煤矿综采工作面智能化开采探究

研究了煤矿综采工作面的智能化开采,旨在提高煤矿开采效率、安全性和环保性。介绍了研究的背景和重要性,探讨了煤矿综采工作原理和技术发展历史,深入研究了综采工作面智能化开采所涉及的技术,包括自动化设备和数据分析,并分析了综采工作面智能化开采的优势和挑战,特别强调了其对工作环境安全性和生产效率的潜在影响。研究对于推动煤矿综采工作面智能化开采技术的应用具有重要意义。

综采工作面回撤通道施工工艺优化应用

基于马脊梁矿8107工作面回撤通道施工断面大、围岩稳定性差、施工难度大等技术难题,通过技术研究,对回撤通道施工方案进行分析对比,提出了采煤机自成巷法施工工艺,并对回撤通道顶板及巷帮提出了“爆破切顶预裂+锚杆(索)+锚索吊棚+柔性纤维网+注浆加固+自锁式锚杆”等联合支护,通过实际应用效果来看,采用自成巷法施工工艺后减少了回撤通道施工时设备安装数量,降低了巷道施工成本费用,采用联合支护技术后控制了大断面回撤通道顶板破碎垮落以及煤壁片帮现象,顶板下沉量控制在170 mm以下,煤壁未见垮落现象。

综掘系统视觉处理技术研究现状及发展趋势

机器视觉技术具有非接触测量、获取信息量大、数据处理能力强等优点,将其应用于综掘工作面,对于提高综掘工作效率、保障人员设备安全、减少事故发生具有重要意义。综述了近年来视觉处理技术在煤矿综掘系统中的具体应用与发展情况,依据综掘工作面的任务分工,结合具体实际案例,重点分析了机器视觉技术在视觉检测与定位、安全监测与事故预防、装备自动化与智能化等方面的应用。通过分析不同应用场景中各类视觉检测系统的结构与检测原理,明确了视觉处理技术在综掘工作面工程应用中的技术性能、工作流程及优缺点。分析了视觉技术在综掘工作面应用中存在的挑战,包括环境适应性问题、成像视野范围较窄、智能算法的鲁棒性和可靠性尚待提高等。指出多传感器信息融合技术、设备群协同控制技术与数字孪生驱动远程监控技术是基于机器视觉的煤矿智能化装备体系未来需要重点发展的新方向。

面向综采工作面的自动化软件设计与应用

针对综采工作面高效开采需求,以及开采过程中面临的自动化软件产品缺乏,通用的工业组态软件缺乏行业针对性、设备接口协议繁多、对业务场景的适应性不足等问题,提出了一种面向综采工作面的自动化软件设计方案。面向综采工作面的自动化软件包括井下服务端、地面服务端、地面客户端3层架构。井下服务端是整个架构的基础,由驱动层、数据库模块、模型逻辑层、数据可视化层构成。驱动层负责接入适配工作面的各类设备及通信协议,实现与各设备的实时双向通信。数据库模块包括实时数据库和历史数据库,实时数据库为驱动层提供实时读写服务,历史数据库为驱动层提供数据记录服务。针对煤矿开采业务场景构建了综采工作面的数据模型,模型逻辑层用以解决软件缺乏行业针对性和适应性不足的问题。模型逻辑层通过与驱动层交互实现设备数据的实时上传和控制指令的实时下发,为数据可视化提供数据驱动,并且通过加载控制分析组件,完成各类设备的协同控制和数据分析功能。数据可视化层集成了多种数据展示技术,便于对数据进行多维度展示。实际应用效果表明:①在辅助生产方面,该自动化软件应用后,可以实现对工作面工况信息和设备状态的连续在线实时监测,支持对工作面设备的远程集中控制,将井下需要在各设备附近的多人值守减少至2人在监控中心远程集中监控,有效减少了操作人员数量。②在提升自动化的高级应用方面,该自动化软件应用后,对各系统数据进行分类融合,实现了多类设备自动化协同控制功能,提升了综采工作面自动化水平。

基于可编程自动化控制器的综采设备智能一体化探索

为解决传统综采工作面设备分散控制的问题,以可编程自动化控制器为基础,匹配建立设备一体化模型,优化设计智能化控制系统,通过PAC对工作面及其配套设备实现一体化集中控制。在综采工作面运行该集成系统,使采煤机、刮板输送机、支架以及泵站设备实现智能协调运行,落煤、运煤与支护工作的有序衔接配合,不但很大程度上减轻了工人劳动强度,而且极大地提高了生产效率,充分体现了一体化控制成果,具有良好的应用前景。

综采工作面全自动联合采煤机组的设计

为提高综采工作面的自动化水平和生产效率,提出了一种综采工作面全自动联合采煤机组的设计方案。该机组采用可视化计算机监控系统通过CAN总线控制组合开关、电牵引采煤机、液压支架、输送机、工作面沿线扩音电话及智能乳化液泵站等成套设备。实际应用表明,该机组实现了全套综采设备的远程、集中监控和管理功能。

重型综放工作面无预回撤通道快速撤出技术

安家岭二号井工矿重型综放工作面,因架型体积大、吨位重,借鉴神华集团开采经验,采用预回撤通道法进行工作面快速撤出。但在该矿B902综放面使用该方法时,回撤通道被整体压垮、液压支架被压死。针对预回撤通道法存在的问题,通过对工作面矿压显现规律及合理终采位置的分析研究,B902综放面采用采煤机扩帮法制造回撤通道法进行工作面撤出。实践表明,结合无轨胶轮辅助运输技术,重型综放工作面无预回撤通道可以实现快速撤出。

综采自动化智能化无人化成套技术与装备发展方向

针对煤矿综采自动化技术发展中的焦点问题,分析综采成套技术与装备发展现状,阐述综采工作面自动化、智能化和无人化概念与关键技术特征,介绍综采成套装备自动化智能化无人化最新技术发展成果,剖析综采工作面自动化、智能化和无人化开采的主要技术难题、制约因素及目前发展中存在的问题,探讨综采成套装备自动化智能化无人化发展方向和技术途径。

煤矿综采自动化成套技术与装备创新和发展

介绍"十一五"期间煤矿综采工作面成套技术与装备发展概况,分析我国薄煤层开采技术难题,提出有人值守、工作面无人操作的薄煤层自动化开采模式,介绍超大伸缩比薄煤层液压支架、矮机身大功率薄煤层滚筒式采煤机、紧凑型薄煤层液压支架电液控制系统等关键技术,阐述了综采工作面智能控制系统开发研究的最新进展,提出我国未来综采自动化技术与装备发展思路和研究方向。

综采装备协同控制系统的设计

针对国内综采设备自动化程度低的现状,提出了一种综采装备协同控制系统的实现方法,分析了其硬件构成和软件架构及基本原理。液压支架可以根据采煤机的位置自动执行动作,实现了跟机自动化,采煤机可以根据自身以及液压支架和刮板输送机的传感信息自适应控制,并通过工业性试验验证本系统的可靠性和稳定性。

综采成套技术与装备集成配套设计创新与实践

基于液压支架与围岩的耦合作用原理,分析了综采工作面围岩与液压支架的"能量积聚-耗散-释放-传递-响应"过程,通过对液压支架的内生能量与外生能量进行统一换算,可以得出基于能量原理的综采支架工作阻力计算方法。系统阐述了不同薄煤层开采方法的适用条件及薄煤层自动化集成配套关键技术与装备,分析了中厚煤层年产千万吨综采装备配套模式及关键技术,研究了厚煤层超大采高工作面综采装备关键技术及集成配套设计,论述了特厚煤层大采高综放开采技术的适用条件,分析了不同综放液压支架架型及配套方法,提出了大型矿区综采装备系列型谱及全生命周期管理系统。

煤矿综采装备技术发展趋势分析

综采工作面设备主要由采煤机、刮板运输机,转载与破碎机和液压支架四大部分组成,俗称工作面的"三机一架",在设备选型中,三机一架的配套是一项十分重要且复杂的工作。文章介绍了我国的采掘装备制造企业存在的问题是:"三机一架"分散成各自独立的部分,不仅配套困难,而且使系统产生多样化。提出了重新定义"采煤系统",从源头上改变了工作面采煤装备的设计思路,通过将综采成套装备与新工艺方法和自动化技术相结合,形成一个完整的、低功耗、高自动化、高安全、高产高效的煤炭生产系统。

极薄煤层综采自动化应用研究

为解决0.55 m厚的极薄煤层受空间限制难以实现综合机械化开采的问题,研发适应极薄煤层的新型综采液压支架及其采煤、运输设备,简化综采工艺,借助不同于较厚煤层的电液自动控制功能,实现行人空间与采煤机的合理变换,保证极薄煤层无人综采过程和设备维护合理空间布置,实现极薄煤层综合自动化采煤。

煤矿综采综掘设备运行维护成本的优化与控制

基于设备全寿命周期成本控制理论,通过对煤矿采掘工作面综采综掘设备的运行成本构成分析,提出优化综采综掘设备运行成本的途径、设备大修理和更新中的费用控制方法、设备日常管理措施。

中厚偏薄煤层自动化设备选型及管理软件开发与实践

针对平煤股份六矿中厚偏薄煤层采高低、采深大、煤质硬等特点,通过计算、类比等方法,科学选配适于采煤工作面地质条件的自动化设备,提高了工作面单产。开发了自动化管理软件,提高了管理水平,增加了管理精度,更好地发挥了自动化设备的作用,实现了安全高效开采。

实现年产千万吨综采工作面的技术途径

中国近年来综采工作面单产取得重大突破 ,在不同地质条件、不同井型、不同装备、不同采煤工艺方面取得了良好成绩。在具备优良资源、可靠市场、新型管理的条件下 ,提出了开采系统简单 ,生产高度集中 。

大型煤炭综采成套装备智能系统研究

根据国内大型煤炭综采设备在自动化功能配置的成套性问题和控制系统智能化水平低等问题,分析了综采设备在生产过程中的相关关联的多种因素,按照把综采工作面成套装备控制系统作为一个出煤系统来进行研究的方法,提出了综采成套装备智能系统的设计思路和总体技术框架,由顶向下进行顶层设计,把整体功能与局部功能相结合;由底层向上开发综采成套装备单机子系统和系统平台。该系统在我国多个矿区进行了试验与应用,并取得了良好的应用效果,推进了我国煤矿综采工作面无人化或少人化开采技术的深入研究。

综掘机在煤矿掘进的运用

某矿为了实现矿井的高产高效建设,采用综掘机来提高巷道掘进速度。文章对使用综掘机工作面进行了介绍,在此基础上对掘进机及配套设备进行了选项,分析了EBZl60综掘机特点及技术参数,对使用过程中经常出现的故障提出了针对性解决对策。

智能综放工作面自动运行与人工干预分析系统

智能综放开采不仅要考虑采煤机割煤,还要综合考虑支架后部放煤及顶煤回收情况。相比智能综采工作面,智能综放工作面设备数量更多、工况更加复杂,生产过程中出现异常的可能性更大,导致人工远程干预更多。为保障智能综放开采的顺利运行,设计了智能综放工作面自动运行与人工干预分析系统。给出了智能综放工作面自动化率及放煤工作面控制系统开机率、液压支架自动跟机移架率、采煤机记忆割煤率、自动放顶煤率等关键指标的定义,通过采集综放工作面各主要设备运行信息和采煤信息,判断各设备运行状态,实现综放工作面自动化率统计分析。根据综放工作面自动化运行状态门限知识信息和设备工作流程,建立智能综放工作面自动化运行状态变更的状态门限知识库,用于识别人工干预前的生产设备状态,判断是否符合生产设备解除自动化运行条件。基于对专家知识的深入分析形成规则库,当实施人工干预控制时,自动基于规则库中的规则判断是否符合解除自动化运行的条件,并分析人工干预原因。实际应用结果表明,该系统能够评估智能综放工作面自动化率并分析人工干预原因,为生产系统控制逻辑的优化提供依据。

ZZ2-8/100型钻装机凿岩与耙装干涉问题研究

针对ZZ2-8/100型钻装机凿岩和耙装时相互干涉的情况,通过对左右钻臂和耙臂运动轨迹的分析计算,绘制出双臂凿岩范围和耙臂的耙装区域范围,找出了左右钻臂同时工作时的干涉区域和钻装机凿岩时的纯干涉区域,并以大宝鼎矿+1 220 m南翼运输大巷断面炮眼布置范围为例,根据钻臂最小位移原则和循环移位方法规划出了最佳凿岩孔序,解决了双臂干涉问题、纯干涉问题和耙装干涉问题,为后续钻装机的工业应用提供参考。