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煤矿智能化开采技术现状及展望
摘要:为促进社会进步,满足社会需求,相关部门应与施工企业共同探索智能采煤模式及关键技术,加大相关技术投入,推动煤炭科技产业进一步发展。通过实践,采用智能技术采煤模式,有效地提高了采煤质量,保证了能源的充分利用,提高了社会生产力水平。
关键词:煤矿;智能化;开采技术;现状;展望
在当前我国矿业发展中,智能采矿和智能采矿技术是重要的发展方向。智能采矿技术的应用,可以保证采矿效率和安全生产的不断提高,建立完善的工作管理体系,保证整个生产工作的智能化发展。
1 煤矿智能开采技术现状及主要问题
首先,采矿设备和工作条件不稳定。虽然采用了智能挖掘技术,但在很多情况下,数据信息的高速传输无法得到保证,也没有协调统一的标准。因此,无法真正实现全面的技术监控,也无法保证各子系统之间的有效信息共享。同时,设备的可靠性不高,无法通过传感系统和摄像系统完成设备的稳定高效运行。在恶劣条件下,硬件组件也会受到影响。智能开采技术存在着工作面在工作时滑动的问题,地质和工作环境的变化也导致刮板机无法适应作业和运行过程中的各种变化,导致作业安全性不足,影响煤矿的安全开采。此外,有时由于各种因素的影响,无法进行自动定位检测,导致隐患的出现。
其次,智能高度调节技术需要进一步深化。在中国,煤炭资源非常丰富。必须通过稳定可靠的软件系统完成无人采矿。这不仅仅是先进技术的简单叠加。我们需要注意加强提高软件响应能力,以满足环境的需要。采用不同的性能试验机,确保生产的协调,进一步完成煤层开采。然而,在这个过程中,有必要逐步优化智能识别和挖掘技术。例如,在煤层开采过程中,有必要注意应用智能调高技术,根据各层变化合理调整采煤机结构高度,防止切割到其他岩层。但是,该技术在应用过程中存在一定的局限性,无法准确定位。
最后,智能采矿技术的适应性不强。对于一些没有煤柱开采的煤矿,目前的智能开采技术仍然存在一些不足,不能保证系统能够有效地应用于各种环境。另外,一些智能采矿系统的智能化水平不高,在应用上存在一定的局限性。它们没有与人工智能等需要大量人员控制的现代技术相结合,这些都是以后需要解决的问题。
2 煤矿智能化开采技术的展望
2.1工作面的连续开采技术
在智能工作面运行中,首要的解决方案是工作面连续开采,即保证工作面沿特定方向稳定推进。解决工作面直线度测量、采煤机防碰、人机定位三个问题。智能开采多为综采工作面,要求工作面在作业过程中保持平直。因此,有必要测量工作面的平整度。可以使用的测量方法有很多,每种方法都有其优缺点。因此,寻找一种高效、准确的工作面平整度测量方法具有重要意义。
在采煤机运行过程中,必须防止采煤机与煤壁之间的碰撞,这需要实时检测采煤机与煤壁之间的距离。有鉴于此,毫米波雷达技术具有微波制导和光电制导的优点,可供借鉴。此外,毫米波雷达具有较强的穿透烟尘的能力,能够满足地下复杂环境的需要。因此,有必要将毫米波雷达技术集成到采煤机中。
2.2工作面回采探测技术
采煤机运行过程中,需要连续检测工作面前方的煤,主要是煤矸探测。煤矸探测的重点是区分煤和煤矸石,以确保在回采过程中不会产生大量的煤矸石。目前,光谱分析技术已应用于煤矸石的识别,如激光诱导击穿光谱、拉曼光谱、太赫兹光谱等。然而,如何更准确地识别煤和其他矿石仍然是一个技术上需要解决的难题。
在实际生产过程中,采煤机的采高与煤岩的分界面有关。因此,有必要准确识别煤层与岩层的界面。一些电磁波探测技术已被应用于煤岩界面的探测。通过电磁波信号在煤层中的传播时间和电磁波的波速,可以估计煤层厚度。目前,可用的超级电磁波探测技术的最大探测深度为30米,最小探测深度为4厘米。但该技术仅适用于煤层相对完整,煤体破碎时偏差较大的情况。因此,解决复杂煤层厚度条件下的探测也是一个难题。
2.3工作面实时调控技术
工作面开采时,采煤机、铲运机和液压支架的位置会发生偏移。在这种情况下,需要调整设备姿态的位置。考虑到这是设备的运动控制,即调整运动中设备的位置,要求信息传输的实时性和执行结构动作的实时性。对于实时信息传输,工作面采用100m光纤通信,基本满足实时性要求。然而,由于大多数矿山机电设备都是重型设备,如采煤机、刮板输送机、液压支架等,如何实现执行机构动作的实时调整,即如何实现设备姿态的快速调整,仍然是一个值得研究的问题。目前,最精确的是伺服控制。如何准确地将伺服控制应用于设备位置调整仍然是一个难题。
2.4切顶沿空留巷智能开采技术
沿空留巷智能开采技术是现代煤炭开采技术之一。通过该技术,可以有效地实施无煤柱开采,使相关人员在采煤过程中合理利用资源,促进采煤水平的提高。在煤炭开采过程中,提高员工对采煤机械的控制水平,使采煤工作更安全、更有价值,促进煤炭行业的可持续发展。
2.5综放工作面智能化开采
通常,综采放顶煤工作面智能开采主要是基于液压支架上的接收器和采煤机上的红外发射器来确定液压支架与采煤机之间的相对位置,这样,液压支架支撑板可沿采煤机切割方向从3恢复到5,智能喷淋装置应按要求开启。同时,采煤机后滚筒切割后,及时打开液压支架上护板,合理移动前刮板输送机,通过液压支架智能放顶煤装置完成放顶煤动作。然后,当智能放顶煤完成一系列动作后,即可拉动液压支架。
2.6智能无人采矿模式
对于赋存条件优越的薄、中厚煤层,如果煤层厚度大于1m,一般选择智能化无人开采模式,主要借助基于LASC系统的自动平直度控制和采煤机定位导航技术,基于4D-GIS煤层地质建模的辅助开采探测和采煤机智能切割技术,确保采煤机对煤层厚度进行动态调整和自适应切割。
综上所述,在煤炭开采过程中应采用煤矿智能技术,可以有效提高开采效率,在开采过程中不断创新可以有效管理其设备,获得更多效益。同时,作为煤炭企业的职工,要重视煤炭开采的智能化发展,严格按照有关规定减少安全隐患造成的危害,提高安全生产水平,改善工作环境质量,促进煤炭开采的顺利进行。
参考文献
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[2]煤矿智能化开采技术研究现状及展望 [J]. 张立新,魏强. 中国矿山工程. 2021(03)
[3]煤矿智能化开采技术研究现状及展望 [J]. 靳为华. 内蒙古煤炭经济. 2020(01)
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