主辦單位:煤炭科學研究總院出版傳媒集團、中國煤炭學會學術期刊工作委員會

國家重點研發計劃“煤礦智能開采安全技術與裝備研發”專題

來源:煤炭科學技術

為總結、宣傳和集中報道國家重點研發計劃“煤礦智能開采安全技術與裝備研發”項目取得的科技成果,促進我國煤礦智能化無人開采技術發展,提升我國煤礦開采效能和安全保障能力,《煤炭科學技術》于2019年第10期組織策劃出版了國家重點研發計劃“煤礦智能開采安全技術與裝備研發”專題,刊登論文11篇,報道了智能化開采技術發展現狀與趨勢、工作面巡檢機器人和頂板來壓預警技術等方面的研究進展。

行業視野

采礦

類別

52個

關鍵詞

28位

專家

11篇

論文

1804IP

點擊量

1784次

下載量
  • 作者(Author): 李首濱

    摘要:我國煤炭行業逐步進入智能化開采階段,智能化開采是分階段逐步實現的,從技術到裝備的進步是促進煤礦智能化開采的重要保障。描述了我國智能化開采技術及設備的發展歷程,給出了我國在智能化開采領域的典型示范工程應用,通過分析歸納總結了智能化開采分為4個階段,分別定義為智能化開采1.0、智能化開采2.0、智能化開采3.0和智能化開采4.0,并對每個階段進行了簡要闡釋,給出了其典型特點和技術概要。分析了智能化開采應用存在的3點主要制約因素,即成套裝備的穩定性、可靠性差;智能化開采技術適應性不強;智能化開采觀念、思想、管理模式有待提升等,針對這些制約因素提出了相應的技術及管理對策。對智能化開采各個階段進行了評述,提出一種智能自適應開采技術模式下的控制理論模型,對三維激光掃描技術、隨采物探裝備技術、機器人技術等智能化開采關鍵技術進行了展望。分析認為,目前智能化開采已經在向智能化開采3.0階段過渡,仍須在管理觀念、投入力度、研發團隊建設等多方面下大工夫。隨著各種先進技術的逐步推廣應用,終將實現智能化開采的更高階段目標。
  • 作者(Author): 唐恩賢, 張玉良, 馬騁

    摘要:通過分析煤礦智能化開采技術研究現狀,指出目前我國煤礦智能化開采技術研究大多處于初級階段,主要以“可視化遠程干預型”智能化開采技術路線為主,雖然實現了井下工作面無人、少人作業,但受限于傳感器水平與處理系統性能等困境,導致綜采裝備整體智能化程度不高,且不能智能感知工作面地質條件變化,并通過智能分析決策系統進行裝備及工藝的自適應調整。盡管目前國內外科研機構和高等院校正在開展煤巖識別等有關技術難題的研究和探索,但基本都處于理論研究階段,還未進行真正的實踐應用。另外,現有裝備未實現故障自診斷及采集數據的大數據分析整合,導致現有智能化開采技術未取得實質性突破。因此,在諸多新技術尚不成熟以及關鍵性技術難題尚未攻克的前提下,未來的一段時間里,不能完全沿著現有的技術路線進行探索和研究,需要不斷開展技術創新。從目前智能化開采技術應用過程存在的關鍵技術難題出發,重點對地理地質信息系統的透明工作面、工作面復雜環境條件與智能化采煤的耦合應用、高速監控平臺和大數據分析處理技術、系統自適應和故障自診斷技術等創新性研究內容進行了展望,同時為進一步提升煤礦智能化開采技術水平,提供一些建議和思路。
  • 作者(Author): 楊俊哲

    摘要:為解決淺埋煤層8.8 m特厚煤層一次采全高安全高效開采的問題,以上灣煤礦首個8.8m超大采高綜采工作面12401工作面為研究對象,利用數值模擬、現場實踐以及工程類比等手段,在設備配套、圍巖控制、回采技術以及信息化方面進行技術攻關,形成了一套8.8m超大采高一次采全高綜采關鍵技術。實踐證明:采取的巷道支護、采場礦壓監測、三角區頂板控制、支架自動增壓補液、防片幫、防漏矸、回采工藝、工程質量控制以及信息化等技術,保證了綜采面安全高效回采。8.8m超大采高一次采全高綜采設備選型及配套合理,不僅能夠滿足綜采面生產、支護以及運輸需要,而且生產能力顯著提升。該綜采工作面與同煤層7 m大采高綜采工作面相比,可多回收煤炭405萬t,采出率提高了20.2%。該成套裝備、工藝及關鍵技術的研發和應用,為類似條件下特厚煤層的開采提供技術指導和借鑒。[
  • 作者(Author): 范志忠, 潘黎明, 徐剛, 尹希文

    摘要:針對高強度開采工作面礦壓顯現劇烈,難以精準預測,圍巖控制手段薄弱等一系列技術難題,提出基于頂板狀態動態感知、片幫形態實時判識及采場多源監測信息相融合的智能化工作面圍巖災變預警策略;開發了工作面頂板狀態實時監測與動態感知技術,實現了頂板來壓位置、持續時間及來壓強度的模式識別;研發基于大數據平臺的礦壓數據智能自學習技術,結合巖層柱狀圖可實時反演覆巖關鍵層斷裂、結構形成及失穩等狀態,實現工作面頂板大面積來壓的精準預測;研發基于三維激光掃描的煤壁穩定性判識技術,可實現煤壁位移變化及節理裂隙演化進程的高精度監測,還可對煤壁失穩后片幫體的形態、位置及片幫強度實現定量化描述,突破以往工作面大面積來壓和煤壁片幫無法準確預測的難題;進一步將采煤機割煤速度、支架工作阻力與瓦斯體積分數等采場多源監測信息相互融合,構建工作面回采工藝與煤壁片幫、瓦斯不均衡涌出、頂板大面積失穩垮落耦合聯動的智能感知系統;該技術思路在陽煤集團寺家莊礦15106智能化超長工作面得到成功驗證,保障了工作面安全。
  • 作者(Author): 劉俊峰, 唐恩賢, 許永祥, 張玉良

    摘要:針對黃陵礦區及條件類似工作面大采高智能化開采煤壁控制現狀,尤其是在片幫預警、智能控制等方面的難題,考慮智能化開采和綜合機械化開采的工藝區別,從工作面設計、工作面設備參數確定、護幫參數優化、傳感器方案、控制方案等5個方面,在預防、發展、防護3個階段進行考慮和設計智能化開采煤壁控制方案。優化了液壓支架護幫機構及護幫控制方式,設計了護幫板精準控制工藝,建立了基于片幫影響因素的工作面煤壁片幫預警模型,提出采用視頻監控、太赫茲掃描和人員定位技術,結合工作面設備集中控制系統的工作面片幫防護體系,形成了大采高智能化開采煤壁全過程精準控制技術。將片幫控制技術納入工作面智能化開采控制系統,有效解決了智能化開采煤壁控制難題,支架工由5人操作減少為無人操作,1人巡視,在黃陵礦區二號井順利實施了大采高智能化開采,工作面年產量達到600萬t。
  • 作者(Author): 張樹生, 馬靜雅, 岑強, 朱宇昌

    摘要:針對煤礦井下綜采工作面生產安全、設備運行狀況監測等問題,設計了一種柔性軌道式綜采工作面巡檢機器人系統。重點介紹了該機器人系統的組成結構,分別論述了巡檢機器人本體、基站和遠程工作站的設計方法,闡述了適用于工作面狹小空間、多彎曲度的柔性軌道組成和結構設計,最后介紹了包括多機器人協作方法等巡檢機器人系統的控制軟件設計方法。研究表明:該巡檢機器人系統監測功能齊全、適應能力強,解決了在煤礦井下工作面有限空間內、復雜工況下的生產監控問題。
  • 作者(Author): 牛劍峰

    摘要:針對綜采工作面采煤機自動控制和工作面自動找直等技術難題,分析了現有技術存在的局限性及其缺陷,介紹了傳統作業模式,提出了傳統設計思維模式存在的問題。將應用技術與現場環境相結合,提出了一種解決煤巖界面識別和工作面直線度檢測問題的離線控制系統,提出了基于在工作面上風頭工作的懸掛式軌道視頻巡檢系統技術方案,介紹了現有常用的礦用巡檢裝置結構形式,進行了視頻巡檢裝置結構設計,詳細描述了視頻巡檢裝置工作原理及其應用模式。使用視頻巡檢裝置對煤壁拍攝圖像,通過圖像灰度識別技術進行煤巖界面辨識與測量,實現采煤機基于煤巖界面數據驅動的自動控制。使用視頻巡檢裝置對工作面液壓支架上設置的標簽拍攝圖像,通過視覺測量技術進行工作面直線度檢測,實現液壓支架基于工作面直線度檢測數據驅動的自動找直控制,從而解決綜采工作面無人化的煤巖界面識別和工作面直線度檢測2個技術難題。隨著綜采工作面無人化技術的不斷突破與成功應用,也必將推動綜采工作面無人化技術的發展與應用。
  • 作者(Author): 蘇穎, 李梅, 智寧, 毛善君

    摘要:針對傳統地圖瓦片傳輸煤礦一張圖空間數據存在定制化顯示困難、數據加載不均衡、時間過長等問題,結合煤礦一張圖空間數據特點,在分析矢量地圖瓦片劃分和渲染過程的基礎上,發現數據不均衡現象導致瓦片加載效率低,提出了基于數據均衡的非均勻矢量瓦片構建方法。將瓦片劃分分解為初劃分和再劃分2個部分:初劃分時,對數據量小于閾值的區域不再產生瓦片,在地圖渲染時將直接調用該區域現存縮放層級最大瓦片;再劃分時,對初劃分所得瓦片集中不符合要求的瓦片進行四等分,使瓦片數據量更均衡。以此保證地物密集區域瓦片劃分更細膩,地物稀疏區瓦片格網劃分更粗糙。對比了均勻矢量瓦片、要素簡化后的均勻矢量瓦片及基于數據均衡的非均勻瓦片的加載效率。原始數據為356 MB,137個圖層。試驗結果表明,煤礦一張圖數據均衡多尺度瓦片與要素簡化后的均勻矢量瓦片對比能夠加載速度提升2倍以上,可大幅優化用戶體驗。

主辦單位:煤炭科學研究總院出版傳媒集團 中國煤炭學會學術期刊工作委員會

©版權所有2015 煤炭科學研究總院出版傳媒集團 地址:北京市朝陽區和平里青年溝東路煤炭大廈 郵編:100013
京ICP備05086979號-16  技術支持:云智互聯
147期红心水论坛