煤矿智能化总结3篇煤矿智能化总结 煤矿智能化总结 一、煤矿智能化开发面临形势煤矿智能化开发是煤炭工业技术创新的重要方向,也是煤炭工业转型升级发展的必然要求。目前,煤下面是小编为大家整理的煤矿智能化总结3篇,供大家参考。
篇一:煤矿智能化总结
煤矿智能化总结一、煤矿智能化开发面临形势煤矿智能化开发是煤炭工业技术创新的重要方向,也是煤炭工业转型升级发展的必然要求。目前,煤矿智能化开发既面临诸多机遇,也面临严峻挑战。1、煤炭工业转型升级发展的需要在当前推动供给侧改革和行业发展面临困局的条件下,煤炭行业必须依靠科技创新走出一条转型升级发展之路。煤炭行业要实施创新驱动发展战略,推动煤炭生产、消费、技术和体制革命,加强国际合作,推动行业发展从高强度资投入型、劳动密集型发展向资节约型、人才技术密集型和两化深度融合型转变。随着煤矿机械化、信息化和自动化程度的提高,通过持续提高煤矿开采技术装备水平,实现煤矿安全、绿色、高效、智能生产是必然趋势。2、保障煤矿安全生产的需要“减人促安”和“无人则安”被广泛认同,通过提升煤矿机械化、自动化、信息化、智能化水平,可在提高煤炭生产效率的同时显著提升煤矿安全生产水平。为此,国家安全监管总局组织开展了“机械化换人、自动化减人”科技强安专项行动,发布了《关于减少井下作业人数提升煤矿安全保障能力的指导意见》,在煤矿领域重点推动煤(岩)巷掘进机械化自动化、煤矿综采工作面机械化自动化、煤矿井下辅助运输自动化、煤矿生产保障系统智能监测控制,大力提高煤矿生产的“四化”水平,保障煤矿安全生产形势持续稳定好转。3、煤矿高端技术装备投入面临困局当前,煤炭总量控制取得初步成效,市场供大于求的态势有所缓解,企业效益有所好转。但是,我国煤炭产能严重过剩、供大于求的趋势目前没有根本改变,煤炭经济低位运行的态势短期内也较难改变,煤炭市场仍存在较大的不确定和不稳定性因素。煤炭企业在前期经济效益普遍下滑亏损条件下,债务问题严重,资金周转困难,科技投入难以保证,煤矿技术装备的经济性和实用性成为煤炭企业关注的重点。4、煤矿智能化技术瓶颈仍待攻克煤矿智能化技术装备对煤层赋存条件要求相对苛刻,技术装备适应性亟待加强。尽管近年来我国在井工煤矿智能化开发技
术装备领域取得较大进展,但仍然存在诸多技术瓶颈尚未攻克。如电牵引采煤机具备了远程控制、温度压力监测和过负荷降速等功能,但在智能调高、自动化控制及可靠性等方面仍存在差距。液压支架在最大高度、工作阻力等方面领先于国外产品,但可靠性和智能化水平仍与国外先进水平存在差距。岩巷掘进机机电一体化程度大幅度提升,但在硬岩截割工况识别、智能判断、截割转速和切深智能调速等方面还与现场需求存在差距。
二、煤矿智能化开发急需突破的核心技术《能技术革命创新行动计划(20__-2030年)》指出,2030年要实现智能化开采,重点煤矿区基本实现工作面无人化,巷道集中控制,全国煤矿采煤机械化程度达到95以上,掘进机械化程度达到80以上。为确保规划目标的实现,有必要针对井工煤矿开采的重点领域和薄弱环节开展技术装备研发。当前急需突破的核心技术主要包括以下几个方面:1、信息精准感知技术地质条件、开采条件、设备状态的精准感知是实现煤矿智能化开发的重要前提,重点攻克地质掉件超前精细探测、开采条件实时预测与处置、设备位置及姿态精准感知等技术。2、设备智能控制技术工作面设备智能控制是煤矿智能化开发的核心,重点攻克液压支架围岩耦合自适应控制、煤岩界面智能识别、煤岩高效自适应截割、多机协同控制、故障智能诊断处理等技术。3、稳定性可靠性技术装备运行的稳定性和可靠性是煤矿智能化开发的关键,重点研究关键元部件失效模式与故障机理,构建关键部件及系统可靠性评价体系,攻克关键元部件材料和制造工艺,为工作面自动化、智能化和无人化提供可靠保障。结束语煤矿智能化开发是煤炭工业转型升级发展的必然要求,井工煤矿智能化开发以信息化、数字化、自动化为手段,以无人化开采为目标,必将有力推动煤矿安全高效矿井建设。但目前的智能化开采技术整体上仍处于起步阶段,仅在条件较好的部分矿区得到实现,还达不到严格意义上的智能化开采水平。目前,以信息技术为代表的现代科学技术日新月异,煤矿智能化开发技术装备必须固本拓新,进一步攻
克信息精准感知、设备智能控制以及稳定性可靠性等方面的关键技术,全面提升煤矿智能化开发技术装备水平,最终实现煤矿工作面开发无人化。
篇二:煤矿智能化总结
煤矿智能化开采技术现状及展望我国煤矿安全发展战略研究
摘要:改革后,我国的科学技术水平在社会发展下不断进步,基于计算机网络技术、人工智能技术等不断创新优化煤矿开采技术,逐步实现煤炭产业的智能化应用和发展,不断提升煤炭资源的开采效率,建立更安全、更完善的煤矿生产体系,是保障我国煤炭产业资源开采安全性、调整我国能源资源结构和促进煤矿智能化开采技术水平快速提升的关键一步。对未来较长时间内煤矿智能化开采技术的发展进行展望分析,旨在为不断提高我国煤矿智能化开采技术的研究水平和应用水平带来更多的参考和借鉴。
关键词:煤矿;智能化;开采技术;现状;展望
引言
近十几年来,在中国经济深化改革、由“中国制造”向“中国智造”转变的进程中,煤矿开采领域充分应用各种智能化技术,逐渐向智能煤矿目标发展。在智能煤矿建设过程中,智能化开采属于核心领域。国内外关于智能化开采技术的研究非常丰富,我国相关科研工作在近几年来也取得了显著进展,各种新型智能开采技术的应用,使得我国煤矿智能化开采已逐渐达到世界先进水平。但是由于我国对该技术领域的研究起步较晚,部分技术在实践应用中存在不足。在智能技术广泛应用的现实背景下,总结煤矿开采技术历程及智能化开采技术创新现状,对进一步促进技术创新和发展具有重要的现实意义。
1存在的问题分析
虽然中国煤矿智能化开采已取得了初步成效,但是还有许多问题有待解决。需要认识到智能化开采只是处于初级阶段,主要存在的问题有以下几方面:a)还未实现真正意义上的开采。由于煤矿井下复杂的环境和技术条件的限制,很多情况下开采需要人来干预,例如,在巷道或地面的控制室操控采煤机进行割煤,如
图1所示。b)只是在少数矿区得到应用,技术起点要求高。为了实现煤矿的智能化开采,煤矿需要构建井上井下信息化通讯网络,而很多煤矿还不具备这样的条件。c)还未形成相应的智能化开采统一标准。虽然智能化开采在一些矿区得到了成功应用,但是如何保证这种智能化开采设备具有一定的可推广性,还是个未知数。由此可见,中国的煤矿智能化开采技术发展还有很长一段路要走。
2煤矿智能化开采技术
2.1工作面的实时调控技术
在工作面回采时,采煤机、刮板机、液压支架会出现位置的偏离。在这种情况下,需要对设备姿态进行位置调整。考虑到这是对设备的运动控制,即是对设备在运动情况下的位置进行调整,要求信息传输的实时性和执行结构动作的实时性。对于信息传输的实时性,工作面都采用了百兆光纤通讯,基本上满足了实时性的需要。但由于采煤机电设备多是重型设备,例如采煤机、刮板输送机、液压支架等,如何实现执行结构动作的实时调整,即如何实现设备姿态的快速调整,仍是一个值得研究的问题。目前,最为精确的是伺服控制,如何将伺服控制准确地应用到设备位置调整仍然是一个问题。
2.2视频监控技术
尽管我国的煤炭开采业在发展过程中获得了技术和设备方面的大量资金支持,但由于某些因素,仍然存在一些会影响生产效率的问题。但是,由于使用了视频监控技术,指挥中心的闭路电视系统可用于实时监控煤层倾角的变化并随时分析其结果,从而可以发现事故,处理并解决,以减少事故数量。同时,视频监控技术的使用使了解煤矿的具体情况以及使用传感器进行实时研究成为可能。如果情况需要,可以使用手动干预来有效解决问题。确保并提高生产效率,以此带来良好的经济效益。
2.35G互联技术
在煤矿开采技术发展过程中,移动通信技术属于核心领域,从1G到4G发挥了显著作用。现阶段我国已进入5G万物互联技术时代,将5G技术应用于煤矿智
能化开采领域,能够进一步提高煤矿智能化水平。一方面,基于5G技术可使云计算、大数据、人工智能等技术在煤矿开采领域得到更广泛应用。另一方面,基于5G技术生态,可使煤矿智能化开采技术不断发展成熟,在无人采煤机领域将由传统的简单语音通话发展为多元数据融合,智能设备的自主探测能力不断提升,定位系统更加精确,信息传输效率不断提高,使智能开采技术基于万物互联达到系统化控制与管理,全面提升智能控制水平与质量。
2.4精准定位系统技术
在煤矿智能化开采过程中,精确定位系统技术是提升智能化程度的重要手段。为了能够按照预期生产计划推进各项工艺流程,实现煤炭资源的安全生产和高效开采,必须做好准确的煤炭资源的定位工作。在整个煤矿资源的开采过程中,由于开采现场环境较为复杂,井下空间较为狭窄,地上地下空间的电磁信号连接和接收性能相对较差,在该类特殊的环境条件下,实现地面空间和井下空间数据的精确定位与导航的难度大幅度提升,因此,发展精确定位系统技术尤其必要,在融合GIS信息定位的基础上,利用GPS卫星定位技术、遥感定位技术等多项先进的科学技术,结合复杂磁场环境空间的导航技术、局部定位的芯片导航技术、井下空间高速无线通信技术甚至是煤矿井下空间高精度定位技术等诸多技术,各技术强强联合,保证定位系统得到的最终数值更加精确科学,以此顺利开展煤矿资源开采的各项工作,保证煤矿企业提高经济效益。
3煤矿智能化开采技术的发展展望
就未来一定时期内煤矿智能化开采技术的发展而言,煤矿智能化开采技术主要向智能装备技术、智能导航技术、智能机器人技术、三无开采技术、智能掘进技术等方向发展。就智能装备技术而言,由于煤矿资源开采环境特殊,必须进一步推进井下空间高速率的无线网络通信技术的进一步发展,推进煤矿资源快速高效甄别技术的应用,推进煤矿资源自动化技术的研究,进一步提高煤矿井下空间网络体系的构建水平,不断增加井下网络空间的信息传输速度,优化煤矿智能装备的整体性能,保证煤矿开采智能装备的实用性和科学性。就智能导航技术而言,在煤矿资源的井下开采过程中,应不断加强计算机网络技术和导航技术的强强联合,通过对煤炭资源采掘技术的实时定位,不断增强煤矿开采工作面的管理能力,
不断提高煤炭资源三维空间的定位水平,提高对煤炭资源设备的智能化管控力度,最大限度在煤炭资源开采过程中做到对设备的安全监管和高精度的空间定位。就智能机器人技术而言,在煤炭资源的开采过程中,工作面的运营与维护管理是煤炭资源开采不可避免的重要内容。现代低碳环境理念下,对煤炭资源开采工作面的维护管理的重要性进一步凸显。通过智能机器人的远程控制,能够为煤炭资源工作面的维护管理起到辅助作用,利用性能相匹配的传感设备和智能机器人的改装处理,能够在煤炭资源开采过程中实现对工作面的智能化控制和智能化监管,从而顺利开采煤矿资源,智能机器人开采示意图。
结语
总而言之,煤矿智能化发展是不断提高煤矿机械化水平和自动化能力的大环境下的重要延伸,是煤矿产业升级和结构优化的重要内容。强调煤矿资源开采过程中的科学管控与高效管理,能够通过对设备的各项先进技术的应用,使煤矿开采过程呈现更科学的工作流程和更高效的管理格局,适应当代社会产业发展需要。
参考文献
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篇三:煤矿智能化总结
煤矿智能化开采现状及展望摘要:随着信息技术的飞速发展,智能控制技术逐渐被科研院所和煤炭企业应用于煤矿开采中来,促使煤矿企业深入研究煤矿智能化开采技术,探索信息技术与自动化开采之间的关系,将智能控制技术运用到自动化开采技术中来,推动煤炭开采朝着高效、便捷、无人化、智能化方向高速度发展,必然对煤炭智能化开采产生深远影响。
关键词:智能化开采;智能化系统;现状
中图分类号:TD67文献标志码A
引言
随着社会对煤炭资源需求量的不断提高,迫使煤矿企业在资源利用、环境保护、开采工艺、技术装备、安全管理等方面进行变革,智能控制技术逐渐被煤炭企业应用于煤矿开采中来。在进行智能化开采的过程中,各煤矿应结合自身条件多方位全面考虑,采用适合本矿井实际智能化开采技术,以实现煤炭开采的经济、安全、高效、节能、智能化发展。煤矿企业在未来发展过程中,还要根据企业自身的实际情况,不断研发新型的智能化管理方法,提高智能化应用水平,从而提高企业的生产效率和安全性。
1煤矿智能开采现状
近10年来,国际采矿设备公司均在大力发展智能采矿装备及相关技术,如瑞典的山特维克公司、阿特拉斯科普柯公司等,不仅开发了大量自动化或智能化采矿设备,而且研发了多种智能矿山的技术与装备系统;加拿大国际镍公司除固定设备实现自动化外,铲运机、凿岩台车、井下汽车均实现了无人驾驶,井下基本不需要设置工作人员。
以网络信息技术为代表的高新技术迅速发展,现代信息技术的应用与发展使得矿山的自动化或智能化开采成为可能,我国在一个新的起点开展智能开采技术
研究。目前,我国自动化及信息化水平尚不能满足智能开采要求;缺少具有自主知识产权的井下综合通信、定位导航等实现智能开采的支撑技术与软件平台;智能化开采相关技术研究力量分散,未能形成强大的研发团队。智能开采采用现代高新技术提升传统产业,推动我国矿产资源开发向高效、安全、绿色与可持续发展,增强我国矿业行业的核心竞争能力。煤矿企业应结合实际状况选择智能化开采技术,在保证施工安全基础上,推动煤矿业发展提出了煤矿工作面自动化控制技术的发展平台,对煤矿工作面自动化、智能化、制约因素及目前发展中存在的问题进行深入检索与剖析,为煤矿工作面智能开采技术研究提供了便利。
2煤矿智能化开采关键技术
2.1智能控制技术
智能控制系统是在智能感知系统基础上成立的,其中主要包含工业互联网技术、大数据技术、自动化技术等。按照开采智能化程度区分,并将其划分为远程控制、机器人控制与自主控制三个等级,有利于提高智能化开采水平。应用智能开采技术可将采煤、运输、动力与安全等多个环节整合到一处,一方面实现了对矿井设备的集中控制及统筹管理,另一方面通过人工远程操控配合综采设备实现了自动化采煤。系统融合了数字化、可视化、自动化及智能化技术,使三机配套装备无缝结合,实现对综采设备的远程监控及控制功能;依据主煤流系统运行状态,协调控制刮板运输机、转载机、破碎机、采煤机之间的平行协作关系,实现煤炭智能化开采。
2.2综采智能化管理平台
煤矿企业构建综采智能化管理平台,必须充分结合自身实际情况,以通信和网络技术为基础,利用国内外先进技术手段,科学构建综采工作面智能化管理系统。该系统包含的模块具有极强的多样性,如故障分析模块、环境监测模块及监控模块等。在科学利用监控模块的情况下,智能化管理平台监控煤矿知智能化开采过程,针对综采设备运行偏差问题以及周围环境变化问题及时采取措施调整综采设备的运行状态;故障分析模块在机械设备运行故障时,对故障点的原因进行
深入分析,将汇总报告传输至智能化管理平台,工作人员远程控制解决故障,对煤矿实现精细化智能开采作业具有重要意义[2]。
2.3实时交互技术
煤炭的智能化开采过程中,远程监控端随时采集设备的状态信息,设备和人员之间随意建立连接;通过智能化管理平台实时交互,综采设备可根据其他设备运行信息对自身进行调整。有效提升综采设备联合运行性能,远程控制采煤机、刮板运输机、破碎机及转载机的运行状态,远程控制采煤机、液压支架联动状态;依据主煤流系统运行状态,实现采煤机的变频调速,协调控制刮板运输机、转载机、破碎机、采煤机运行的功能。以视频监控全工作面设备运行状态、煤壁状态,运用电气自动化控制支架系统,调整液压支架高度使其与煤层厚度相适应;通过电气自动化控制技术的具体应用,不断优化综采设备协同运作方式,完善煤炭智能化开采系统;实时交互技术应严格依照相关标准对该项技术进行开发,从而创新煤矿智能化开采技术[3]。
2.4远程监督型控制技术
远程监督型控制技术可使智能开采技术结合人工智能智慧、机器设备与煤岩介质之间形成一种交互关系,通过整个生产过程实时动态响应的信息集成,实现采矿设备的集中控制。在煤炭智能开采过程中,利用传感器网络技术,实现生产过程、矿山安全、设备运转的监控与数据自动采集和可视化处理,凭借远程人工方法干涉综采设备自动化进程,对煤炭开采工艺进行合理规划,根据煤炭状况合理调节综采设备运行状态,充分发挥智能开采技术优势,实现煤炭智能化开采。
3智能化开采技术的未来发展
3.15G技术智能化开采技术
5G最为关键的能力就是可靠性强、用时短等。借鉴国内航天、航空和航海中普遍应用的惯性导航技术,将5G技术引入到煤矿井下的精确定位系统中,在全面应用惯导技术的基础上,逐步实现开采装备的自主导航功能。5G能够对采煤机姿态、采煤机速度和煤岩识别等进行判断,逻辑控制序列中的动作。并且空口时
延、端对端时延已经达到了毫秒级别,具有较高的可靠性,进一步保障了该设备远程监控更加精准,得出更加可靠的信息[4]。
3.2注重大数据的分析和应用
现阶段,工作面安装了大量传感器用于感知装备姿态、围岩变化、瓦斯、水火等,布置高清摄像头采集工作面的图像,这些数据大部分只是起到预警、展示作用,尚未充分挖掘数据间的逻辑关系,没有对围岩环境动态变化趋势进行预测及分析。未来的趋势是开发大数据分析平台,改变以往煤矿根据经验控制装备的情况,建立以感知数据为控制逻辑的新型控制方式。
3.3实时仿真平台和智能决策系统开发
现有仿真系统多根据围岩状态感知、支架立柱压力感知、支架倾角感知等数据绘制工作面装备示意图、工作面支架压力柱状图等,其实时性较差;另外,现有系统没有决策功能,绝大部分煤矿的控制平台都只起到展示作用。未来发展的重点在于提高数据传输与分析的实时性及智能决策算法的开发,研究解决复杂地质条件下智能自适应控制的问题。
结束语
随着国内外智能化开采技术的不断推进,我国部分现代化矿井智能化开采水平明显提升,为我国煤矿合理、高效、完全、绿色、持续的发展提供了有力保障。煤炭行业应抓紧信息技术的发展,借助智能化技术完成行业的自动化、智能化转型与发展,进而减少人力物力成本资源的投入,提高开采量与开采质量,保持煤炭开采总体利用率的高水平,逐渐完善采矿生产系统,使我国的煤矿开采更加具有规模性与秩序性。
参考文献
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