综采跟机工艺数字孪生系统架构与关键技术

针对综采自动化跟机工艺设计和参数调试成本高、周期长、过程繁琐的问题,提出了综采跟机工艺数字孪生系统架构,从物理设备、虚实交互、孪生数据、机理模型、仿真算法和工艺应用等层面进行分析,并对跟机工艺数据传输和存储、跟机工艺历史回放、实时跟机工艺孪生演绎、跟机工艺预演仿真、跟机工艺指令调度等关键技术进行了详细描述。提出了综采跟机工艺数字孪生系统技术路线:通过万兆光纤环网+5G通信将采煤机工艺动作数据汇集到采煤机主机,将串行支架控制器发出的支架工艺动作数据汇集到电液控主机,对工艺数据按动作时序进行收集、归类、编码,作为工艺过程回放的数据源;同时,主机将实时上报的跟机工艺数据转发给三维数字孪生系统,在三维虚拟场景中孪生演绎跟机过程;在人机交互界面完成跟机工艺参数配置后,可在三维场景中预演综采跟机工艺过程;在实时开采过程中,汇集各类传感数据,结合预演无误的跟机工艺,系统统筹下发工艺调度指令,将支架控制器从决策者转变为执行者,克服因井下空间不足导致控制器算力有限的局限性。现场应用结果表明,综采跟机工艺数字孪生系统可为综采跟机工艺设计、参数配置、仿真测试提供技术参考,使跟机工艺开发周期由14 d缩短至1 d,跟机工艺设计修改更加便捷,综采工作面跟机自动化率提高到90%以上。

基于纯水液压技术的智能化开采技术研究及应用

哈拉沟22411综采工作面基于纯水液压技术的智能化开采技术的研究与应用,以纯水介质为液压动力核心,配套纯水制水设备、纯水液压泵站、纯水液压支架,解决了传统综采工作面液压油泄露造成的井下环境污染问题;依托信息智能化设备及手段,减少了综采工作面作业人员数量,保障了煤矿工人安全;实现了生产供电设备、纯水泵站系统、"三机"运输系统的集中化远程控制,采煤机的记忆割煤及液压支架自动跟机,完成多个自动化智能化系统的融合与应用,最终实现工作面绿色、智能、高效开采,为哈拉沟煤矿实现中级绿色智能矿山打下坚实的基础。