薄煤层智能回采系统关键技术研究

介绍了国内外薄煤层智能化回采技术发展概况;重点阐述了液压支架全工作面跟机智能化技术、采煤机全工作面智能切割技术、工作面视频监控技术、液压支架电液控制技术、工作面直线度控制技术、智能化远程集控技术、智能化集成供液控制技术、超前支护智能控制技术等薄煤层智能回采系统关键技术原理;针对目前矿井薄煤层回采存在开采难度大、经济效益低、资源采出率低等问题,从采煤机三维智能定位、煤岩界面智能识别、液压支架智能控制3个方面探讨了薄煤层智能回采系统关键技术的发展趋势。     

薄煤层综采工作面自动化技术综述

分析了国内外薄煤层综采工作面自动化技术的发展现状,介绍了薄煤层综采工作面自动化系统结构、采煤机自动化控制技术、液压支架电液控制技术、刮板输送机自动化控制技术及采场空间环境可视化监测技术,指出了薄煤层综采工作面自动化技术的发展趋势:采用先进工艺提高采煤机、液压支架等设备的工作可靠性;提高薄煤层综采工作面自动化系统的自动化程度,完善控制系统与故障诊断系统,提高对各种采煤环境的适应能力;从有链牵引向无链牵引及电牵引方向发展;进一步研究综采工作面可视化监测系统。     

MG500采煤机液压系统制动装置的改造

某矿业公司第一套薄煤层MG500采煤机受机身矮、体积小的限制,无法安装油箱和油泵,液压系统只能使用采煤工作面的乳化液为动力液,但系统元器件无法适用于乳化液系统,导致采煤机经常出现制动装置抱闸、机组不能行走等故障。针对这一问题,文章提出了对该采煤机液压系统制动装置的改造方案,用液压支架上常见的元器件代替原来的进口器件,使之能适应乳化液系统。实际应用结果表明,改造后的采煤机运行稳定、可靠,事故率大幅度降低,维护便捷。     

大采高智能化综采装备关键技术研究

为了保障智能化综采装备安全高效运行和智能化综采技术常态化应用,以陕西黄陵二号煤矿有限公司大采高综采工作面为例,针对采煤机、液压支架、视频系统等智能化综采装备,重点研究了采煤机精准调高传感器及其保护装置、机械和液压系统可靠性、CAN总线通信隔离、远程启停控制、外喷雾装置,液压支架压力及行程传感器、推溜控制,视频系统高性能广角摄像仪和多角度调节安装架等关键技术,从而不断提升大采高智能化综采装备的可靠性和监控精准度。     

极薄煤层综采技术的研究与应用

介绍了我国极薄煤层采煤技术的现状,指出现有的综采设备不适用于极薄煤层开采;介绍了适合极薄煤层综采的新型采煤机、液压支架、刮板运输机的结构、性能特点,提出了极薄煤层综采工艺。实践表明,该新型极薄煤层综采装备与综采工艺有效提高了采煤效率,创造了很好的经济效益,但还需进一步研究爬底式采煤机滚筒可调高技术、如何减少端头开缺口的工作量以及极薄煤层工作面的自动化技术。     

液压支架初撑力手动增压装置设计与应用

针对液压支架初撑力不足导致的工作面顶板过早离层、切顶线前移和煤壁片帮等安全问题,设计了一种液压支架初撑力手动增压装置。该增压装置与原升架液压系统的液控单向阀并联,在不影响正常升架的前提下通过手动操作补液增压,提高支架初撑力。对应用手动增压装置前、后的增压控制回路进行AMESim建模及仿真,通过对比分析发现,手动增压装置的增压效果明显;在某煤矿工作面ZY8500/21/45D型支架上进行现场试验验证液压支架初撑力的增压情况,结果表明,该手动增压装置能够显著提升支架初撑力,满足煤矿开采需求。     

薄煤层无人工作面自动化开采技术应用

针对某矿薄煤层保护层安全高效开采的需求,提出了对其2号薄煤层进行上保护层无人工作面开采的设计方案;根据2号薄煤层22201首采保护层工作面的实际情况,给出了22201无人工作面的采煤机、液压支架、刮板输送机的配套选型,详细介绍了22201无人工作面自动化控制系统的网络结构及采煤工艺。现场工业性试验结果表明,该方案可自动完成割煤、移架、推刮板输送机和顶板支护等生产流程,实现了薄煤层工作面的自动化开采。     

液压支架控制器自动化检测装置研究

针对煤矿液压支架控制器检测过程中存在测试效率较低的问题,设计了一种液压支架控制器自动化检测装置。该装置实现了液压支架控制器功能、性能和可靠性的自动检测,提高了液压支架控制器的检测效率、软件适应性能和产品质量,对液压支架电液控制系统的发展起到了积极的促进作用。     

浅谈4×550型支撑式液压支架的改造

为使引进的4×550型支撑式液压支架适用于充州矿区,对该支架进行了结佝上的改造,较详细地仅述了探梁、顶梁、側护板、掩护梁、立往、推移装置、液压系统的改造。     

综采工作面尘源跟踪高压喷雾降尘装置的设计

针对综采工作面除尘效果不理想的问题,提出了一种综采工作面尘源跟踪高压喷雾降尘装置的设计方案。该装置工作原理:当安装在液压支架上某一位置的红外接收器检测到安装在采煤机机身上的红外发射器发射的红外信号后,该位置的高压喷雾控制器将相应的位置信息上传给主控制器,由主控制器将该位置信息下传给所有联机的高压喷雾控制器,高压喷雾控制器根据主控制器设定的程序和参数,判断是否打开其所带的电磁阀,再由电磁阀控制洒水喷头喷雾降尘。实际应用表明,该装置运行良好,达到了预期目标。     

跟机自动化中采煤机自动控制方法研究

给出了采煤机自动控制系统结构;介绍了采煤机自动控制的实现:采用全截深双向跟机自动化割煤工艺和采煤机记忆截割技术,通过定义采煤机的位置参数和采煤机记忆截割参数表、液压支架跟机操作状态表,实现1个采样间隔长度内采煤机割煤流程,针对煤层条件突变采用基于人工免疫的方法处理;研究了基于灰色系统理论的采煤机自动控制优化方法。测试结果验证了该方法的可行性。     

薄煤层自动化采煤机控制系统的研制

薄煤层开采一直成为长期困扰我国煤炭行业的一个难题。为了彻底解决薄煤层的开采问题,必须在自动化采煤方面下功夫。而自动化采煤的核心就是采煤机的自动化,但采煤机的自动化又取决于采煤机的控制系统。因此,研制高可靠性的薄煤层自动化采煤机控制系统势在必行。本文结合实际情况,对薄煤层采煤机自动化控制系统的研发进行了探讨。     

综放工作面煤矸自动识别系统设计及应用

提出了一种基于振动信号的综放工作面煤矸自动识别系统,介绍了系统结构及工作原理,重点阐述了煤矸识别设备的软、硬件设计方案及煤矸识别算法。该系统由煤矸识别设备依据煤与矸石跌落到液压支架上时的振动信号不同来辨识煤矸,液压支架电液控制器根据辨识结果控制液压支架动作。该系统在某煤矿进行了煤矸的可辨识性和自动放煤过程的可控性测试,并已应用于部分煤矿,效果较好。     

电力载波通信的喷雾降尘控制系统设计

基于电力载波通信设计了喷雾降尘控制系统.以ATmega88单片机作为主控制器,根据采煤机和支架工作产生煤尘的状况自动调节喷雾模式.该系统具有LED照明功能,耗电低,寿命长,耗水少,降尘效果明显.     

倾斜煤层水力冲孔有效影响半径数值模拟研究

针对目前水力冲孔技术研究较少考虑倾斜煤层水力冲孔卸压范围随方向变化的特点及煤层倾角对水力冲孔卸压有效半径影响的问题,以某煤矿3号煤层为研究对象,利用多物理场耦合数值模拟软件COMSOL Multiphysics对倾斜煤层水力冲孔有效影响半径进行了数值模拟,研究了不同方向上的钻孔有效抽采半径。数值模拟结果表明:在冲孔作用下,抽采影响范围随抽采时间的增加而不断扩大,但扩展速度随时间下降;在冲孔卸压作用下,煤层渗透性大大增加,钻孔周边影响范围呈近似椭圆形分布;连续抽采90 d后,上部方向的影响半径为6 m左右,下部方向的影响半径为4 m左右,水平方向的影响半径为5 m左右;为了确保抽采达标,该煤层水力冲孔钻场横向钻孔布置间距设定为3.5 m左右,纵向钻孔布置间距为4.0 m左右。该研究结果对于优化水力冲孔工艺参数、指导抽采钻孔的准确布置、提升矿井的瓦斯治理效果具有重要的现实意义。     

液压支架工作状态模糊识别系统研究

针对目前综采工作面液压支架压力监测系统只能监测综采工作面压力,不能对液压支架工作状态进行识别的问题,设计了一种液压支架工作状态模糊识别系统。该系统可对现有的综采工作面液压支架压力监测系统监测到的压力数据进行模糊识别,根据模糊识别输出值即可判断液压支架的5种工作状态,即降架、移架、升架、增阻、卸压保持;当液压支架处于增阻工作状态且增阻时间过长时,该系统可及时通知液压支架操作工增大液压支架压力,辅助实现顶煤破碎。测试结果验证了该系统的可行性。