综采工作面透明化开采模式及关键技术

针对目前基于自适应工作面地质条件的智能开采技术无法满足实际工程应用要求的问题,提出了包括模型构建、待开采空间定位、截割控制决策与执行3个阶段的综采工作面透明化开采模式,即以煤层赋存勘探为基础,以工作面三维数字化模型为对象,通过剖切三维数字化模型、提取待开采煤层顶底板轨迹坐标,制定采煤机调高控制策略,最终采煤机依据截割轨迹参数进行调高控制,达到自主割煤目标;阐述了三维数字化模型建立、三维激光点云模型建立、模型剖切与截割规划、采煤机调高控制等综采工作面透明化开采关键技术。在国家能源集团神东煤炭集团公司榆家梁煤矿43102综采工作面开展了透明化开采模式及关键技术工程应用:构建工作面初始三维地质模型,沿煤层顶底板分界线完成钻孔勘测,实现对工作面煤层赋存情况的探测;获取的数据导入初始三维地质模型后,得到工作面三维数字化模型;在工作面回采过程中每天进行地质测绘,通过测绘数据实现三维数字化模型误差纠偏;构建采场实时三维激光点云模型,提取三维激光点云模型中煤壁、顶板交接处三维坐标数据集形成剖切线,利用剖切线对三维数字化模型进行剖切,获得下一割煤循环的顶底板轮廓曲线;通过分析煤层赋存变化情况制定截割规划,指导采煤机后续割煤循环过程中滚筒自主调高控制。应用结果表明,三维数字化模型误差小于±0.2 m,初步实现了采煤机依据工作面煤层赋存条件进行自主割煤。

保德煤矿智能综放开采关键技术及展望

国家能源集团煤矿智能化建设进入全面实施阶段,保德煤矿是国家能源集团安全智能化建设示范煤矿之一,智能综放工作面建设是示范煤矿建设的核心之一。全面介绍了保德煤矿81309综放工作面的基本条件、设备配置情况以及智能化系统的配置情况,阐明了智能综放工作面建设的基础。分析了保德煤矿智能综放开采工作面建设面临的既有设备升级改造、有限透明开采模型建立、智能放煤工艺决策、煤矸识别方法优化、多模式融合控制系统等方面的难题。详细阐述了智能综放开采相关的既有设备一体化升级改造、有限透明开采地质建模、智能放煤工艺及决策、煤矸识别、多模式通河的智能放煤控制等关键技术,形成适用于保德煤矿的有限透明开采智能综放开采技术体系,最终建成基于透明开采的“采—支—识—放—运”各环节智能自适应的智能综放开采工作面。对保德煤矿智能综放开采从大数据深度融合与应用、智能综放开采模式探索、智能开采人才培养等3方面进行了展望。为类似条件下智能化开采工作面的建设提供借鉴。

智能采煤工作面协同开采技术研究及应用

采煤工作面智能化、透明化程度对矿井协同开采及安全高效开采具有重要意义。以山东枣庄矿区付村煤矿为工程背景,提出了智能采煤工作面协同开采的技术思路及其技术路线,阐述了三维地质建模、采煤机与液压支架精准控制等关键技术原理。工程实践表明:基于三维透明地质模型的智能开采技术可实现截割曲线自动规划、刮板输送机自动调直、采煤机自动割煤等功能,具有较高的技术经济及社会效益。

保德煤矿智能综放工作面建设关键技术研究

针对现有智能综放工作面建设的研究成果缺乏某个综放工作面系统化建设实施研究的问题,以国家能源集团神东煤炭集团有限责任公司保德煤矿81309智能综放工作面为研究背景,在液压支架电液控制系统及综采自动化系统配置的基础上,详细介绍了设备升级改造、有限透明开采模型构建、智能放煤工艺决策、煤矸识别方法优化、多模式融合集成控制等关键技术。①对采煤机电控系统进行国产化升级改造,加装惯导系统,配套光纤复合电缆/5G通信,实现采煤机姿态及控制数据高效稳定传输。采用迈步自移设备列车系统并配套管缆伸缩装置,实现设备列车拉移由1~2人完成。②对智能规划中心数据源中的地质模型进行迭代修正,经过一系列换算和多源异构数据融合,形成有限透明开采地质模型。③针对81309工作面一刀一放2轮顺序放煤方式,构建了10个智能综放回采阶段并设计了对应的采煤机、综放液压支架、前后刮板输送机的动作和时间,实现了中部跟机自动化采放、三角煤区域自动开采。④采用振动煤矸识别与视频煤矸识别相结合的方式,建成智能综放煤矸识别系统。⑤以SAM型综采自动化控制系统为枢纽,通过整合液压支架电液控制、视频监控、采煤机电控、三机泵站集控,构建出智能化集中控制系统,初步建成基于透明开采的“采−支−识−放−运”各环节自适应的综放开采工作面。调试结果表明,81309综放工作面中部实现单班自动控制割煤4刀,液压支架实现自动跟机拉架、联动收伸护帮/伸缩梁、自主推溜等功能,智能化集中控制系统可一键启停生产系统,对设备运行数据进行实时监控。

国家能源集团智能化采煤关键技术研究

分析了国家能源集团智能化采煤建设现状,提出5种智能化采煤核心技术:薄煤层等高无人化智能开采技术、中厚偏薄煤层透明自主智能开采技术、厚煤层采煤机器人智能开采技术、大倾角厚煤层单向智能开采技术、直立煤层综放智能开采技术,指出这5种智能化采煤核心技术基本实现了不同煤层赋存条件智能化采煤,为薄煤层、中厚煤层、厚煤层、大倾角厚煤层、直立煤层智能化建设发展指明了方向,但距离完全无人化采煤还有一段距离。指出智能化采煤要攻关的关键技术:单机智能化、多机物联化、与新一代网络通信技术的融合创新等。本文为井工智能采煤实现常态化、无人化提出了建设路径。

煤矿智能化关键技术研究与应用

煤炭是社会生产的主要能源,为保证煤炭开采的效率和质量,将智能化技术应用其中,能够为煤矿的发展提供核心技术支持。同时,煤矿智能化技术以多种新兴技术体系为主,如物联网、大数据、人工智能、机器人等。本文将对煤矿智能化的特点进行分析,对煤矿智能化的关键技术展开深度探究。