论煤矿综采工作面智能化开采

发表时间:2020/7/22   来源:《科学与技术》2020年7期   作者:仝大江
[导读] 近些年来,科学技术的不断进步,促使我国各行各业逐渐实现了机械自动化、
        摘要:近些年来,科学技术的不断进步,促使我国各行各业逐渐实现了机械自动化、智能化管理的模式,煤炭行业在此过程当中也受益匪浅。为了做到与时俱进,加快了针对煤矿综采工作面智能化开采技术的研发速度,并最终研制出能够发挥出可视化远程干预管控功能的综采工作面智能化管控系统,已经在实践中获得了良好的应用效果。然而因为国内煤层赋存相关条件存在着很大的差别,相应的水文地质情况十分复杂,妨碍到煤矿综采工作面智能化开采技术的推广和落实。与此同时,煤矿综采工作面智能化开采技术发展和应用的时间较短,依然存在着很多的缺陷和不足有待进一步完善。所以,需要有关工作人员落实自身的职能与责任,熟练掌握这项技术,充分发挥出其良好的作用。
        关键词:煤矿;综采工作面;智能化;开采;
引言
        煤炭是中国的主要能源,在未来相当长的一段时间内,煤炭仍继续占据世界能源结构的主导地位。在当前信息化、智能化革命到来之际,煤矿智能化是适应当代信息工业革命发展趋势、保障国家能源供应、促进煤炭工业高质量发展的核心。应用信息技术、智能制造技术和人工智能技术的研究成果,实现煤炭安全、高效、绿色开采和利用,实现煤矿智能化已成为煤炭工业发展的必经之路。围绕智慧煤矿及智能化无人开采的重大技术需求,突破行业共性核心问题,加快智能、安全、高效现代煤炭生产体系建设成为主要目标。
1煤矿综采工作面智能化开采技术发展状况的分析
        对比外国一些发达国家,国内煤矿综采工作面智能化开采技术呈现出一定的滞后性。通过数年的发展之后,国内第一次研制出煤矿综采工作面智能化开采技术。现阶段,国内很多大型的煤矿均运用了煤矿综采工作面智能化开采技术,借助此项措施,不仅增加了日产量,提升了相应的开采率,而且依靠有关智能化监测方式,使煤矿开采的时间得以延长。近些年来,煤炭开采技术得到了飞速发展,使煤矿自动化开采效率与安全性得到有效提升。在此过程当中,煤矿开采技术逐渐实现了智能化,相关设施的利用率也获得了提升,降低了伤亡事故的发生几率。比如,单机自动化能力得到增强,使煤矿综采工作面智能化开采技术的发展更加顺利。结合具体的国情情况,加快煤矿综采工作面智能化开采技术的研发速度势在必行。从当前的情况来看,远程管控采煤技术、智能无人采煤技术等都是主要的研究技术内容。通常情况下,煤矿综采工作面所处的环境十分复杂,而大多数的煤矿综采工作面相应的空间十分狭小,温度与湿度均很高,并且存在着大量的煤尘。有关技术人员操控相关设备的过程当中,一旦碰到瓦斯煤尘爆炸、透水等故障的时候,将导致伤亡事故的发生。鉴于煤矿综采工作面相应的设备系统非常复杂,从前所运用的人为操控方式,显然无法避免产生操控不当的情况发生,导致相关设备的安全性无法获得保障,并且不同设备的运用与监控的过程中,保持彼此独立的运行状态,无法实现相互结合,达到集中化处理有关数据信息的目的。
2智能采煤机装置概述
        对于智能采煤机装置来说,能够紧密参考采煤技术具体的需求情况,合理设计出多样化的运行形式,达到对联动管控刮板输送机设备和支架有效协调的效果。利用先进的MEMS传感器技术,完成采集采煤机支架运行状况的任务,同时合理预测采煤机具体位置关系计算和运作轨迹的情况,实现闭锁采煤机与其它相关设备有效联通的目的。运用智能采煤机装置,能够以自动的形式,完成煤炭分界的科学探测任务,并结合有关采煤技术,逐渐形成一个系统化的煤矿开采体系。在有关监控中心当中安设一台采煤机远程操控平台,并和采煤机装置的位置监测系统实现通信,以便获知采煤机装置具体的运行方向。


3.煤矿综采工作面智能化开采技术
        3.1实时管控协议技术
        基于达到远超遥控煤矿综采工作面情况的目的,应该尽可能减少传输视频延时的现象,并根据支架和相关采煤机装置的控制要求,使视频端的延时能够维系在40ms当中,由此需要煤矿综采工作面的摄像、传输、图像的解码以及储存的能力更强。由于被较长距离工作面所干扰,对采煤机装置的周边、刮板运输机链条、胶带运输机的出煤口以及工作面支架等位置进行采集,并以视频的形式加以呈现,并对摄像仪自身的容量因素予以考虑,科学利用基于以太网的数字化视频控制系统,达到双绞线传输的方式,无需布线,不过在数字视频系统当中的信号呈现到显示器以前,应该科学完成传输、编码、解码以及数字化等操控任务,由此造成时间延迟超过了200ms,需要对采集、传输以及呈现等环节加以不断改进。
        3.2综采装备核心智能控制技术
        控制装置是综采装备智能化的核心,是直接关系到装备智能化程度的因素。要实现综采装备智能控制,必须对现有控制方式进行智能化控制改进,针对液压支架智能推移提出一种新的智能推移控制系统。在调整支架时,该液压支架智能推移控制系统能够利用传感器实时确定支架实际位移模型,从而确定支架及刮板机在推移动作中的实际位移值;将该数值与系统预设值进行比较,得到实际修正值,从而决定支架接下来的动作及动作值,使整个推移控制过程形成一个闭环控制,使系统在整体控制运行中能够根据实时监测的支架和刮板机实际运行情况,对后续的推移位移值进行实时修正,使支架在推移过程中保持直线性和同步性,实现对支架推移的精确智能控制。基于矿井地质勘探信息搭建待开采煤层全信息模型,并且在巷道掘进过程中利用物探、钻探等技术方法对待开采煤层、煤岩分界面进行辅助监测,利用实际探测结果对煤层全信息模型进行修正,实现对煤层、煤岩分界面的预测判断;应用惯性导航技术对采煤机的行走位置及三维姿态进行实时监测,利用轴编码器对采煤机位置姿态进行二次校验;基于煤层、煤岩界面预测判断结果,对采煤机的截割路径开展超前规划,根据采煤机位置的精准定位及煤层、煤岩界面预测结果对采煤机摇臂摆动角进行控制,满足工作面不同位置处采煤机滚筒截割高度的自适应调节,实现采煤机截割高度的智能化调整。
        3.3视频监控技术介绍
        对于煤矿综采工作面模拟采矿系统而言,主要借助提升虚拟现实技术,进而建立起一个三维采矿环境,实现模拟相关运行技术设备以及采煤过程的目的。利用此系统,可以和相应的操控人员实现一定的互动,并能够穿越全部的空间到达该系统所模拟的所有区间内。依靠此系统,既明确了空间的状态、物体运作的管控,又可以辨识物体,准确输入与处理输入相关信息。这当中,最大的特点为建立了一个与现实十分近似的采掘三维环境,同时借助先进的计算机技术,能够清晰地呈现出采矿的情况,进而获取相关设备运行的相关参数、动态化图像等等,其中包含了相关设备的产能、间距以及时间等信息情况
结束语
        综上所述,系统分析与思考煤矿综采工作面智能化开采技术显得尤为必要,具有一定的研究意义和实施价值。希望此次研究与分析的内容和结果,可以得到有关煤矿综采工作面开采技术人员的关注与重视,并且从中获取到相应的借鉴和帮助,以便增强煤矿综采工作面智能化开采技术应用的实际成效,进而推动我国煤矿开采产业的可持续发展与进步。
参考文献
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