摘要:为了改善煤矿综采工作面的缺点,近年来我国致力于将煤矿综采工作面向智能化发展。同时,为了尽快追赶国家产业化升级的步伐,开展了综采工作面智能化技术和装备的发展分析。一直以来,煤矿企业由于受到安全、环境等不同因素的限制影响,对智能化开采技术和设施的需求十分强烈。所以,加大对煤矿综采工作面智能化开采技术的研究力度可谓至关重要。本文分析了煤矿综采工作面智能化开采技术的发展状况,介绍了煤矿综采工作面相关智能化开采装置,说明了煤矿综采工作面智能化开采技术,从而充分发挥出煤矿综采工作面智能化开采技术的良好作用。
关键词:煤矿;智能化;综采工作面;系统设计;应用
引言
煤矿智能化开采是煤炭产业转型升级和煤炭工业技术改革的核心,煤矿企业务必紧跟信息时代的发展步伐,应用信息技术的成果,将数字化、人工智能、大数据等技术应用于煤炭开采过程中,攻关智能化开采核心技术难题,逐步实现煤矿开采全过程的智能化监控,通过远程监控实现井下少人甚至无人作业,彻底改变传统的煤矿生产方式,使煤炭行业适应信息时代的发展,走可持续发展的道路。
1煤矿智能化定义
“智能化”是指控制对象具有精准敏感的感知能力、准确的判断和决策能力及高效快捷的执行能力,能够根据自身感知到的信息进行自主分析、判断、决策与执行,并具备自主学习及自主优化能力。智能化应具备以下 3 个特征:a)具备对外界信息的实时感知与实时采集能力;b)具备对感知采集的信息进行分析、判断、自主学习、自主决策的能力;c)具备基于自主判断与决策可以自主执行的能力。煤矿智能化开采是在煤矿自动化开采系统中加入自主学习及自主决策功能,使煤机装备能够实时感知并采集井下环境变化及围岩条件并自动进行控制参数调整,智能感知、智能决策和智能控制是煤矿智能化开采的三要素。煤矿智能化开采的特点是煤机装备具有自主学习和决策的能力,具有自感知、自分析、自控制、自修正的功能,从而实现不同条件下的自适应开采,只有具备自适应开采能力的智能化综采装备才能根据生产环境的实时改变,实现真正意义上的智能化开采,实现在相对有限条件下的无人化开采。其中,自感知是进行条件信息的采集,自分析是对采集到的信息进行实时分析,自控制是基于分析数据自主决策控制方案,自修正是在装备运行过程中不断修改和改善控制参数,实时响应环境变化[4]。
2煤矿综采工作面智能化开采技术发展状况的分析
对比外国一些发达国家,国内煤矿综采工作面智能化开采技术呈现出一定的滞后性。通过数年的发展之后,国内第一次研制出煤矿综采工作面智能化开采技术。现阶段,国内很多大型的煤矿均运用了煤矿综采工作面智能化开采技术,借助此项措施,不仅增加了日产量,提升了相应的开采率,而且依靠有关智能化监测方式,使煤矿开采的时间得以延长。近些年来,煤炭开采技术得到了飞速发展,使煤矿自动化开采效率与安全性得到有效提升。在此过程当中,煤矿开采技术逐渐实现了智能化,相关设施的利用率也获得了提升,降低了伤亡事故的发生几率。比如,单机自动化能力得到增强,使煤矿综采工作面智能化开采技术的发展更加顺利。结合具体的国情情况,加快煤矿综采工作面智能化开采技术的研发速度势在必行。从当前的情况来看,远程管控采煤技术、智能无人采煤技术等都是主要的研究技术内容[1]。通常情况下,煤矿综采工作面所处的环境十分复杂,而大多数的煤矿综采工作面相应的空间十分狭小,温度与湿度均很高,并且存在着大量的煤尘。有关技术人员操控相关设备的过程当中,一旦碰到瓦斯煤尘爆炸、透水等故障的时候,将导致伤亡事故的发生。鉴于煤矿综采工作面相应的设备系统非常复杂,从前所运用的人为操控方式,显然无法避免产生操控不当的情况发生,导致相关设备的安全性无法获得保障,并且不同设备的运用与监控的过程中,保持彼此独立的运行状态,无法实现相互结合,达到集中化处理有关数据信息的目的。
因此,对于我国来说,注重煤矿综采工作面智能开采技术十分必要,一方面,有助于减少相关工作人员的工作任务量;另一方面,达到了集中化管控与监测设备运行数据信息的效果,保证一定的生产安全[2]。
3煤矿智能化综采工作面系统设计与应用
3.1实时管控协议技术概述
基于达到远超遥控煤矿综采工作面情况的目的,应该尽可能减少传输视频延时的现象,并根据支架和相关采煤机装置的控制要求,使视频端的延时能够维系在40ms当中,由此需要煤矿综采工作面的摄像、传输、图像的解码以及储存的能力更强。由于被较长距离工作面所干扰,对采煤机装置的周边、刮板运输机链条、胶带运输机的出煤口以及工作面支架等位置进行采集,并以视频的形式加以呈现,并对摄像仪自身的容量因素予以考虑,科学利用基于以太网的数字化视频控制系统,达到双绞线传输的方式,无需布线,不过在数字视频系统当中的信号呈现到显示器以前,应该科学完成传输、编码、解码以及数字化等操控任务,由此造成时间延迟超过了200ms,需要对采集、传输以及呈现等环节加以不断改进[5]。
3.2视频监控技术
对于煤矿综采工作面模拟采矿系统而言,主要借助提升虚拟现实技术,进而建立起一个三维采矿环境,实现模拟相关运行技术设备以及采煤过程的目的。利用此系统,可以和相应的操控人员实现一定的互动,并能够穿越全部的空间到达该系统所模拟的所有区间内。依靠此系统,既明确了空间的状态、物体运作的管控,又可以辨识物体,准确输入与处理输入相关信息。这当中,最大的特点为建立了一个与现实十分近似的采掘三维环境,同时借助先进的计算机技术,能够清晰地呈现出采矿的情况,进而获取相关设备运行的相关参数、动态化图像等等,其中包含了相关设备的产能、间距以及时间等信息情况[7]。
3.3记忆采煤技术
为了发挥出煤矿综采工作面智能化开采技术的良好作用,应该在综采工作面中获取对应的采煤区域,实现对采煤工作水平面的合理管控,并加以纵向切割处理。应用煤矿综采工作面智能化开采技术的过程当中,基于弥补技术方面的缺陷,主要运用了记忆采煤技术。要求有关采煤司机科学操作采煤机设备,实现正确地采煤操作,然后借助采煤机智能操作系统准确记录相关数据信息,达到智能化管控的目的。如此,节约了人力资源,应用效果十分明显[1]。
结束语
从此次论文的论述与分析当中,不难获悉,系统分析与思考煤矿综采工作面智能化开采技术显得尤为必要,具有一定的研究意义和实施价值。本文分析了煤矿综采工作面智能化开采技术的发展状况,介绍了煤矿综采工作面相关智能化开采装置,说明了煤矿综采工作面智能化开采技术:实时管控协议技术概述、连续生产保障工艺的说明、视频监控技术介绍、记忆采煤技术的分析。希望此次研究与分析的内容和结果,可以得到有关煤矿综采工作面开采技术人员的关注与重视,并且从中获取到相应的借鉴和帮助,以便增强煤矿综采工作面智能化开采技术应用的实际成效,进而推动我国煤矿开采产业的可持续发展与进步。
参考文献:
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[2]裴志海.煤矿综采工作面末采末放支护工艺研究[J].能源技术与管理,2018,43(06):54-55+100.
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