新技术融合助力采矿智能安全

发表时间:2020/11/30   来源:《基层建设》2020年第23期   作者:臧洪源
[导读] 摘要:自动化技术的应用能借助计算机对机械设备实行控制,从而减轻工作人员的工作压力、工作量。
        山东黄金矿业(莱州)有限公司焦家金矿
        摘要:自动化技术的应用能借助计算机对机械设备实行控制,从而减轻工作人员的工作压力、工作量。这个过程需联系具体情况,选用智能供配液系统自动化采矿技术、集控系统自动化采矿技术、控制系统自动化采矿技术、网络系统数据传输自动化采矿技术等处理,以便从根本上提高采矿的整体质量。本文对新技术融合助力采矿智能安全进行分析,以供参考。
        关键词:新技术融合;智能采矿;安全
        引言
        煤炭是中国使用最广泛的基础能源之一,它对中国的发展中起着不可或缺的作用,尤其在能源工业中具有重要的地位。不仅如此,从之前的“十二五”到当前的“十三五”,党和国家都制定了一系列以煤炭为基础的能源发展政策。随着这些政策的落实,煤炭行业整体如笋丝发展,其自动化和智能化建设也取得了初步成效。中国煤矿的智能化水平仍处于起步阶段,缺乏先进的技术研发,和可靠的采矿传感器等,其中,人才的匮乏和标准体系的尚未建立,都或多或少制约着中国煤矿的智能化发展。
        1煤矿智能化综采技术存在的问题
        (1)智能采矿设备在煤矿综采中必须基于具有高稳定性和可靠性才能进行应用,尽管随着科学技术的进步,中国的采煤设备取得了长足的进步,但是其可靠性仍然存在很多问题,导致其无法完全满足智能采煤的需求。例如在当前的应用中采矿传感器不够先进,其精准度和可靠性不足,地下土壤的无线传输距离相对较短,煤矿智能专业软件的开发不足,以及智能控制计算机的信息处理能力不足等,这些问题都有待解决。(2)高科技、全方面发展的人才稀缺。煤矿开采过程相关人才招纳依旧是整个操作流程当中至关重要的影响因素之一。现在的煤矿开采行业里面,因为拥有完备智能化技术知识的相关人才十分稀少,从而造成如今这种智能化技术运用被限制的严重后果。所以,一定要推动对于该方面智能技术人员的引进力度,推动和不同高校之间建立协作关系的发展,从而给煤矿开采业的智能化发展打下基础。
        2综采工作面自动化采矿技术的应用状况研究
        2.1在采矿机中的应用情况
        在综采工作面电牵引中应用可加大自动化的程度,我国研制了电牵引采矿机,这一机器为1LS多电机模式,其他国家相继研制了相关机器。随着我国采矿机研究的深入获得了一定成效、工厂实行机械创新,例如:上海分院研究MG系列采矿机得到深入发展,当前扩展到多个品种;太原矿山机器厂和上海分院合作研制了MGTY400/900-3.3D型机械,为交流电式采矿机;通过和上海分院合作研制了MG300/360-WD型机械,这一机械为在有液压式采矿机的基础上改造;辽源采矿场和邢台矿业合作研制了MG668-WD型采矿机,使用技术能够实现电磁转差离合器调度效果。由此可见,机械的出现为采矿业发展提供支持,能够从根本上提高我国采矿业的整体技术水平。
        2.2在工作面运输机中的应用情况
        矿业运输期间长壁工作面运输机非常关键,其作为运矿设备、采矿ji4运输的轨道,当前矿业的需求量加大,运输机属性变化较大,主要表现在槽宽数据加大、直径增加方面。德国生产了相关设备——MTA-42-3100型设备,为刮板式输送机能够弯曲,最大功率为2250kW,中部溜槽为1340mm,应用的为双边链、直径为420mm,运输能力较强且运输量为4200吨/h。工作面运输机初始启动方式通过双速电机完成,这项技术应用较少、绝大多数使用调速型液力耦合器调速。与此同时,通过使用设备能获得输送机软启动的效果,常用的为液力耦合器、变频电机,设备应用能够经变频调速原理发挥作用。除此之外,生产应用中需要加大机械监控的力度,对运输电机负荷状态加以严格监测,采用自动采矿机实行牵引,如果负荷过大应考虑到运输机安全问题,严格控制牵引的速度;反之负荷较小条件下,应在适当范围加快牵引的速度。刮板运输机电信号传递方式能经开关组合、系统控制方法处理,引导电流信号流向采矿机接收信号后,经控制信号的方式控制牵引速度,进而使得运输机可以顺利运行。


        3新技术融合助力采矿智能安全
        3.1数据算法互联网辅助矿山灾害监测
        大数据、云计算及物联网等技术在矿山灾害预警监测方面有很大用途。东北大学资源与土木工程学院教授朱万成介绍了现场监测与数值模拟相结合的矿山灾害预警方案,主要涉及以下内容:布局在矿山各风险点的传感器将作业施工现场的事实情况转化成可计算利用的实时数据,通过智能算法对数据进行分区,然后对数据进行挖掘并做预测分析,从而达到预警监测的效果。当前,信息技术还在不断自我更新和升级的过程中,矿山生产基础设施建设也在不断完善,大数据、云计算等技术与矿山安全生产的融合度和创新性都有待进一步的提高,发展和创新空间依旧很大。
        3.2人工智能降低开采作业风险
        人工智能成为无人化、少人化智能矿山建设的关键技术支撑。据西安建筑科技大学矿山系统工程研究所教授顾清华介绍,复杂空区条件下,露天矿的无人化智能开采研发及示范应用非常重要,可以提高危险作业的智能化水平,降低危险作业致死率。无人机可以搭载地质勘探及侦测设备如激光雷达、测绘摄影机等,快速对矿场的开采现场进行建模、人工测量,同时根据收集到的影像信息及数据参数加强生产安全管理及车辆调度,规划矿区车辆运行路线,提供调度服务等;无人开采及运输设备也可与5G技术相互结合,从而实现远程操控开采设备的运行,进一步实现矿山生产自动化、智能化减人目标。
        4煤矿智能化开采的发展措施
        4.1智能装备技术
        加大对于煤矿开采技术中的投资、开发。很大程面上来说设备技术,可以很好地将开采技术提高到另一个层次,从而提升相关操作的效率,以至于可以实现煤矿进行安全、精确、智能化的开采效果。
        4.2复杂开采条件下的智能化综采技术
        专业的对煤矿开采地点的先天条件进行深入的检测同时分析有关实地环境对于开采作业的影响,加大对于该操作流程问题的解决力度,打造出一项符合实际的、无害的、可以进行随时监管的信息体系,从而构成一种高科技的智能化的开采系统设备,进一步促进智能化综采技术的大力发展。
        4.3编制发展规划
        按照中长期建设目标,编制煤矿智能化建设发展规划,指导煤矿智能化建设;子分公司结合本单位煤矿赋存条件、矿井产能、灾害防治等,制定具体建设方案和实施细则,明确实施路径和保障措施,形成层次分明、相互衔接、规范有效的规划体系。
        4.4建设煤矿云计算数据中心
        利用国家能源集团数据资源和平台,基于大数据、人工智能、机器学习、边缘计算等技术,结合煤炭开采机理,建设煤矿云计算数据中心,集成共享煤矿系统数据,就近部署、按需供给,实现煤矿生产运营和大数据深度融合。
        结束语
        综上,工业互联网、物联网、大数据、5G、人工智能等新兴科技与矿业生产安全经过进一步的融合创新,在矿山灾害预警监测、生产安全管理及自动化智能化生产方面大有“施展”空间。当然,若想实现矿山生产的无人化智慧化,还需尽快实现生产的自动化智能化,一步一个脚印地依靠新技术创新融合,使矿业生产安全不断攀升新台阶。
        参考文献:
        [1]于健浩,煤矿智能综采工作面安全高效开采适应性评价[J].煤炭科学技术,2019,47(03):60-65.
        [2]王国法,杜毅博.智慧煤矿与智能化开采技术的发展方向[J].煤炭科学技术,2019,47(01):1-10.
        [3]王国法,赵国瑞,智慧煤矿与智能化开采关键核心技术分析[J].煤炭学报,2019,44(01):34-41.
        [4]张默青.露天大型煤矿开采系统智能控制部件设计与实现[D].南昌大学,2018.
        [5]袁亮.面向煤炭精准开采的物联网架构及关键技术[J].工矿自动化,2017,43(10):1-7.
 
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