煤礦綜采工作面智能化技術(shù)及裝備發(fā)展研究獲獎科研報告

煤礦綜采工作面智能化技術(shù)及裝備發(fā)展研究獲獎科研報告摘要：本文分析了綜采工作面智能化水平的發(fā)展水平和存在的問題。機械化開采面臨很多問題，我們需要找到問題并且不斷改進我們都技術(shù)，智能技術(shù)與設(shè)備技術(shù)是解決機械化采煤機的重要措施，其包括刮板輸送機直線度的測量及控制技術(shù)開發(fā)與支持過程的視頻、三維交互式多窗口系統(tǒng)開發(fā)。

關(guān)鍵詞：綜采工作面；智能化；裝備；無人化

1、前言

開發(fā)無人勘探目標的智能技術(shù)和設(shè)備對我國煤礦行業(yè)的發(fā)展具有重要意義。機械化采礦設(shè)備技術(shù)經(jīng)歷了機械化、自動化、網(wǎng)絡化、智能化無人駕駛階段的發(fā)展。目前，機械采煤工作面設(shè)備和技術(shù)條件都已具備，未來將面臨豐富的機械化采煤，在現(xiàn)代化機械化采煤生產(chǎn)中更加智能化是時代的標志。

2、發(fā)展現(xiàn)狀

煤礦的外國制造商、科研院所和煤礦有好幾年的勘探和研究智能控制技術(shù)的經(jīng)驗，基本實現(xiàn)了完全機械化，自動檢測刀具的位置，救災物資和輸送機通信網(wǎng)絡等等一些關(guān)鍵技術(shù)取得了一系列的成果。它主要包括使用陀螺儀檢測采煤機的位置，檢測完全機械化采礦設(shè)備的工作條件。其中，澳大利亞聯(lián)邦科學與工業(yè)研究組織利用慣性導航系統(tǒng)技術(shù)，在三維空間中確定順舵面，以獲得對端面水平的適當控制和監(jiān)測。該系統(tǒng)在澳大利亞約60%的綜采作業(yè)中得到了應用和安裝，取得了一定的效果。基于割草機滾筒的全智能檢索系統(tǒng)在其他國家還沒有投入使用，也就是說，所有的設(shè)備都是自動的，沒有人使用。

該技術(shù)裝備已實現(xiàn)了全國綜采行業(yè)“一鍵式啟?！痹O(shè)備到三機、液壓支架電液自動采煤技術(shù)。井筒上下高速光纖網(wǎng)絡與綜采工作面相連，為實現(xiàn)綜采智能自動化創(chuàng)造了必要條件。目前，三機設(shè)備齊全。綜采對工作面建立了集中監(jiān)控，對液壓介質(zhì)順槽機、輸送機等主要設(shè)備進行集中控制，并對綜采設(shè)備運行情況進行了比較。因此，有必要改進對機械、煤礦、液壓支架、傳送帶等綜采設(shè)備進行數(shù)據(jù)采集，以及對三機通訊網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)采集。該視頻系統(tǒng)實現(xiàn)了對綜采工作面遠距離的自動控制[2]。

3、綜采工作面智能化技術(shù)與裝備的進展

綜采工作面自動控制是綜采設(shè)備定位的一項重要技術(shù)，綜采設(shè)備可以實現(xiàn)安全感知、工作面正確性控制、線路檢測等關(guān)鍵技術(shù)。

為了實現(xiàn)綜采工作面智能控制，有必要研制一種具有高智能化的綜采設(shè)備。許多國內(nèi)外礦山設(shè)備制造商已多年生產(chǎn)。在技術(shù)創(chuàng)新方面，綜合礦山設(shè)備與智能化之間還存在較大差距。因此，有必要開發(fā)新設(shè)備或?qū)υ性O(shè)備進行改造，增加原有設(shè)備的智能化功能。研究關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備的集中控制和遠程學習平臺，為了解決這一問題的分散控制在低水平、低效率的系統(tǒng)控制設(shè)備、環(huán)境監(jiān)測、集成系統(tǒng)的缺陷等等，需要尋找一個集中器遠程控制智能和自動化。

（1）液壓支架智能。目前，液壓支架電液控制系統(tǒng)被添加到介質(zhì)的機械化生產(chǎn)中，并沒有真正集成到液壓介質(zhì)的結(jié)構(gòu)中。未來的媒體產(chǎn)品在設(shè)計液壓支架時應考慮電液控制系統(tǒng)?？刂破髋c支架機械結(jié)構(gòu)的有機結(jié)合，是機電一體化的有效支撐產(chǎn)品，降低了成本，提高了自動化支撐。

在中控臺中，配置了液壓支架遙控器，以計算機控制電液界面的主界面和工作面的視頻作為輔助手段。液壓介質(zhì)的遠程控制是在離支架一定距離的情況下，借助控制臺進行的。隨著液壓支架電液綜采工作面系統(tǒng)的普及，該支架對后續(xù)的順槽機進行了自動監(jiān)測。因此，本文的遠程控制采用順式液壓自動控制和手動控制相結(jié)合的方式。然而，當液壓介質(zhì)自動下降和下降時，可能有必要使工作表面不平整，并“三線直下”。為了實現(xiàn)工件表面的自動調(diào)整，還需要確定基板在工件表面上的相對位置。工業(yè)的技術(shù)想法是使用技術(shù)視野，確定相對位移的實時支持，根據(jù)系統(tǒng)實時控制表面的工作，實現(xiàn)的一致性的支持工作表面的要求。

（2）智能開采機。根據(jù)采煤過程、采煤機的要求，智能可定義不同的操作方式，并與載體、輸送機等設(shè)備進行協(xié)調(diào)控制。采集了順式變速器傳感器技術(shù)，通過檢測工作姿態(tài)，計算順式變速器的位置關(guān)系，預測了順式變速器的運動軌跡，實現(xiàn)了順式變速器與其它設(shè)備的協(xié)調(diào)。智能采煤機可以實現(xiàn)對煤巖的切割和自動檢測存儲限制的功能。結(jié)合采煤過程，滿足從動件操作、楔塊切割和傾斜的功能要求，是整個工作區(qū)的重要設(shè)備。

智能控制器在兩邊都有發(fā)送和接受裝置，控制器通過通信總線與控制器通信，將數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)娇刂破鞯倪h程控制端，進行通信，以確保系統(tǒng)的實時化和智能化。

（3）輸送帶智能。為了有效地運輸煤炭，需要對刮板輸送機的正確性進行檢測，對順槽支架的平整度要求進行一定程度的檢測，并實時檢測和控制與支架的相互作用及相對位置。為了防止上顎不打滑，有必要對輸送機的自定位進行研究。這些功能的實現(xiàn)有賴于智能控制機械的發(fā)展。

4、存在的主要問題

（1）缺乏統(tǒng)一的通信平臺，高速以太網(wǎng)在綜采地區(qū)建成并投入使用，但其中大部分僅用于傳輸視頻信息，數(shù)據(jù)量大，系統(tǒng)信息不共享。

（2）工作面不可自動恢復。國外利用導航技術(shù)和lasc技術(shù)對綜采工作面實現(xiàn)了水平工作面設(shè)備的自動調(diào)節(jié)和控制功能，并取得了一定的效果。測量技術(shù)是基于相對位移和轉(zhuǎn)速的，測量精度不能滿足自動化的要求。精密調(diào)平技術(shù)還在研究和探索中，尚未通過實驗。

（3）綜采工作面存在沉降問題。由于地質(zhì)環(huán)境的變化，煤層綜采開采面臨的輸送機踐踏沿著前面的工作，或?qū)е赂淖兙嚯x，導致刮刀和傳送機之間的重疊，導致煤的低壓，從而產(chǎn)生一些問題，例如清除煤或安全不足會嚴重影響安全生產(chǎn)的完全機械化開采，有必要通過自動檢測機器的位置信息傳輸和使用偽旋轉(zhuǎn)的技術(shù)來解決這個問題。

（4）礦山全自動化成套技術(shù)。該煤礦生產(chǎn)設(shè)備，可以監(jiān)控所有前方和計算機集中控制和協(xié)調(diào)的道路設(shè)備，如機械、液壓采煤和支護等需要進一步完善。

5、結(jié)束語

隨著煤炭工業(yè)產(chǎn)業(yè)化和信息技術(shù)深度融合，加快煤礦建設(shè)，實現(xiàn)智能化，促進