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當代煤礦智能化綜采技術發(fā)展與策略淺析摘要:近年來,隨著我國工業(yè)技術和網(wǎng)絡技術的快速發(fā)展,也帶動了產(chǎn)業(yè)的變革,以智能化技術為首的產(chǎn)業(yè)轉型越發(fā)成功,逐漸演變成為主流發(fā)展趨勢。目前,我國煤礦事業(yè)正處于一個嚴峻的形勢中,受環(huán)境和設備等因素的影響,其安全隱患也令人擔憂。因此,智能化技術的引入可以說實現(xiàn)了多年來無人化開采煤礦的目標,為我國煤礦綜采工作帶來了巨大的進步。
關鍵詞:煤礦智能化;綜采技術;發(fā)展
1我國煤炭智能化綜采發(fā)展遇到的瓶頸
我國一次能源賦存的特點是“富煤、貧油、少氣”。由于采煤過程中采礦壓力、瓦斯和地下水等諸多因素,需要采取有針對性的對策,使智能采礦順利進行。也正是因為這些不可控制的因素,我國目前的煤礦智能化綜采技術面臨很多瓶頸問題,主要有以下三個方面:第一個方面,地質圍巖智能探測。雖然我國的煤礦智能化綜采技術取得長足的發(fā)展,但是對于目前的綜采技術而言,刀具的操控還僅僅是模仿人工刀具刨切來實現(xiàn)的,也就是說,在實際操作過程中,還需要大量的人為遠程干預,這雖然一定程度上實現(xiàn)了人為的遠程自動控制,但是,在煤礦開采中,為了真正達到智能控制,必須使用智能檢測技術來自動檢測綜采工作面,確保智能綜采設備的高效運行。第二個方面,確保準確的工作面連續(xù)推進。眾所周知,在煤炭行業(yè),采煤過程要實現(xiàn)“三直兩平”,這也是現(xiàn)代智能化綜采設備要實現(xiàn)的目標之一,由于液壓支架在工作面上的作用不同,工作面的直線度也受到影響,工作面刮板輸送機也受到影響,自動矯直技術也成為制約智能綜采工作面不斷進步的技術問題。第三個方面,煤礦智能綜采必須基于高可靠性的綜采設備。雖然中國的采煤設備取得了很大進展,但可靠性仍不能滿足智能采礦的需要。與進口設備相比,采煤機的整體性能仍有一定差距。在長期的工作實踐中發(fā)現(xiàn),這些差距主要存在在以下幾個方面:核心部件的信息處理能力有待提升,在實際使用過程中,往往會出現(xiàn)卡死等情況,由于是核心部件信息處理能力出現(xiàn)問題,所以,要想獲得智能化水平較高的綜采設備,必須在核心信息處理部件進行產(chǎn)品升級,以便為后續(xù)智能化的全面實現(xiàn)提供可靠的國產(chǎn)“心臟”。
2我國煤礦智能化綜采技術發(fā)展與策略
2.1創(chuàng)新出我國智能化綜采的新模式
我國目前的煤礦智能采礦技術的主要指標已達到國際領先水平。相關報道指出,我國一些煤礦聯(lián)合國內(nèi)科研院所一起創(chuàng)建了:“可視遠程干預遙控,無人化操作”型的智能化生產(chǎn)模式,創(chuàng)新了“沒有人在作業(yè)現(xiàn)場操控設備,有人安全值守”的綜采理念,形成了全新的智能化控制模式,構建了一套相互聯(lián)系,相互依存,相互制約的綜合智能系統(tǒng)。
2.2創(chuàng)新發(fā)展智能采礦程序
(1)采煤機自動操作。采煤機依賴的是關于軟件切割煤壁。在采煤機的牽引部分上安裝有位置傳感器,采煤機位置可以從遙控中心獲知。(2)采煤機、液壓支架和輸送機相互協(xié)調。在這里,關鍵技術點是協(xié)調帶有記憶切割功能的采煤機。此外,采煤機、支架和輸送機必須是保持最佳運行條件,并且遠程控制中心可以監(jiān)控所有設備狀態(tài)。(3)通過煤量反饋控制程序相關部件參數(shù)。通過獲取刮板輸送機上的煤量實時信息,可以根據(jù)輸送機上煤的負荷分布自動改變智能調節(jié)輸送機的速度。
2.3遠程控制技術及連續(xù)切割智能化技術
采煤機和支架的所有動作可以由位于遙控中心的計算機引導完成。當需要動作的時候,記憶切割模型指令由計算機發(fā)送給采煤機,采煤機可以向前移動,抬起搖臂,切割煤壁,并自動加速或減速。采煤機的狀態(tài)根據(jù)工作面的條件可以通過計算機隨時進行更改??刂浦行奈挥谶\輸巷,主要用于操作工作面上的三種機器:采煤機、支架和輸送機。該方法提高了工作效率和環(huán)境,減少了手工勞動。如前所述,為了保障“三直兩平”,輸送機沿著工作面直線放置非常重要。但是,由于底板不穩(wěn)定和采煤機產(chǎn)生的灰塵導致工作面很難在視覺上進行調查。目前,主要采用激光定位和傳輸儀器組成的系統(tǒng)進行連續(xù)切割。激光陣列測量沿工作面使用,以保持液壓支架和輸送機直行;它限制了兩個相鄰液壓支架之間的偏差小于10cm。
2.4自動化技術應用到工作面液壓支架中
對于自動化技術,電液控液壓支架是一個比較重要的應用。關于這一方面技術的研究,國外發(fā)展的比較有優(yōu)勢,比如美國、德國等,其使用的電液控液壓支架裝有故障診斷預警裝置,借助這一設施,可以很好的完成該支架與其他設備的協(xié)同工作,例如刮板機、采煤機等。
目前,液壓支架電液控制系統(tǒng)被添加到介質的機械化生產(chǎn)中,并沒有真正集成到液壓介質的結構中。未來的媒體產(chǎn)品在設計液壓支架時應考慮電液控制系統(tǒng)??刂破髋c支架機械結構的有機結合,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合的方式。然而,當液壓介質自動下降和下降時,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)的技術想法是使用技術視野,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。
2.5采煤機智能化
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、輸送機等設備進行協(xié)調控制。采集了順式變速器傳感器技術,通過檢測工作姿態(tài),計算順式變速器的位置關系,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備的協(xié)調。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,是整個工作面的重要設備。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。
2.6刮板輸送機智能化
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,對工作面支架的平直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。為了防止刮板輸送機上竄下滑,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。
結論
綜上所述,結合工程經(jīng)驗和相關調查研究顯示,中國煤炭工業(yè)智能化綜采技術得到了顯著提升,我國在實踐智能采礦方面取得了突破性進展。但是,有些技術性的問題仍然存在,必須盡快解決。繼續(xù)深耕智能生產(chǎn)模式下的智能采礦技術。從而有效促進中國能源產(chǎn)業(yè)和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻:
[1]高有進,羅開成,張繼業(yè).綜采工作面智能化開采現(xiàn)狀及發(fā)展展望[J].能源與環(huán)保,2018,40(11):167-171.
[2]王國法,張德生.煤炭智能化綜采技術創(chuàng)新實踐與發(fā)展
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