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(jìn)行智能化轉(zhuǎn)變，實(shí)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(shí)際案例展開分析，重點(diǎn)了解中厚煤層智能化無人綜采技術(shù)應(yīng)用情況，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)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(jìn)我國煤礦領(lǐng)域的發(fā)展和進(jìn)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(xí)能力、決策能力的綜采設(shè)備，其中包含液壓支架、采煤機(jī)、刮板運(yùn)輸機(jī)等設(shè)備，通過自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)可視化監(jiān)控和管理，切實(shí)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(shí)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(jì)劃實(shí)施以來，引入先進(jìn)技術(shù)，并且實(shí)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(qiáng)先進(jìn)技術(shù)研發(fā)，以促進(jìn)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(jī)自動(dòng)化與遠(yuǎn)程干預(yù)計(jì)劃。液壓支架電液系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)整個(gè)工作面的控制，達(dá)到自動(dòng)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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。其中，自動(dòng)跟機(jī)技術(shù)是利用綜采工作面支架的采煤機(jī)位置、運(yùn)行方案作為分析基礎(chǔ)，通過電液控制，跟隨采煤機(jī)進(jìn)行工作面自動(dòng)控制，提高開采效率。2）采煤機(jī)全工作面記憶截割與遠(yuǎn)程人工干預(yù)技術(shù)。采煤機(jī)進(jìn)行全工作面記憶截割，通過應(yīng)用采煤機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與煤壁視頻聯(lián)合運(yùn)行，監(jiān)控中心操作臺實(shí)現(xiàn)人工操作，復(fù)雜條件下依然可以完成自動(dòng)化控制。其中，記憶截割技術(shù)在符合地質(zhì)條件下的自動(dòng)化工藝，通過采煤機(jī)學(xué)習(xí)刀具運(yùn)行參數(shù)，構(gòu)建出具備學(xué)習(xí)功能、自動(dòng)修正參數(shù)的采煤機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)，可以進(jìn)行綜采工作面自動(dòng)化割煤，實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)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(jìn)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(shí)時(shí)視頻監(jiān)控。煤壁監(jiān)控?cái)z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(jī)位置信息，利用軟件通過攝像儀進(jìn)行采煤機(jī)切換與控制。4）綜采自動(dòng)化集中控制技術(shù)。形成完善的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，進(jìn)行綜采工作面各項(xiàng)設(shè)備的整合與應(yīng)用，確定合理的工藝技術(shù)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)設(shè)備的聯(lián)合運(yùn)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(yùn)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(yuǎn)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(shí)現(xiàn)智能化供液系統(tǒng)控制，讓該系統(tǒng)達(dá)到自動(dòng)化與智能化，保證各項(xiàng)功能正常的運(yùn)行，降低能源損耗。6）超前支護(hù)自動(dòng)控制技術(shù)。研發(fā)出系統(tǒng)內(nèi)有多個(gè)伸縮單元的交錯(cuò)邁步式電液控超前支護(hù)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(yuǎn)程控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)超前支架的遠(yuǎn)程監(jiān)控，并且達(dá)到智能化控制標(biāo)準(zhǔn)。2實(shí)踐中的技術(shù)創(chuàng)新2.1研發(fā)機(jī)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(jī)自動(dòng)記憶截割的方式來實(shí)現(xiàn)工作系統(tǒng)運(yùn)行，液壓支架是利用采煤機(jī)實(shí)時(shí)位置進(jìn)行三角煤區(qū)域內(nèi)跟機(jī)作業(yè)。但是在工作中，因?yàn)槎卟⒉荒軘?shù)據(jù)交互運(yùn)行，所以極易發(fā)生支架與采煤機(jī)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(jī)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(jī)與液壓支架在運(yùn)行和轉(zhuǎn)換動(dòng)作的過程中，都能夠在對方動(dòng)作中獲取信息。在對方上一個(gè)動(dòng)作沒有完成的情況下，自身就會(huì)慢慢減速甚至停機(jī)，在對方動(dòng)作完成后，才能觸發(fā)下一工序，以確保三角煤自動(dòng)截割順利進(jìn)行，提高自動(dòng)化水平。2.2開發(fā)“一鍵啟停隨動(dòng)視頻”安全確認(rèn)界面在以往自動(dòng)化控制基礎(chǔ)之下，研發(fā)出“一鍵啟停隨動(dòng)視頻”安全確認(rèn)界面，如果系統(tǒng)處于“一鍵啟?！钡臓顟B(tài)中，采煤機(jī)會(huì)自動(dòng)化轉(zhuǎn)化為視頻監(jiān)控的界面，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控，工作人員利用視頻系統(tǒng)隨時(shí)監(jiān)控和操控現(xiàn)場界面，就可以進(jìn)行安全監(jiān)視和管理，并且通過對于井下、井上的各項(xiàng)設(shè)備啟停預(yù)警語言順序進(jìn)行編排與調(diào)整，讓控制中心實(shí)現(xiàn)有效的控制，工作人員通過設(shè)備可以及時(shí)獲取啟停預(yù)警語音，實(shí)現(xiàn)“一鍵啟停”的控制，現(xiàn)場人員安全性得以保障。2.3開發(fā)超前支架遠(yuǎn)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(yùn)行之后，研發(fā)出超前支架遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，可以創(chuàng)建出仿真截面，然后進(jìn)行“視頻+模型”系統(tǒng)的構(gòu)建，讓超前支架的各項(xiàng)動(dòng)作都能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化與智能化。2.4優(yōu)化遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)要想全面提升遠(yuǎn)程控制的安全性和實(shí)時(shí)性，保證遠(yuǎn)程操控各項(xiàng)工作得以進(jìn)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(huì)自動(dòng)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(dòng)調(diào)整為支架監(jiān)控界面，進(jìn)行自動(dòng)化補(bǔ)架或者單獨(dú)動(dòng)作。2.5開展工作面自動(dòng)找直技術(shù)綜采技術(shù)得以有效的運(yùn)行，離不開煤壁、刮板運(yùn)輸機(jī)、液壓支架直線度方面的全面控制，達(dá)到正常運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)，研發(fā)出自動(dòng)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(shí)現(xiàn)，即使在復(fù)雜的環(huán)境中依然可以有效的運(yùn)行，提供良

好的運(yùn)行環(huán)節(jié)，且可以實(shí)時(shí)將采集后的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)较到y(tǒng)內(nèi)，隨時(shí)發(fā)布相關(guān)信息，進(jìn)行工作面的自動(dòng)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(yùn)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(jìn)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(shí)了解設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，并且對于故障做出預(yù)判分析，實(shí)現(xiàn)全壽命周期性管理，達(dá)到安全、精細(xì)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(shí)利用移動(dòng)端或者PC端登錄平臺，隨時(shí)掌握工作面的具體情況，監(jiān)控運(yùn)行參數(shù)信息，讓環(huán)境監(jiān)測順利實(shí)施，促進(jìn)總體運(yùn)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(jī)IJL機(jī)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(diǎn)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(jìn)的智能化綜采技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)頂層設(shè)計(jì)、合理規(guī)劃、分布落實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)。積極總結(jié)中厚煤層智能化綜采技術(shù)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，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(shí)還要綜合分析智能化綜采的優(yōu)劣，研發(fā)先進(jìn)技術(shù)，徹底解決目前的智能化綜采工作的難點(diǎn)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(jìn)作用。

3.2切頂沿空留巷智能化綜采技術(shù)以當(dāng)前的開采技術(shù)作為出發(fā)點(diǎn)，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(jìn)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(jìn)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(xiàng)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(shí)現(xiàn)災(zāi)害信息的實(shí)時(shí)預(yù)警，管理系統(tǒng)運(yùn)行效果，在不同條件下可以時(shí)間智能化開采技術(shù)裝備應(yīng)用，實(shí)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(diǎn)，研發(fā)出更加先進(jìn)的技術(shù)，促進(jìn)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(shí)現(xiàn)技術(shù)攻關(guān)，促進(jìn)總體技術(shù)水平提升，達(dá)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(shí)踐應(yīng)用，取得非常好的效果，有效的補(bǔ)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(jìn)我國煤炭領(lǐng)域轉(zhuǎn)型和發(fā)展有著重要的價(jià)值。該技術(shù)的應(yīng)用與機(jī)械化、信息化、自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展是分不開的，通過規(guī)范化、精細(xì)化的全面應(yīng)用，組建高水平的工作團(tuán)隊(duì)，全面應(yīng)用各項(xiàng)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(qiáng)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(dá)到安全、高效、綠色、環(huán)保的要求，促進(jìn)我國煤炭領(lǐng)域發(fā)展，對于社會(huì)進(jìn)步做出貢獻(xiàn)。參考文獻(xiàn):煤礦智能化綜采技術(shù)現(xiàn)狀及展望[J].消費(fèi)導(dǎo)刊,2019,000