煤礦智能化綜采技術(shù)現(xiàn)狀及展望

煤礦智能化綜采技術(shù)現(xiàn)狀及展望摘要:現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，煤礦領(lǐng)域也開始全面的進行智能化轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)綜采技術(shù)水平的提升，保證煤礦災(zāi)害防治水平，提高煤礦生產(chǎn)的安全性。本文以實際案例展開分析，重點了解中厚煤層智能化無人綜采技術(shù)應(yīng)用情況，實現(xiàn)遠程監(jiān)控和控制，掌握關(guān)鍵技術(shù)，為今后智能化綜采技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用提供基礎(chǔ)，促進我國煤礦領(lǐng)域的發(fā)展和進步。關(guān)鍵詞:智能化綜采；煤礦開采；現(xiàn)狀智能化無人綜采技術(shù)主要是通過具備感知能力、記憶能力、學(xué)習能力、決策能力的綜采設(shè)備，其中包含液壓支架、采煤機、刮板運輸機等設(shè)備，通過自動化技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)可視化監(jiān)控和管理，切實提升開采效率和水平，滿足煤礦開采的需要。這一技術(shù)的全面應(yīng)用，是將工業(yè)化、信息化技術(shù)完美融合，實現(xiàn)煤炭開采的優(yōu)化與改革，創(chuàng)建出完善的技術(shù)體系。自從我國“十二五”計劃實施以來，引入先進技術(shù)，并且實現(xiàn)全面創(chuàng)新，讓我國煤礦智能化綜采技術(shù)領(lǐng)域有了很快的發(fā)展，未來還要加強先進技術(shù)研發(fā)，以促進煤礦綜采技術(shù)全面發(fā)展。1智能化綜采關(guān)鍵技術(shù)1）液壓支架全工作面跟機自動化與遠程干預(yù)計劃。液壓支架電液系統(tǒng)實現(xiàn)整個工作面的控制，達到自動化控制要求，根據(jù)電液控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)和液壓支架視頻聯(lián)合起來，利用監(jiān)控中心實現(xiàn)遠程操作，通過人工干預(yù)做好系統(tǒng)控制，即使復(fù)雜環(huán)境下依然可以實現(xiàn)自動化控制。其中，自動跟機技術(shù)是利用綜采工作面支架的采煤機位置、運行方案作為分析基礎(chǔ)，通過電液控制，跟隨采煤機進行工作面自動控制，提高開采效率。2）采煤機全工作面記憶截割與遠程人工干預(yù)技術(shù)。采煤機進行全工作面記憶截割，通過應(yīng)用采煤機實時數(shù)據(jù)與煤壁視頻聯(lián)合運行，監(jiān)控中心操作臺實現(xiàn)人工操作，復(fù)雜條件下依然可以完成自動化控制。其中，記憶截割技術(shù)在符合地質(zhì)條件下的自動化工藝，通過采煤機學(xué)習刀具運行參數(shù)，構(gòu)建出具備學(xué)習功能、自動修正參數(shù)的采煤機自動化系統(tǒng)，可以進行綜采工作面自動化割煤，實現(xiàn)采煤機的有效控制。3）工作面視頻監(jiān)控技術(shù)。結(jié)合工作面的具體狀況，進行井下監(jiān)控中心與地面指揮控制中心完成綜采工作面的實時視頻監(jiān)控。煤壁監(jiān)控攝像儀采集視頻后，傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，完成煤截面可視化控制，并且利用紅外線傳感器直接獲取采煤機位置信息，利用軟件通過攝像儀進行采煤機切換與控制。4）綜采自動化集中控制技術(shù)。形成完善的自動化控制系統(tǒng)，進行綜采工作面各項設(shè)備的整合與應(yīng)用，確定合理的工藝技術(shù)參數(shù)，實現(xiàn)多個設(shè)備的聯(lián)合運行，可以在井下巷道監(jiān)控中心與地面控制中心的集中控制，保證設(shè)備的運行效果與質(zhì)量。5）智能化集成供液控制技術(shù)。根據(jù)系統(tǒng)控制要求將遠程配液站、乳化液泵站、噴霧泵站等設(shè)備集合形成整體系統(tǒng)，可以實現(xiàn)智能化供液系統(tǒng)控制，讓該系統(tǒng)達到自動化與智能化，保證各項功能正常的運行，降低能源損耗。6）超前支護自動控制技術(shù)。研發(fā)出系統(tǒng)內(nèi)有多個伸縮單元的交錯邁步式電液控超前支護系統(tǒng)，電液控制與視頻控制作為主要控制系統(tǒng)，研發(fā)出遠程控制系統(tǒng)，實現(xiàn)超前支架的遠程監(jiān)控，并且達到智能化控制標準。2實踐中的技術(shù)創(chuàng)新2.1研發(fā)機架協(xié)同“割三角煤”工藝以往使用的三角煤截割工藝是通過采煤機自動記憶截割的方式來實現(xiàn)工作系統(tǒng)運行，液壓支架是利用采煤機實時位置進行三角煤區(qū)域內(nèi)跟機作業(yè)。但是在工作中，因為二者并不能數(shù)據(jù)交互運行，所以極易發(fā)生支架與采煤機不配合的情況，導(dǎo)致截割質(zhì)量難以保障，因此，研發(fā)出“機架協(xié)同控制”割三角煤工藝。該技術(shù)的主要工作原理是應(yīng)用兩者數(shù)據(jù)交互，讓采煤機與液壓支架在運行和轉(zhuǎn)換動作的過程中，都能夠在對方動作中獲取信息。在對方上一個動作沒有完成的情況下，自身就會慢慢減速甚至停機，在對方動作完成后，才能觸發(fā)下一工序，以確保三角煤自動截割順利進行，提高自動化水平。2.2開發(fā)“一鍵啟停隨動視頻”安全確認界面在以往自動化控制基礎(chǔ)之下，研發(fā)出“一鍵啟停隨動視頻”安全確認界面，如果系統(tǒng)處于“一鍵啟?！钡臓顟B(tài)中，采煤機會自動化轉(zhuǎn)化為視頻監(jiān)控的界面，可以實現(xiàn)遠程操控，工作人員利用視頻系統(tǒng)隨時監(jiān)控和操控現(xiàn)場界面，就可以進行安全監(jiān)視和管理，并且通過對于井下、井上的各項設(shè)備啟停預(yù)警語言順序進行編排與調(diào)整，讓控制中心實現(xiàn)有效的控制，工作人員通過設(shè)備可以及時獲取啟停預(yù)警語音，實現(xiàn)“一鍵啟?！钡目刂?，現(xiàn)場人員安全性得以保障。2.3開發(fā)超前支架遠程監(jiān)控系統(tǒng)智能化綜采監(jiān)控系統(tǒng)與超前支架電液系統(tǒng)運行之后，研發(fā)出超前支架遠程監(jiān)控系統(tǒng)，可以創(chuàng)建出仿真截面，然后進行“視頻+模型”系統(tǒng)的構(gòu)建，讓超前支架的各項動作都能夠?qū)崿F(xiàn)自動化與智能化。2.4優(yōu)化遠程操控系統(tǒng)要想全面提升遠程控制的安全性和實時性，保證遠程操控各項工作得以進行，研發(fā)出“液壓支架快捷操控界面”。在液壓支架發(fā)生丟架、漏堆等情況，監(jiān)控軟件會自動發(fā)出預(yù)警信號；監(jiān)控工作人員根據(jù)預(yù)警信號提醒操作人員，系統(tǒng)自動調(diào)整為支架監(jiān)控界面，進行自動化補架或者單獨動作。2.5開展工作面自動找直技術(shù)綜采技術(shù)得以有效的運行，離不開煤壁、刮板運輸機、液壓支架直線度方面的全面控制，達到正常運行的標準，研發(fā)出自動化巡檢系統(tǒng)，讓導(dǎo)航、高清攝像、熱成像等功能得以有效實現(xiàn)，即使在復(fù)雜的環(huán)境中依然可以有效的運行，提供良

好的運行環(huán)節(jié)，且可以實時將采集后的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)较到y(tǒng)內(nèi)，隨時發(fā)布相關(guān)信息，進行工作面的自動找直處理，也可以給滾筒透塵可視化與高清全景視頻監(jiān)控提供基礎(chǔ)，讓系統(tǒng)運行水平得到很大提升。2.6研發(fā)應(yīng)用綜米智能化管理平臺開發(fā)智能管理系統(tǒng)(IMS—Platform)，充分的利用大數(shù)據(jù)、云技術(shù)等先進技術(shù)創(chuàng)建數(shù)據(jù)中心，可以構(gòu)建出完善的綜采智能化管理平臺，隨時了解設(shè)備運行狀態(tài)，并且對于故障做出預(yù)判分析，實現(xiàn)全壽命周期性管理，達到安全、精細化管理的要求，為智能化控制提供良好的基礎(chǔ)。管理人員與工程技術(shù)人員隨時利用移動端或者PC端登錄平臺，隨時掌握工作面的具體情況，監(jiān)控運行參數(shù)信息，讓環(huán)境監(jiān)測順利實施，促進總體運行效果和質(zhì)量提升。物麗終端設(shè)備—移劫憤網(wǎng)-閽度室-數(shù)據(jù)處期申心地而控中心I供電系統(tǒng)1［供渣系統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測一!控中心機IJL機IJL俺檢監(jiān)

轉(zhuǎn)磁制巾環(huán)3未來智能化開采技術(shù)研究重點與發(fā)展趨勢3.1厚煤層及薄煤層智能化綜采技術(shù)在研發(fā)出先進的智能化綜采技術(shù)，可以實現(xiàn)頂層設(shè)計、合理規(guī)劃、分布落實的標準。積極總結(jié)中厚煤層智能化綜采技術(shù)的實際經(jīng)驗，制定出符合人們使用需要的綜采工作面智能化技術(shù)路線、關(guān)鍵技術(shù)與米煤工藝，可以形成全新的智能化生產(chǎn)模式，同時還要綜合分析智能化綜采的優(yōu)劣，研發(fā)先進技術(shù)，徹底解決目前的智能化綜采工作的難點和問題，提高綜采工作質(zhì)量和效果，為綜采智能化技術(shù)的提升起到積極的促進作用。

3.2切頂沿空留巷智能化綜采技術(shù)以當前的開采技術(shù)作為出發(fā)點，合理規(guī)劃應(yīng)用無煤柱開采技術(shù)，然后研發(fā)出切頂沿空留巷智能化開采技術(shù)，保證采掘工作可以連續(xù)進行，資源回收效率得到根本性的提升，為開采技術(shù)的發(fā)展和進步奠定基礎(chǔ)。3.3復(fù)雜開采條件下的智能化綜采技術(shù)全面分析和研究礦井地質(zhì)條件，研發(fā)出地質(zhì)分析、災(zāi)害預(yù)防的智能化技術(shù)，徹底解決技術(shù)應(yīng)用中的各項問題，構(gòu)建出礦漿瓦斯治理保障系統(tǒng)、煤礦地質(zhì)信息與水害防治保障系統(tǒng)、安全生產(chǎn)系統(tǒng)等，可以實現(xiàn)災(zāi)害信息的實時預(yù)警，管理系統(tǒng)運行效果，在不同條件下可以時間智能化開采技術(shù)裝備應(yīng)用，實現(xiàn)智能化綜采技術(shù)的合理應(yīng)用。3.4智能化綜采前沿技術(shù)研究以目前技術(shù)作為出發(fā)點，研發(fā)出更加先進的技術(shù)，促進智能化系統(tǒng)應(yīng)用效果的提升。全面研發(fā)出智能化綜采探測、智能導(dǎo)航、智能控制技術(shù)，讓設(shè)備智能感知、自適應(yīng)以及智能控制水平得到提升，消除各種不利影響因素，實現(xiàn)技術(shù)攻關(guān)，促進總體技術(shù)水平提升，達到安全感知、工程質(zhì)量管理效果。4結(jié)語智能化無人綜采技術(shù)經(jīng)過實踐應(yīng)用，取得非常好的效果，有效的補充我國煤炭智能化技術(shù)的空白，是中國煤炭工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展的偉大創(chuàng)舉，為煤炭行業(yè)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)和條件，對于促進我國煤炭領(lǐng)域轉(zhuǎn)型和發(fā)展有著重要的價值。該技術(shù)的應(yīng)用與機械化、信息化、自動化技術(shù)的發(fā)展是分不開的，通過規(guī)范化、精細化的全面應(yīng)用，組建高水平的工作團隊，全面應(yīng)用各項技術(shù)，提高總體工作質(zhì)量和效果。但是目前我國的煤礦智能化綜采技術(shù)還處于初期研發(fā)階段，還有很多技術(shù)難題并不能從根本上解決，還要加強傳感、監(jiān)測、控制等領(lǐng)域的研究，提高智能化控制水平，保證智能化綜采技術(shù)得以有效的利用，讓采煤技術(shù)有序的發(fā)展，讓煤炭開采達到安全、高效、綠色、環(huán)保的要求，促進我國煤炭領(lǐng)域發(fā)展，對于社會進步做出貢獻。參考文獻:煤礦智能化綜采技術(shù)現(xiàn)狀及展望[J].消費導(dǎo)刊,2019,000