Mating model on production capacity for the system of cutting coal and drawing top-coal in FMMSC

Being a safe and highly-efficient mining method, fully mechanized mining with sublevel caving （FMMSC） was extensively employed in Chinese coal mines with thick seam. In order to make drawing top-coal furthest to parallel work with shearer cutting coal, decrease failure ratio of rear scraper conveyor and increase safe production capacity of equipments, based on production technology, set up the mating model of safe production capacity of equipments for the system of drawing top-coal and shearer cutting coal in coal face with sublevel caving. It is mean capability of drawing top-coal adapted to the capability of shearer cutting coal in a working circle in the coal face that was deduced. The type selection of equipment of rear scraper conveyor can be tackled with this mating model. The model was applied in FMMSC in Yangcun Coal Mine, Yima Coal Group of China. With the mating light-equipments, the coal output in coal face attained 1.05 Mt in 2004. It gained better technical-economic benefit.

6~10 m厚煤层超大采高液压支架及其工作面系统自适应智能耦合控制

厚煤层储量及产量占我国原煤总储量及产量的一半,通过梳理厚煤层开采历史沿革,总结了我国厚煤层开采40年来的技术及装备研发实践,系统分析了以高端大采高液压支架及围岩智能耦合理论为代表的6~10 m大采高综采高效智能化综采技术及装备研究进展,提出了大采高支护理论及围岩智能耦合控制的突破是厚煤层一次开采高度突破的首要因素,完善的感知体系建立是液压支架自适应支护的前提,数字技术的应用为大采高工作面高效推进及装备智能协同控制提供了新的技术途径;阐明了大采高综放液压支架与围岩耦合关系,剖析了采高增加对硬煤层冒放性的有利影响,提出了基于煤矸识别、放煤机构控制的“纯煤段记忆放煤+煤岩分界模糊段人工反馈式干预放煤”的智能放煤控制策略;分析了大采高开采“采–运”协同智能耦合控制关键技术,构建了基于采煤机牵引速度与刮板输送机链速间联动调节的工作面装备间多机异构耦合自适应协同控制模型;研发了厚煤层开采中10 m超大采高液压支架,分析了厚煤层开采不断突破开采高度极限的新认识,从开采装备、控制系统等方面提出厚煤层一次开采高度的突破的研发方向。

超大采高综采工作面支护技术及装备研究现状

超大采高一次采全厚开采具有开采效率高、资源回收率高等特点。为探求超大采高综采技术进一步突破,分析其工作面围岩稳定性控制可行性,在调研超大采高综采发展历程的基础上,总结了超大采高综采工作面围矿压显现及煤壁片帮规律,分析了现有超大采高液压支架整体技术特征及其适用性能,并介绍了10 m超大采高工作面液压支架基本情况。通过分析发现:工作面矿压显现强度与采高基本呈现正相关关系,采高越大,工作面支护阻力越大,且煤壁片帮是困扰超大采高开采高效推进的主要因素之一,通过提高工作面液压支架的初撑能力能有效减小煤壁应力;液压支架随工作面采高增加,选型工作阻力增大,支架中心距加宽,大梯度过渡方式在提供可靠支护的同时,能有效提升端头区资源回收率;为适应大体量开采装备运输,超大采高工作面煤巷断面增加,超前支架工作阻力增大;工作面配套液压支架通过设计手段、整体结构、制造工艺等方面优化升级以提升可靠性及适应性;相对较低采高工作面支护,超大采高开采更注重支护过程中的安全技术需求,需要完善架前煤矸防护、架间防尘降尘、安全的后期维检等安全措施;工作面围岩稳定性控制及其配套装备是超大采高综采技术发展及推广的重点,从支护参数选择、支护结构设计到液压支架制造、后期维检的超大采高液压支架全寿命开发是支撑超大采高开采高效推进的基础。

基于联合编码的煤矿综采设备知识图谱构建

利用知识图谱技术进行数据管理可实现对煤矿综采设备的有效表示,以便获取具有深度挖掘价值的信息。煤矿综采设备数据不均衡、某些类别设备实体较少等问题影响实体识别精度。针对上述问题,提出了一种基于联合编码的煤矿综采设备知识图谱构建方法。首先构建综采设备本体模型,确定概念及关系。然后设计实体识别模型:利用Token Embedding、Position Embedding、Sentence Embedding和Task Embedding 4层Embedding结构与Transformer−Encoder进行煤矿综采设备数据编码,提取词语间的依赖关系及上下文信息特征;引入中文汉字字库,利用Word2vec模型进行编码,提取字形间的语义规则,解决煤矿综采设备数据中生僻字问题;使用GRU模型对综采设备数据和字库编码后的字符向量进行联合编码,融合向量特征;利用Lattice−LSTM模型进行字符解码,获取实体识别结果。最后利用图数据库技术,将抽取的知识以图谱的形式进行存储和组织,完成知识图谱构建。在煤矿综采设备数据集上进行实验验证,结果表明该方法对综采设备实体的识别准确率较现有方法提高了1.26%以上,在一定程度上缓解了在少量样本情况下构建煤矿综采设备知识图谱时因数据较少导致的精度不足问题。

综采机电设备智能化管控平台研究与应用

针对传统综采机电设备管理模式过度依赖人工方式存在的管理效率低下、反应迟缓、管理粒度较粗以及难以实现对综采机电设备的精细化管理与调度等问题,北京天玛智控科技股份有限公司运用物联网、大数据和人工智能等先进技术,构建了综采机电设备智能化管控平台,以实现对关键装备的状态监测、故障预测、寿命评估与精细化管理。介绍了综采机电设备智能化设备管控平台总体架构、数据采集、动态监测和故障预测以及智能调度与优化等关键技术,相关技术成果在国能神东煤炭有限责任公司上湾、榆家梁、保德等煤矿进行了应用。应用结果表明,该管控平台能够极大提高设备管理的智能化和科学决策水平,对企业安全生产与降本增效具有重要作用。

井下综采设备高精度激光定位技术的应用与研究

为提升煤矿智能开采安全技术水平,解决综采设备在复杂井下条件下低成本精确定位及控制问题,开展井下综采设备高精度激光定位技术的应用与研究。基于井下综采设备作业过程分析,研究井下综采工作面绝对坐标系确立及工作面跟踪定位系统测量基准传递与重构方法,在此基础上搭建激光跟踪实时定位系统架构。该方案已在某煤矿采煤机井下作业中得到应用,结果表明,该方案能实现井下综采设备高精度定位功能,连续作业条件下推移曲线误差控制在20 mm内,可满足井下综采设备作业需求。

我国煤矿智能化综采开采技术装备应用现状与发展思考

煤矿智能化技术是煤炭工业实现高质量发展的核心技术支撑,而煤矿智能开采技术与煤机装备是煤矿智能化建设的关键。在详细分析我国煤矿智能化建设初级阶段现状和煤矿智能化技术装备发展制约因素的基础上,剖析了采煤机自适应规划截割控制、刮板输送设备智能化综合控制、液压支架电液控制、透明工作面地质保障、工作面直线度监控、工作面人员精确定-位及主动防护、工作面AI识别监测等煤矿智能化开采技术的优势和不足,分析结果表明:煤矿智能化建设需求为高端煤机装备产业发展和产业升级带来了前所未有的机遇,现代信息技术与高端煤机装备的深度融合将革新我国煤炭的智能化生产方式,但各种技术瓶颈依旧制约着其高质量发展,距离煤矿实现“少人化、无人化”开采仍存在较大差距。煤矿智能化建设作为一项“人、机、环、管”协同的系统工程,笔者提出了由打破传统的“单兵作战”理念向秉承“有机智能协同”建设理念来破解当前技术瓶颈的建议,例如:加强高端煤机装备向新-数-智转变攻关、完善地-边-端三级垂直安全管控技术、规划感知引导装置由叠加扩充向有机融合转变、建立设备全生命周期数字化管理系统、引导单机智能向群组协同智能转变等建议,以此推动我国煤矿智能化开采煤机装备技术的高质量发展。

基于工业互联网的煤矿综采设备信息模型研究

煤矿综采工作面设备来自不同厂商,接口不统一、数据系统和业务逻辑不同,造成数据壁垒,系统间数据交互慢。基于工业互联网架构,提出了包括设备层、接入层、边缘层、PaaS层、应用层的智能化综采技术架构;基于该架构,将煤矿综采设备作为整体数据对象,设计了一种煤矿综采设备信息模型构建方法,定义了属性、方法、事件、报警4个关键要素和建模规则,从而实现各物理实体与异构系统之间的无缝通信,即对综采设备信息资源进行定义、描述和关联,提供完备、统一的数据对象表达、描述和操作模型;针对综采设备信息模型属性元素过多的问题,提出了一种基于重要度和语义相似度的属性元素优化机制。采用上述方法建立了华阳新材料科技集团有限公司一矿81004工作面综采设备信息模型,对综采设备电动机运行情况进行评价,结果表明基于该模型可监测工作面所有电动机短时间内启动次数、多电动机设备启动功率平衡和运行效率,并形成分析结果,为决策工作提供数据支持。

我国大采高综采技术与装备发展现状及展望

为了促进我国大采高综采技术及装备的快速发展,实现煤炭安全高效的开采,分析了我国大采高综采的发展历程,梳理了大采高综采从改革开放初期的技术探索、技术引进、国产化替代再到创新引领的整个过程和成功经验,结果表明,大采高综采是我国能源保供的重要技术支撑,通过持续不断的理论研究支撑了开采技术创新,进而带动了煤炭行业全产业链的技术升级,促进了我国煤机装备制造业的跨越式发展;未来相当长一段时间,技术创新依然是煤炭产业发展的基础,唯有通过工艺创新,方能推动大采高综采技术向高端化、智能化、绿色化方向发展;以能源安全新战略引领发展新质生产力,是我国煤炭行业发展的必由之路。

矿井超前掩护支架运输安撤专用车关键技术研究与应用

针对现阶段综采设备安撤过程中存在的超前支架运输难题,结合超前掩护支架细、长、高的结构特点,开发了一种车身稳定、运载方便、功能丰富和闲置率低的矿井超前掩护支架运输/安撤专用车。利用ABAQUS有限元仿真软件对该装备的部分结构进行模拟,结合力学理论分析,得到符合产品要求的仿真结构。阐明了超前掩护支架运输/安撤专用车的整车结构及工作原理,介绍了整机装配工艺流程及操作流程。超前掩护支架运输/安撤专用车的应用显著提升了矿井作业效率和安全性,节省了人工,降低了企业成本。同时,该专用车突破了传统作业模式,具有自重轻,重心低,运行平稳,装卸便捷,实现了“一专多能”。超前掩护支架运输/安撤专用车的成功应用为矿井清洁能源车辆的开发及自动化、智能化的发展奠定了良好的实践技术和理论支撑。

基于数字孪生的液压支架群跟机工艺虚拟调试方法

针对物理综采工作面“三机”跟机自动化工艺参数调试周期长,费用成本高,以及工作环境搭建困难等问题,基于数字孪生技术,研究了液压支架群跟机行为工艺虚拟调试关键技术。首先基于现代建模技术构建了1∶1构综采“三机”孪生体,利用虚拟现实引擎对综采“三机”运动单元进行了虚拟重构和虚拟仿真;然后基于现代设计理论,依据“三机”协同原则实现了跟机自动化过程中的不同参数配置,建立了采煤工艺的支架行为工艺决策模型和支运装备直线度协同控制模型,并在虚拟场景中对决策模型进行预演;最后利用TCP协议建立了虚实交互通道,通过半实物仿真试验对决策模型进行了验证。结果表明:虚拟场景在执行采煤工艺时可对物理工作面场景进行精准复现,通过支架群行为决策模型可提前对液压支架工艺行为进行决策规划,通过反向控制试验可对支架控制器进行实时虚实交互,有望克服井下调试环境阻碍,对综采“三机”电液控程序的合理制定与修正提供参考价值。

矿井综采工作面智能化建设探索与研究

煤炭行业发展经历了从粗放型向集约型的转变,要想建设安全、高效型矿井,必然要进行智能化改造。综采设备在煤矿井下开采中占据着十分重要的地位,其功效直接关系到煤矿企业的生产安全和效率,不容忽视。为全面提高矿井智能化水平,提升井下开采效率,以唐安煤矿3307综采工作面为例,对工作面智能化控制系统进行了探讨。

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。

PLC支持下的煤矿综采设备状态监测研究

综采设备作为煤矿安全、高效生产的重要设备,长期处于高温、高压、潮湿、粉尘等工作环境中,极易发生设备故障。因此,为进一步降低设备故障对煤矿生产效率的影响,选取山西省杜儿坪煤矿作为研究背景,通过分析该煤矿综采面机电配置的实际情况,设计以西门子S7-1516F-3PN/DP为核心的综采工作面设备状态监测系统,保障综采设备高效、稳定运行,为生产贡献积极力量。

综采工作面机电设备安全管理措施

综采工作面使用了大量的机电设备。为了保证机电设备的安全运行,必须要对机电设备进行安全管理。结合150109综采工作面的具体情况,分析了工作面生产过程中的机电安全管理。首先,分析了供电设备管理,主要包括供电系统、供配电和设备布置。然后,探讨了回采过程中设备运行的监测监控。可以为煤矿机电设备的管理提供一定的技术参考。

综采工作面供电系统设备选型设计与应用

随着综合采煤技术在矿山工作面的广泛应用,供电系统设备的选型设计成为保障综采工作面高效运转的关键因素。深入研究供电系统设备的选型设计与应用,旨在提高综采工作面供电系统的稳定性和可靠性。对供电系统的关键设备进行了综述,包括电缆、配电柜等,分析了它们在综采工作面中的作用和特点。通过对不同设备的性能指标和技术特性进行比较,选取了适合综采工作面的供电设备。最后,结合实际工程应用,对选定的设备进行了系统的设计和布局,确保其在综采工作面的高效运行。

司马煤业薄煤层工作面设备选型分析

为了实现对司马煤业薄煤层煤炭资源的有效回收,以8-2号煤层8101首采工作面为工程背景,在对地质赋存条件进行分析的基础上,首先确定工作面的参数,并对工作面综采设备进行选型,使采煤机、液压支架、刮板输送机“三机”配套满足技术要求,并选择适合的转载机及胶带输送机,组成完整的运输系统,满足工作面安全生产的需要。

高可靠性破锚索装置结构设计

设计了一种煤矿井下回采工作面机、风巷端头集成的破锚索装置,从理论计算、结构设计和实际应用三方面验证其高可靠性及实用性,设备结构简单、操作方便、理论安全和破断系数高、总体尺寸小、适应性强,能有效解决井下两巷因顶板过硬造成的长距离采空区不垮落而引起的安全隐患和制约回采效率等问题。

不同支架在厚煤层开采过程中的实践与应用

提高煤炭资源采出率和原煤生产效率是衡量煤炭企业高质量发展的重要指标,对厚煤层采用综采放顶煤采煤工艺是当前的唯一选择。分别对两套放顶煤开采装备在地质条件、生产效率、安全管控和顶板管理方面以及支架倒架歪架的事故进行分析,提出了同煤层同地质条件下选择合适的放顶煤开采装备的方向。

基于3203综采工作面末采设备配套的转载机机头自移改造优化

本文针对3203综采工作面末采设备中转载机机头自移存在的问题,设计了一套改造优化方案,旨在提高机头自移的效率与稳定性。通过系统的架构分析、机械结构的改进以及液压系统的升级,本文提出了一种综合性的改造方案。为了验证改造效果,进行了实际施工与性能测试,采集了机头自移的关键数据并进行了深入的结果分析。研究结果表明,改造后的转载机机头自移性能显著提升,关键数据表明改进后的系统在效率和稳定性方面均取得了明显的改善。这一研究为综采工作面末采设备的性能提升提供了有力支持,对类似工程具有一定的参考价值。