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煤矿智能化综采工作面系统设计与应用探讨

2021-09-10晏鹏程

科技研究 2021年16期
关键词:设计应用煤矿

晏鹏程

摘要:随着科学技术的发展,为了提高采煤效率,保障采煤业的安全,需要越来越多的智能采矿系统的自动化程度也在不断提高。本文在现有技术和矿业数据的基础上,探讨了智能化综采工作面系统的工作原理,为矿区营造更安全、更高效的开采环境,促进新型动力能源的开发。

关键词:煤矿;智能化综采工作面系统;设计应用

前言:随着经济和社会的发展,我国煤炭开采技术还不成熟,煤炭工业正由劳动密集型产业向资本密集型和技术密集型产业转变。在实现综合机械化的基础上,煤炭开采技术逐渐向智能化、自动化方向发展。随着可持续发展理念的传播,国内煤炭企业越来越重视技术进步和技术改造。智能综合采煤可以有效地提高煤炭生产质量,降低劳动者的劳动强度,充分发挥先进设备的效率,全面提高煤炭效率。本文从某矿区煤炭生产现状出发,研究了综采工作面自动化系统的功能实现,以期为煤炭行业的发展做出积极贡献,实现综合采煤工作的综合自动化和智能化。

一、现状

(一)智能综采工作面系统的开发过程

煤矿开采是一个复杂的过程,矿山的工作环境十分复杂。与其他普通行业相比,煤炭行业的智能化建设相对困难和落后。目前,在某矿区建立智能化综合采煤工作面系统仍存在许多问题。智能综采系统在该矿区的功能不断得到提高。基本建成了生产能力,基本实现了自动化生产。然而,在智能技术的应用方面仍然存在许多缺陷,例如大数据和云计算。目前,采煤中常用的采煤机、液压支架、刮板输送机和装配机以及组合开关等技术大多具有数据通信和远程控制功能。同时,可以充分利用信息网络系统和各种接口进行双向数据传播。智能化综采工作面系统的开发经历了一个漫长的发展过程,并得到了优化和成熟。

(二)面临的问题

目前,智能化综采工作面系统还不稳定,存在许多亟待解决的问题。一是煤炭综合开采的工作环境恶劣。采煤工作环境往往位于地下几百米深的地方。二是采煤地质环境复杂,稳定性差。相位相关技术在复杂的环境中难以得到广泛的应用。每个矿区的实际情况并不相同。第三,设备控制系统设备的厂商在软件协议、冗余功能等方面的标准不一样,存在巨大差异,难以实现市场标准的统一,给集中式监控设备带来了困难。第四,由于实际开采环境复杂,设备的设计需要完全分为防爆要求、技术难题。目前,国内外智能综合开采技术已实现跨越式发展,进一步指出了煤矿开发的发展方向。煤矿智能化综采工作面智能采煤系统仍需克服采煤机定位检测、工作面自动矫直等关键技术问题。在具体的煤矿开采工作中,智能综采工作面系统是在原有采煤数据的基础上进行自动化、高效开采。因此,为了保证支承刮板输送机在最佳工况下的受力,工作面应与煤矿巷道成一条直线和正交线,工作人员应结合GIS数据获得正确的定位和运动参数,以帮助采煤机实现自动导航并将其转移到液压支架控制系统中。

二、系统设计

综采工作面信息系统是为煤矿井下和地面生产管理人员服务、建立安全高效生产的现代化信息系统而建立起来的煤矿采煤机、配套电液控制系统和工作面通信控制系统。目前,矿井智能综采工作面的系统结构主要由多工面集成和数据上传网络组成。是一个由生产检测系统、数据分析、专家分析和报告分析以及具体的业务管理组成的复杂系统。第一步探测系统是基于采煤生产条件的工作面综合检测系统,主要包括综采面的数据检测、沿沟槽的卷带机检测和煤炭主运输系统检测,主风机检测以及生产执行系统检测。采集试验数据后,数据采集的下一步要同步进行,采集数据丰富数据库并进行深入分析,最终将直接影响采煤的报表分析、经营管理、设备维护和功能分析。综采工作面智能控制系统的集成,主要是基于工作面的智能控制。同时,对采煤机、托架电液系统和工作面“三台机器”的控制系统进行了集成。该集成系统为地面调度中心的综采工作面建立了监控平台,实现设备检测、诊断和数据分析、数据发布等功能。首先液压支架智能控制系统是基于支架电液控制系统的标准,通过增加多种传感器实现智能控制功能。它配备了支持控制器、驱动器、传感器等各种信号转换器、地面监控中心服务器等仪器。采煤机的智能控制系统通过工作面上的视频系统来实现采煤机定位和视频跟踪。它可以通过工作面巷道的长距操作平台来控制风速,并可根据特定的速度和程序实现变速箱的自动运输。第二,这种智能化作业系统要求采煤机具有更成熟、更强大的参数检测、检测和控制、定位、主动采煤机与运输系统自动协调、紧急停机等功能。刮板输送机智能控制系统是在综合利用工作表面刮板机、装载机和破碎机等机械的基础上建立起来的一种集中在线监测系统。第三,泵站智能控制系统是一个具有各种传感器的智能系统,提供状态报警和保护,电控液压系统能实现泵站的空载启动和停止,最大限度地减小系统压力波动,实现液体瞬时供应的最大化。

三、结束语

智能综采工作面系统是煤层开采技术在适宜条件下的高效发展方向,而智能化、自动化、安全、高效的煤矿开采是时代的需要。目前,智能综采工作面生产在部分矿区已进行了应用和探索,综合机械化采面智能系统取得了较大的发展,经济效益和科学效率得到了明顯提高,但除人工干预外的全自动化与全智能化处理之间仍存在一些差异。今后,必须致力于建立更加成熟、全面的煤矿智能化综采工作面系统。

参考文献:

[1]黄乐亭,黄曾华,张科学 . 大采高综采智能化工作面开采关键技术研究 [J]. 煤矿开采,2016.21(02):5-6.

[2]李铁莲,罗昌绩,矿井综采工作面自动化系统方案研究 [J]. 能源与节能,2014(08).

[3]张良,李首滨,黄曾华,王旭鸣,煤矿综采工作面无人化开采的内涵与实现 [J]. 煤炭科学技术,2014(09).

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