要求,必将对煤矿智能化建设起到积极推动作用。
参考文献:
[1]张向阳,杨科,常聚才,等.新形势下采矿工程专业综合改革及“双基”示范创建探索[J].安徽理工大学学报(社会科学版),2021,23(5):75-78.
[2]陈登红,华心祝,杨科,等.地方特色高水平大学新工科人才培养模式构建——以安徽理工大学采矿工程专业为例[J].内蒙古煤炭经济,2021(18):213-215.
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