智能化精品采煤工作面创建关键技术研究与应用

发表时间:2021/7/5   来源:《基层建设》2021年第10期   作者:梁亚鹏
[导读] 摘要:随着社会不断发展,自动化、智能化、网络化已经成为当下时代发展的主要方向,采煤工艺与智能化技术的有效结合,对我国煤矿安全、快速发展具有十分重要的意义。
        新疆焦煤(集团)有限责任公司一八九〇煤矿  新疆乌鲁木齐  830025
        摘要:随着社会不断发展,自动化、智能化、网络化已经成为当下时代发展的主要方向,采煤工艺与智能化技术的有效结合,对我国煤矿安全、快速发展具有十分重要的意义。煤矿开采过程中会应用到各项技术,在煤矿开采期间合理应用智能化技术,能够提高煤矿开采效果,提升煤矿产量,确保煤矿开采期间的安全性,降低安全事故发生概率。
        关键词:智能化;采煤技术;应用分析
        1智能化工作面创建
        1.1系统配置
        1.1.1支架电液控系统
        工作面采用液压支架,在此基础上进行升级改造,结合应用电液控系统,使支架具有本架控制、邻架操作、隔架控制、成组控制、急停闭锁、自动根机、自动补压、矿压监测、工作面数据上传及云平台数据共享、程序在线更新等功能。
        1.1.2采煤机智能化系统
        在采煤机左右摇臂与机身的链接销轴上加装精确编码器,实现对采煤机摇臂角度的在线检测,并实时计算采煤机摇臂的高度;在采煤机行走部加装采煤机位置编码器,实现对采煤机位置的精确检测。采煤机自身控制系统通过对采煤机位置和滚筒高度的精确检测,实现记忆割煤并通过远程监控站向集控中心开放外部控制接口。
        1.1.3工作面视频监控系统
        工作面视频系统作为综采自动化系统的辅助系统,提供对工作面开采现场、关键设备运行状况的视频辅助监测功能。
        1.2系统创建
        智能化工作面操作系统具备设备监测、设备控制及设备故障排查功能。
        1.2.1实时数据监测系统
        (1)集中监测。包括支架、采煤机、皮带、开关、泵站、运输机等设备的运行状态、故障信息;具备对工作面语音系统状态显示,包括电话闭锁状态显示、急停状态显示和断路位置显示(断路的具体架号)。
        (2)采煤机工况监测。实现对采煤机的位置、速度、左右滚筒高度、左右摇臂轴承温度、机身仰俯角度、牵引方向、各电机工作电流、泵箱液压油的油位等的实时监控。
        (3)三机工况显示。实现对三机设备启停状态、工作电流、电机转速、冷却水压力、流量等的实时监控。
        (4)液压支架工况显示。实现对各支架压力、各支架推移行程、各电磁阀动作状态、主机与工作面控制系统通信状态、采煤机位置方向、工作面推进度等的实时监控。
        1.2.2设备控制系统
        (1)全自动控制模式。将综采自动化控制系统设置为全自动化工作模式,通过一键启停按键启动工作面综采设备。
        (2)分系统自动控制模式。将自动化控制系统设置为单机工作模式,可以单独对综采设备进行自动化控制。①液压支架远程控制。实现液压支架单架或成组推溜、降架、拉架、升架以及液压支架跟机自动化启停控制。②采煤机远程控制。实现滚筒升、降、采煤机组的左牵、右牵、急停等动作以及记忆割煤。③实现工作面运输机、转载机、破碎机集中自动化控制和远程启动。
        1.2.3可视化监控系统
        工作面每6个液压支架配备360°旋转高清摄像仪1台,具备低照度、宽动态、强光抑制、红外补光、透雾数字摄像技术,通过采用特殊的成像技术和成像模块,并集成红外补光功能,可实现在采煤面恶劣条件下的成像效果,为工作面视频监控提供了有效的手段。
        2采煤机智能化技术概述
        2.1视频系统
        将高清摄像头安装在采煤机上,同时,还安装了LED等辅助照明设备,通过对专用视频监控设备的应用,完成对采煤现场情况的监控,在监控系统中,可以采用计算机,以及网络终端对工作面的具体情况进行全面检测,而且还可以采取远程在线方式对采煤机的具体运行情况进行全面参控。


        2.2记忆截割
        智能记忆截割系统在具体应用期间,采用自由曲线记忆截割,通过对该项切割方式进行应用,能够确保煤矿开采时,在复杂截割状态完成相应的切割作业,采煤机在运行时能够依据事先学习的采煤工艺,完成相应的切割作业。
        2.3自行定位
        采煤作业进行时,针对采用的采煤,必须要进行精准定位,这也是确保后续采煤作业进行时,各项操作顺利开展的基础。近几年,随着科学技术的发展,以及人们对该项技术研究的不断深入,惯导定位方法在采煤机定位技术上也都取得了一定突破,人们对这一内容的研究也十分灵活,而且取得了不错成绩。
        3.智能化控制刮板输送机
        3.1启动与调速
        ①智能启动
        对于煤矿开采作业进行过程中采用的刮板输送机,对于其启动后采取分阶段控制措施,也就说启动初期要利用预紧张控制措施,分别控制机头与机尾,针对预张紧措施处理输送机底部链条;张紧底部链条后,可以在同一时间内启动机头和机尾,这样能够避免采用的机头在运行时发生跳链、对链等现象,进而避免在机尾处出现卡链等影响设备运行,煤矿开采问题的发生,同时,也可以限制刮板链启动荷载而带来的各种冲击。完成启动作业后,要在设定较高速状态下运行一段时间后,然后处理存在于中部槽中的浮煤,完成浮煤处理后,让刮板输送机处于低速运行状态,同时,要利用智能方式调整。
        ②智能调速
        针对煤矿开采作业中应用的刮板输送机,智能调试时,要综合考虑设备运行时的电流、采煤机方向和煤流量等各项问题,通过多参数混合逻辑控制方法完成对煤矿开采作业中采煤机在应用时采煤机的具体状态信息、电机转矩、工作面各项参数、煤量检测装置数据等各项内容,依据优先级别,综合分析各项影响进度,明确刮板运输机负载情况,合理应用分级调速,采取合理方式完成相应控制作业,同时,要依据负载区域,科学调整运输机运行速度,通过这种方式避免负载波动,以免进行频繁调速作业[8]。通过对激光扫描器的应用,实现对采用的刮板输送机在运行时的具体煤量进行动态监测,对于采用的刮板输送机,可以依据煤运量的具体变化动态调整链速,实现对保刮板运输机在应用中运行速度与运输煤量在调节上采取正比例方式开展,确保刮板运输机高效运行,降低刮板运输机在运输过程中的能耗量,最大程度降低刮板链、链轮等各个部分的滑动磨损量。
        3.2调直作业
        刮板输送机采用的自动调直技术与液压支架自动调直技术互相协助。针对煤矿开采作业中应用的刮板输送机来说,要通过液压支架调控方式完成自动调直,同时,应用采煤机定位数据,可以反推刮板输送机运行时,轨道线性情况发生的变化,再对计算机调直目标机先进行合理优化,通过对液压支架定量控制推移的应用,纠偏刮板输送机的运行轨道,实现对其的自动调直,保证其在煤矿开采中作用能够得到合理发挥,更好地完成煤矿开采作业。
        3.3煤矿开采与运输协同作业
        对于刮板输送机、采煤机、转载机、带式输送机间可以设置互联信息接口,通过对这些接口进行应用,能够通过实时方式,对信息进行交换,将采煤机切割煤量作为动态流量,工作人员要对自动运输能力进行动态调整,或者针对前后级设备完成调节。除了以上几项技术,还要分析带式输送机、巷道集中等各项技术,在技术突破上,要将精准定位、煤岩界面识别、围岩自适应支护、自主纠偏等各项技术作为重点内容,加强对这些技术的研究,使各项技术作用都能够得到合理发挥,能够更好地完成煤矿开采作业,提高煤矿开采的经济效益。
        4结语
        综上所述,煤矿开采过程中会应用大量技术,各项技术的先进性与合理性都会对煤矿开采造成直接影响。对于煤矿来说,要不断加强对智能化采煤技术的研究,明确需要突破的技术,增加经济、人力等方面的投入,从而完成煤矿开采。
        参考文献:
        [1]常波峰,邱磊,常英祥. 大采高智能化综采工作面关键技术研究[J]. 内蒙古煤炭经济,2019,000(019):13-15.
        [2]孟彬. 大采高智能化工作面综采成套设备及关键技术研究[J]. 矿业装备,2020,No.111(03):217-218.
        [3]张玉良. 大采高智能化综采装备关键技术研究[J]. 工矿自动化,2019,045(005):35-39.
        [4]刘亚志. 大采高综采智能化工作面开采关键技术研究[J]. 内蒙古煤炭经济,2019(19).
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