自动化少人综采工作面的研发与应用(初稿)
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综采工作面自动化技术标题:综采工作面自动化技术引言概述:随着科技的不断发展,矿山综采工作面自动化技术也得到了很大的进步和应用。
自动化技术的应用不仅提高了生产效率,减少了人力成本,还提高了工作面的安全性和稳定性。
本文将从五个方面详细介绍综采工作面自动化技术的应用和优势。
一、传感器技术的应用1.1 传感器的种类:在综采工作面自动化技术中,常用的传感器包括激光传感器、声波传感器、摄像头等。
1.2 传感器的作用:传感器可以实时监测工作面的煤层情况、岩石结构、气体浓度等信息,为自动化设备提供数据支持。
1.3 传感器的优势:传感器可以准确、快速地获取工作面的信息,提高了综采作业的效率和安全性。
二、智能控制系统的设计2.1 控制系统的组成:智能控制系统由硬件和软件两部分组成,硬件包括传感器、执行机构等,软件包括控制算法、监控系统等。
2.2 控制系统的功能:控制系统可以根据传感器获取的信息对综采设备进行智能控制,实现自动化作业。
2.3 控制系统的优势:智能控制系统可以减少人为操作的错误,提高了综采作业的准确性和稳定性。
三、机器人装备的应用3.1 机器人的种类:在综采工作面自动化技术中,常用的机器人装备包括采煤机器人、支架机器人等。
3.2 机器人的作用:机器人可以代替人工进行煤炭采运作业,提高了作业的效率和安全性。
3.3 机器人的优势:机器人可以在恶劣环境下工作,减少了人员伤亡事故的发生,提高了作业的稳定性。
四、数据分析与优化4.1 数据采集与处理:通过传感器和控制系统采集的数据进行分析和处理,优化综采工作面的作业方案。
4.2 数据分析的作用:数据分析可以帮助企业掌握工作面的实时情况,及时调整作业策略,提高生产效率。
4.3 数据分析的优势:数据分析可以提高生产管理的科学性和精准度,降低了生产成本,提高了企业的竞争力。
五、未来发展趋势5.1 智能化水平提升:随着人工智能技术的不断发展,综采工作面自动化技术将更加智能化。
综采工作面自动化技术引言概述:综采工作面自动化技术是指利用先进的机械设备和自动化控制系统,对采矿工作面进行自动化管理和操作。
该技术的浮现,不仅提高了矿山生产效率和安全性,还减少了人力资源的投入。
本文将从五个方面详细阐述综采工作面自动化技术的应用和优势。
一、提高生产效率1.1 自动化设备的引入:综采工作面自动化技术通过引入各种自动化设备,如自动化采煤机、自动化输送带等,实现了对采矿过程的自动化操作,大大提高了生产效率。
1.2 数据采集和分析:自动化控制系统能够实时采集和分析各种数据,如煤矿的瓦斯浓度、温度等,从而能够及时调整采矿参数,提高煤矿的生产效率。
1.3 作业流程的优化:综采工作面自动化技术可以对作业流程进行优化,减少人工干预,提高生产效率。
例如,自动化控制系统可以根据煤矿的实际情况,智能地调整采煤机的工作速度和转向,从而提高采煤的效率。
二、增强安全性2.1 减少人力介入:综采工作面自动化技术的应用,减少了人力资源的投入,降低了人员在危(wei)险环境中的风险,从而增强了煤矿的安全性。
2.2 预警系统的建立:自动化控制系统可以实时监测煤矿的各种参数,并通过预警系统及时发出警报,提醒工作人员采取相应的安全措施,保障工作人员的安全。
2.3 自动化故障诊断:综采工作面自动化技术可以实现对设备故障的自动诊断和报警,及时发现和排除故障,减少了事故的发生,提高了煤矿的安全性。
三、节约能源和环保3.1 能源的合理利用:综采工作面自动化技术通过对能源的合理利用,如对电力的优化分配和控制,减少了能源的浪费,实现了节能的目标。
3.2 减少环境污染:自动化控制系统可以实时监测煤矿的排放情况,通过对采煤机的智能控制,减少了煤矿的粉尘和废气排放,降低了对环境的污染。
3.3 环境保护意识的提高:综采工作面自动化技术的应用,促使煤矿企业提高了环境保护意识,采取了更多的环保措施,推动了煤矿行业的可持续发展。
四、降低劳动强度4.1 自动化操作:综采工作面自动化技术的应用,减少了工人的体力劳动,提高了工作的舒适度和安全性。
综采工作面自动化技术综采工作面自动化技术是指利用现代化技术手段,对矿井综采工作面进行自动化控制和监测,以提高矿井的安全性、生产效率和资源利用率。
综采工作面是煤矿开采过程中的重要环节,传统的人工操作存在安全风险高、工作强度大、效率低下等问题,而自动化技术的应用可以有效地解决这些问题。
一、综采工作面自动化技术的概述综采工作面自动化技术主要包括智能化设备、传感器技术、通信技术和控制策略等方面的应用。
智能化设备包括自动化综采机、自动化运输设备等,传感器技术用于实时监测工作面的地质情况、瓦斯浓度、温度等参数,通信技术用于实现设备之间的联网和数据传输,控制策略则是根据实时监测数据进行决策和控制。
二、综采工作面自动化技术的优势1. 提高安全性:自动化技术可以减少人员在综采工作面的直接接触,降低事故发生的风险,保护矿工的生命安全。
2. 提高生产效率:自动化技术可以实现连续作业,避免人工操作的间歇性,提高矿井的开采效率。
3. 降低劳动强度:自动化技术可以减少人工劳动,降低矿工的体力消耗,改善工作环境,提高工作效率。
4. 提高资源利用率:自动化技术可以根据实时监测数据进行精细化管理,合理利用煤矿资源,减少资源的浪费。
三、综采工作面自动化技术的应用案例1. 自动化综采机:自动化综采机是综采工作面自动化技术的核心设备之一,它可以根据预设的工作路径和参数,在矿井中自主进行采煤作业。
通过激光测距、图像识别等技术,自动化综采机可以实现对煤层的自动探测和定位,提高采煤效率和准确度。
2. 智能传感器:智能传感器可以实时监测工作面的地质情况、瓦斯浓度、温度等参数,并将监测数据传输给控制中心进行处理。
通过对监测数据的分析和处理,可以及时发现矿井中存在的安全隐患,采取相应的措施进行处理,提高矿井的安全性。
3. 通信网络:综采工作面自动化技术需要建立一个稳定可靠的通信网络,实现设备之间的联网和数据传输。
通过无线通信技术,可以实现综采工作面各个设备之间的实时数据共享和远程控制,提高工作面的自动化水平。
综采工作面无人化开采技术随着科技的进步和人工智能技术的发展,无人化开采技术在综采工作面得到了广泛的应用。
传统的综采工作面由于存在着人员安全风险和劳动强度大的缺点,使得无人化开采技术成为了解决问题的有效途径。
本文将从无人化开采技术的发展现状、优势及应用前景等方面进行探讨。
一、无人化开采技术的发展现状随着信息技术和人工智能技术的不断发展,无人化开采技术在综采工作面得到了较快的发展。
目前,无人化开采技术包括遥控和自主两种方式,其中遥控无人化开采技术已经在煤矿综采工作面得到了广泛的应用。
通过遥控操作设备,可以避免人员置于危险环境中,提高了工作效率,减少了劳动强度。
自主无人化开采技术也在不断的研究和尝试之中,通过激光雷达、摄像头、传感器等设备,使得开采设备能够自主地进行工作,减少了对人力的依赖。
1、提高安全性。
无人化开采技术可以避免人员置于危险环境中,减少了发生安全事故的概率。
尤其是在复杂的地下矿井环境中,无人化开采技术能够更好地应对各种复杂情况,提高了矿工的安全性。
2、提高工作效率。
无人化开采技术可以24小时连续作业,减少了人工的操作时间,提高了采煤效率。
而且无人化开采技术可以根据需要进行实时调整,提高了生产的柔性和适应性。
3、减少劳动强度。
传统的综采工作面存在着作业环境恶劣、劳动强度大等问题,而无人化开采技术可以避免人员置于危险环境中,减少了对人力的依赖,降低了矿工的劳动强度。
4、降低成本。
无人化开采技术可以减少人力成本和提高资源的利用率,降低了开采成本。
而且无人化开采技术在煤矿的应用还可以减少能源消耗和环境污染,给企业带来了更多的经济效益和社会效益。
目前,无人化开采技术在煤矿综采工作面得到了广泛的应用并取得了明显的效果,而且其应用前景也是非常广阔的。
随着人工智能技术的不断发展和成熟,无人化开采技术将会得到进一步的改进和完善。
未来,无人化开采技术将不仅应用于传统的煤矿综采工作面,还将应用于金属矿山、石油煤层气等不同的采矿作业中。
煤矿*****综采工作面自动化系统技术的应用(*****煤业集团煤矿,甘肃,平凉 7441&&&)摘要:煤矿综采工作面自动化控制技术及装备的应用是实现煤矿安全生产、高效生产的重要保障,是煤炭行业先进生产力的重要体现,随着矿井自动化、信息化的发展,综合机械化、自动化采煤已经是煤矿开采技术现代化的重要标志。
煤矿*****综采工作面采用走向长臂综合机械化、一次采全高采煤方法,全部垮落法管理顶板,配套应用自动化控制系统、支架电液控系统和集成供液系统实现工作面设备自动化控制,达到自动化减员增效、保障安全生产的目标。
关键词:综采工作面;自动化控制;自动化减人;安全高效;0 引言煤矿综采工作面自动化控制技术及装备的应用是实现煤矿安全生产、高效生产的重要保障,是煤炭行业先进生产力的重要体现,随着矿井自动化、信息化的发展,综合机械化、自动化采煤已经是煤矿开采技术现代化的重要标志。
随着科技的发展和煤矿用户对高智能产品的迫切需求,国内、外的煤矿机械装备供应商、科研单位和煤矿用户对综采工作面自动化控制技术进行了积极的研究和探索,不断探究先进的控制方法。
2004年神东煤炭公司进行了自动化工作面的初步试验,2005年经过半年多的调试,先后建成了榆家梁煤矿45204半截深自动化工作面、哈拉沟煤矿02203半截深自动化工作面和补连塔煤矿31306大采高双向全截深自动化工作面;陕煤黄陵一号矿1001工作面采用全套国产装备,实现了“无人跟机作业,有人安全值守”开采。
煤矿*****工作面是*****采区的首采工作面,配套应用自动化控制系统、支架电液控系统和集成供液系统实现工作面设备自动化控制,达到自动化减员增效、保障安全生产的目标。
1 *****工作面概况煤矿*****采区处在矿井煤田西北部,其北部与山寨煤矿相邻,东部为2502采区的2502-07上工作面,西部及下部为2502采区未开采区域,与煤五层间距21.54~97.35m ,平均59.4m。
综采工作面自动化技术综采工作面自动化技术是一种应用于矿山开采中的先进技术,旨在提高采矿效率、降低人员风险以及减少能源消耗。
该技术通过自动化设备和系统的应用,实现对采矿工作面的自主控制和管理,从而提高矿山的生产效率和安全性。
一、综采工作面自动化技术的概述综采工作面自动化技术是指利用自动化设备和系统,对采矿工作面进行自主控制和管理的一种技术。
它通过集成传感器、控制器、通信设备等,实现对采矿工作面的全面监测和控制,从而提高矿山的生产效率和安全性。
二、综采工作面自动化技术的应用1. 自动化采煤机自动化采煤机是综采工作面自动化技术的核心设备之一。
它采用先进的传感器和控制系统,能够实现对采煤机的自主控制和监测。
通过自动化采煤机,可以提高采煤效率,减少人工操作,降低人员风险。
2. 自动化输送系统综采工作面自动化技术还包括自动化输送系统。
这种系统利用自动化设备和控制系统,实现对矿石的自动输送和分配。
通过自动化输送系统,可以提高矿石的运输效率,减少能源消耗。
3. 自动化通风系统综采工作面自动化技术还可以应用于矿山的通风系统。
自动化通风系统利用传感器和控制器,实现对矿山通风系统的自主控制和调节。
通过自动化通风系统,可以提高通风效率,保证矿山的安全性。
三、综采工作面自动化技术的优势1. 提高生产效率综采工作面自动化技术可以实现对采煤机、输送系统等设备的自主控制和管理,从而提高矿山的生产效率。
自动化设备的应用可以减少人工操作,提高工作效率。
2. 降低人员风险综采工作面自动化技术可以减少人员在矿山工作中的风险。
自动化设备可以替代人工操作,减少人员接触危险环境的机会,降低事故风险。
3. 减少能源消耗综采工作面自动化技术的应用可以减少能源的消耗。
自动化设备可以根据实际需要进行智能调节,避免能源的浪费。
四、综采工作面自动化技术的发展趋势1. 智能化发展综采工作面自动化技术将趋向智能化发展。
随着人工智能和大数据技术的不断进步,综采工作面自动化技术将实现更智能化的控制和管理。
自动化综采工作面的实现与应用【摘要】自动化综采工作面的实现有利于煤炭企业实现经济发展,可以提高煤炭企业的生产质量,减少了对劳动力的使用,充分体现了技术的先进性。
提高了自动化综采工作的效率,成为我国综采工作面自动化行业的重点技术,为我国煤炭企业的生产和发展积累了丰富的经验。
自动化综采工作面的实现,可以对不同的地质情况下的煤层选用自动化的功能,进行煤炭工程的推溜、移架、打护帮板以及实现架间的喷雾作用,极大地提高了煤炭企业的工作效率。
本文通过分析自动化综采工作面技术的组成部分,并对自动化综采工作面的应用做详细的阐释,以促进煤炭企业提高其工作效率。
【关键词】自动化综采工作面;实现;应用自动化综采工作面有利于采煤机进行准确截取,可以使液压支架自动的上下移动,不用太多的劳动力,就可以实现采煤工作的顺利完成。
采煤机依据存储在示范刀中的数据,在工作面产生一定的地址反应时,摇臂可以自动的上下移动,确保滚筒可以在比较合适的位置,实现自动化的割煤技术。
液压支架可以伴随着采煤机的工作自动地进行移架工作,降低了劳动力的使用。
自动化工作面可以有效地提高煤矿企业的生产效率,是一种比较普及的煤矿开采技术。
1 自动化综采工作面的构成一个性能好的自动化综采工作面,一般是由自动控制面板、传感器面板、计算机应用程序、设备故障检测技术、电液控制面板、直线控制面板等不同的控制面板组成的自动化的机电一体的采煤系统。
自动化综采工作面的主要功能主要是液压支架和电液的管理技术、煤矿和岩石分离技术、自动化的采煤技术等。
2 自动化综采工作面的主要作用和实现目标自动化综采工作面技术的主要作用在于实现采煤机记忆割煤的自动化,实现支架的自由移动,对工作面的承载能力进行调节和控制,与此同时,自动化综采工作面还要实现推溜和拉架的功能,实现采煤数据的传输与存储,并能与不同的通讯技术连接,进行双向的信息传递功能。
自动化综采工作面的实现目标在于确保采煤工作的全自动化,减少劳动力的使用,提高采煤的效率,定期对采煤设备进行故障诊断,发现设备的故障,及时地进行维修,提高采煤设备的开机时间,将整个工作面的有效信息能够实现双向的传递,并通过网络技术实现信息化管理。
自动化少人综采工作面的研发与应用
田生文,田建川
神华宁夏煤业集团机电管理部,750001
摘要
综采工作面是现代化煤矿生产的主要环节,是煤矿生产中设备最多、环境最恶劣、工作最复杂的系统。
综采工作面少人自动控制系统,是以顺槽监控中心为总控中心,以工作面视频、以太网、音频、远控为基础,以采煤机记忆割煤为核心,通过自动控制为主,远程干预为辅的控制方式,实现在顺槽监控中心对综采设备实现就地/集中/远程三级控制和地面实时数据和三维虚拟观测。
该系统在神宁集团公司梅花井煤矿1102206工作面的应用,大大降低了劳动强度,提高了生产效率,实现了工作面协调、安全、可靠的生产,为探索薄煤层工作面无人化开采积累了经验。
关键字:自动化监控,安全少人,三维虚拟
1.引言
薄煤层的安全开采成为近年我国煤矿企业发展的焦点。
由于薄煤层开采空间小,回采难度大,效率低、工作人员的行人空间有限,工作人员的安全难以保障,事故频发。
根据我国煤炭储存及开采现状,薄煤层的高效开采是必然的趋势,由于薄煤层按传统方法开采时员工劳动强度大,生产效率及安全系数较低,目前国内自动化采煤工作面开发得理论已经成熟,但实际应用效果不明显。
本项目以高可靠的传感技术、信息传输技术及三维实时数虚拟技术,开发了一套适应能力强、可靠性高的自动化采煤工作面,以实现工作面少人自动化开采。
2.自动化控制结构
系统主要由三部分组成,综采单机设备第一层、顺槽监控中心第二层、地面第三层。
即采煤机控制系统、支架电液控制系统、工作面运输控制系统、三机通信控制系统、泵站控制系统及供电系统有机结合(第一层),实现顺槽监控中心(第二层)对对综合机械化采煤工作面设备的协调管理与集中控制。
通过以太网及矿井环网将工作面视频及以设备运行参数为基础的三维虚拟现实图像集中地面调度中心及上级调度指挥中心(第三层),为地面人员生产调度提供实时可靠数据。
3.主要研究内容
3.1 综采工作面工业以太网
利用工作面的综合接入器、光电转换器和交换机,建立一个统一开放的工作面百兆工业以太网,构建控制平台,将工作面设备连接到顺槽集控中心的隔爆服务器,实现工作面设备信息汇集。
3.2 综采工作面视频系统
对工作面关键位置进行实时摄像,通过有线或无线的方式传输给工作面以太网,通过以太网及矿井环网传输到矿用本质安全型显示器及地面调度系统。
3.2.1采煤机机载视频
在采煤机左右摇臂部各安装一台网络摄像仪,实时监视采煤机滚筒上沿及对应位置顶板、支架护帮板状态,以无线方式传输到工作面工业以太网,通过以太网传输到矿用本质安全型显示器。
3.2.2液压支架视频
每6支架安装1台矿用本质安全型摄像仪,通过顺槽控制中心控制其跟随采煤机切换视频,且同时集中显示采煤机附近3台摄像仪的视频,也可在顺槽监控中心调取任意一视频,通过以太网传输到矿用本质安全型显示器。
3.2.3其他综采设备视频
在刮板输送机机头机尾、转载机机头、监控中心控制台、顺槽胶带输送机机头、乳化液泵站、喷雾泵泵站各安装1台摄像仪,并通过工业以太网网络传输到矿用本质安全型显示器。
3.3顺槽监控中心
顺槽监控中心是连接地面和工作面的监控中心,安装在顺槽列车上,操作者通过语音通信进行调度、联络;通过操作台可远程操控工作面上的相应设备。
监控中心主要由服务器、显示器、操作台、喊话器、交换机等组成。
有全自动控制模式、分机自动控制模式及分机集中控制模式。
3.3.1全自动控制模式
可将集成控制系统设置为“全自动化”工作模式,通过“一键”启停按键启动工作面综采设备完全自动化运行。
监控中心通过实时视频、数据实时监控工作面综采设备运行工况,当设备运行异常但系统没有纠正时,可通过人工干预手段对设备进行远程干预。
如采煤机摇臂的调整、液压支架的动作等。
3.3.2分机自动控制模式
(1)采煤机自动化
采煤机智能控制系统依据采煤机高度传感器实现采煤机的记忆割煤和远程干预等功能,实现以记忆割煤为主,远程控制为辅的生产工作模式。
①煤机摇臂高度监测功能:通过实时监测摇臂的高度,作为采煤机的智能调高系统的反馈依据,根据工作面煤层赋存条件实时改变摇臂高度,调节前后滚筒,实现采煤机自动割煤操作。
②智能化快速记忆截割自动控制功能:根据系统前一次割煤过程中存储的煤层赋存曲线,实现记忆截割功能(包括斜切进刀、割三角煤及清浮煤等)。
③采煤机远程控制功能:依据采煤机主机系统及工作面视频,通过操作采煤机远程操作台实现对采煤机的远程控制。
通过远程控制台实现采煤机远程控制功能,可以进行采煤机的启停控制、运行速度控制和前后滚筒摇臂高度控制等。
(2)液压支架自动化
在支架电液控制系统标配基础上,通过增加接近传感器、倾角传感器等以实现液压支架的自动化控制。
①互帮感知及防碰撞:在互帮板安装接近传感器,依据传感器值判断护帮板是否收到位,防止采煤机自动化割煤时护帮板没有收回发生干涉。
②跟机伸伸缩梁功能:煤机前滚筒割煤过后需立即伸伸缩梁护顶。
考虑到煤机位置在传感器失效或遮挡的情况下会有跳变,引起护帮与滚筒干涉,因此设计在煤机中部进行跟机伸伸缩梁功能。
③提高跟机移架速度的改进:改进电液控控制软件,实现了液压支架的辅助动作可与支架移架的主要动作同时进行。
同时,实现了邻架升柱到一定压力,本架即开始动作的功能,减少了相邻支架动作的相对时间。
通过改进,实现了平均每个支架移架时间15秒左右的目标,可以满足采煤机最高14m/min的运行速度。
④增强抬底效果的改进:综采设备下滑幅度较大,在跟机移架程序中加入自动底调功能,避免了工作面设备的下滑。
3.3.4分机集中控制模式
(1)采煤机工况监测与远程集中控制功能,实现对采煤机启停状态、电流、功率、左右摇臂、左右牵引电机温度,牵引方向、速度,冷却水流量、压力,油箱温度,左右滚筒采高或卧底量,采煤机在工作面位置等的监测。
同时通过采煤机监控主画面和视频画面,在监控中心对采煤机在任何状态下进行远程控制。
(2)具有在监控中心对液压支架工况监测与远程集中控制功能。
通过电液控制系统数据和工作面以太网视频传输,在监控中心显示支架数据和视频信息,如传感器数值、控制器状态、采煤机位置及支架视频等。
同时,以电液控计算机主画面和工作面视频画面为辅助手段,在跟机自动化割煤过程中,使用液压支架操作台进行远程操作,人工干预支架动作,以满足较为复杂的地质条件。
(3)具有在监控中心对运输设备及泵站系统工况监测及自动化控制功能。
对运输设备及泵站系统的关键运行参数进行实时在线监测(如运行速度、电机温度、系统供液压力等),并通过这些参数为参考对运输设备及泵站系统进行远程集中控制。
3.4地面监控系统
3.4.1 地面监控系统平台
在地面调度室建立了以“地面数据服务中心”为基础的数据、视频及三维虚拟大屏幕显示系统,实现了对整个工作面实现集中监控。
监控系统将综采工作面采煤机、液压支架、刮板输送机、转载机、破碎机、乳化液泵站、喷雾泵站及供电系统等有机结合起来,实现在地面调度指挥中心对综采工作面设备的远程监测以及各种数据的实时显示等,为井下工作面现场和地面生产、管理人员提供实时的井下工作面生产及安全信息。
3.4.2流媒体服务
采用了先进的流媒体服务器技术,它将多个客户端对同一个摄像头的流媒体访问进行代理,极大的减轻了前端网络摄像头的负荷和矿井环网的网络带宽负荷,也实现了矿井环网和管理网络的之间跨网段的视频发布。
管理人员通过办公网络,就可以实现远程访问工作面的摄像头,进行视频实时监控。
3.4.4 工作面三维虚拟现实
实现了基于实时监测数据基础上的三维模拟系统,真实虚拟现场运行环境,可提供直观的状态监测及生产指导服务。
4.结语
项目实现了综采工作面设备顺槽集中控制和地面远程监控等功能,达到以下两点效果:一是将工人从操作工变成巡检工,由设备的自动化替代人工劳动,大大降低了工人的劳动强度;二是将工人从危险的工作面采场解放到相对安全的顺槽监控中心,在监控中心对设备进行远程操控,提高了工人的安全系数。
项目的顺利实施,促进了煤矿开采技术进步,改变了工人的操作习惯,改善了工人的劳动环境,探索了一条工作面少人化、无人化开采的路子,对探索薄煤层工作面自动化开采的推广具有重大意义。
参考文献
[1] 贺海涛.综采工作面自动化在神东矿区的实践[J].陕西煤炭,2009年02期
[2] 田成金.薄煤层自动化工作面关键技术现状与展望[J].煤炭科学技术,2011年08期
[3] 朱帅虎,亓佳利.煤矿信息网络化现状及应用前景[J].煤炭工程,2012年11期
作者简介:田生文(1963-),男,宁夏银川人,高级工程师,现就职于神华宁夏煤业集团机电管理部。