煤矿智能化开采模式与技术路径

基于煤矿智能化发展现状与要求,系统阐述了煤矿智能化开采模式的定义、技术内涵与特征。针对不同煤层赋存条件,提出了薄及中厚煤层智能化无人开采模式、大采高工作面智能耦合人机协同高效综采模式、综放工作面智能化操控与人工干预辅助放煤模式、复杂条件机械化+智能化开采模式等4种煤矿智能化开采模式。根据截割工艺、工序与装备的差异,将薄及中厚煤层智能化无人开采模式细分为刨煤机智能化无人开采模式、滚筒采煤机智能化无人开采模式,详细阐述了滚筒采煤机定位导航与智能调高技术、半截深高速截割工艺等薄及中厚煤层智能化开采模式关键技术。分析了大采高工作面智能化开采的主要技术瓶颈,论述了基于液压支架与围岩耦合关系的围岩智能耦合控制逻辑、重型装备群的分布式协同控制逻辑等大采高智能化开采模式关键技术。分析了放顶煤工作面与一次采全高工作面智能化开采模式的差异,提出了基于时序控制放煤、自动记忆放煤、煤矸识别放煤等智能化放煤控制逻辑与工艺流程。针对复杂煤层条件,提出了采用局部智能化开采降低工人劳动强度、提高作业环境安全水平的技术思路。     

煤矿综采工作面智能化系统的设计

对高山煤矿综采工作面智能化技术进行了全面、系统的研究,重点阐述了综采工作面智能化控制系统技术方案及关键技术,介绍了综采工作面各个智能化控制系统的技术路线以及目前综采工作面智能化存在的问题。智能化控制系统实现了液压支架自动跟机、采煤机记忆截割、远程集控与监控等功能。     

矿井综采工作面智能开采系统建设与分析

随着智能化开采在我国煤矿的应用推广,多处煤矿智能化建设已经卓有成效。本文通过构建煤矿智能综采适应性评价指标体系,确定影响智能综采适应性的主控因素,实现对智能综采工作面开采效能和安全性的智能评价。许疃煤矿8224工作面智能化开采以采煤机记忆截割、液压支架自动跟机和可视化远程监控为基础,实现在地面调度指挥中心或井下智能化工作面集控中心对综采设备的智能监测与集中控制。本文以许疃煤矿8224工作面为例阐述了智能化开采关键技术在煤矿的应用效果,并对其当前智能化建设现状及问题进行分析研究。     

永智煤矿综采工作面智能化技术研究与应用

智能化无人开采是煤矿发展的趋势。文章以永智煤矿5101工作面为背景,对综采工作面智能化建设展开了分析探讨。通过采煤机智能控制系统、电液智能控制系统、集控系统、集成供液控制系统、工作面自动找直系统等实现了采煤机记忆割煤、液压支架跟机运行、自动补液、设备监控与故障监测,使工作面初步达到了智能化水平。     

煤矿智能化开采模式与技术路径

基于煤矿智能化发展现状与要求,系统阐述了煤矿智能化开采模式的定义、技术内涵与特征。针对不同煤层赋存条件,提出了薄及中厚煤层智能化无人开采模式、大采高工作面智能耦合人机协同高效综采模式、综放工作面智能化操控与人工干预辅助放煤模式、复杂条件机械化+智能化开采模式等4种煤矿智能化开采模式。根据截割工艺、工序与装备的差异,将薄及中厚煤层智能化无人开采模式细分为刨煤机智能化无人开采模式、滚筒采煤机智能化无人开采模式,详细阐述了滚筒采煤机定位导航与智能调高技术、半截深高速截割工艺等薄及中厚煤层智能化开采模式关键技术。分析了大采高工作面智能化开采的主要技术瓶颈,论述了基于液压支架与围岩耦合关系的围岩智能耦合控制逻辑、重型装备群的分布式协同控制逻辑等大采高智能化开采模式关键技术。分析了放顶煤工作面与一次采全高工作面智能化开采模式的差异,提出了基于时序控制放煤、自动记忆放煤、煤矸识别放煤等智能化放煤控制逻辑与工艺流程。针对复杂煤层条件,提出了采用局部智能化开采降低工人劳动强度、提高作业环境安全水平的技术思路。     

基于纯水液压技术的智能化开采技术研究及应用

哈拉沟22411综采工作面基于纯水液压技术的智能化开采技术的研究与应用,以纯水介质为液压动力核心,配套纯水制水设备、纯水液压泵站、纯水液压支架,解决了传统综采工作面液压油泄露造成的井下环境污染问题;依托信息智能化设备及手段,减少了综采工作面作业人员数量,保障了煤矿工人安全;实现了生产供电设备、纯水泵站系统、"三机"运输系统的集中化远程控制,采煤机的记忆割煤及液压支架自动跟机,完成多个自动化智能化系统的融合与应用,最终实现工作面绿色、智能、高效开采,为哈拉沟煤矿实现中级绿色智能矿山打下坚实的基础。     

煤矿井下智能综采体系在木瓜矿10-202工作面的应用

提出一种新的煤矿井下智能综采体系,通过对采煤机截割作业方案、支架跟机自动控制方案的优化,实现了井下液压支架自动跟机、采煤机记忆割煤,同时结合设备姿态反馈、工作面视频监控,实现在顺槽集控中心对采煤机、液压支架、乳化液泵站、工作面运输三机等自动化设备的“一键”启停、远程监控功能。根据实际应用表明,新的井下智能综采体系,将井下综采面作业人员数量降低了76.3%,将井下综采作业效率提升了79.5%。     

智能化无人开采技术介绍

<正>针对我国煤矿综采工作面生产过程复杂、开采装备系统庞大、作业环境恶劣等特点,天玛公司提出先实现"可视化远程干预型智能化无人开采"的技术途径:以实现综采工作面常态化无人作业为目标,以采煤机记忆截割、液压支架自动跟机及可视化远程监控为基础,以生产系统智能化控制软件为核心,实现在地面(巷道)综合监控中心对综采设备的智能监测与集中控制,确保工作面割煤、推溜、移架、运输、消尘等智能化运行,达到工作面连续、安全、高效开采。     

智能化高产高效综采工作面的研究与应用

以转龙湾煤矿23203智能化高产高效综采工作面的常态化应用为例,介绍了智能化综采工作面的建设方案和取得的实际效果。结合23203工作面实际情况,根据采煤机程序化+记忆截割、液压支架自动跟机降移升的速度,确定了智能化采煤工艺流程;实现了采煤机中部记忆截割和两端头程序化截割模式,液压支架在采煤机机身中部自动跟机移架,设备远程集控的智能化生产工艺。从生产效率和人员投入方面进行对比分析,得出智能化综采工作面在减人提效方面取得了一定成效。总结了下一步建设方向,指出要实现智能化开采常态化,需积极推进大数据的管理与研究     

安山煤矿智能化无人综采技术研究

以安山煤矿为工程背景,论述智能化无人综采技术的应用现状,通过对智能化无人综采技术的研究与实践,提出“可视远程人工干预+地面操控+井下巡检”的智能化无人综采技术,其主要关键技术为采煤机记忆截割与远程人工干预技术、液压支架跟机自动化与远程人工干预技术、工作面高清晰视频监控技术等。现场应用表明,智能化无人综采技术减员效果明显,大幅提升生产效率和经济效益,推动行业转型发展。     

特厚煤层智能化综放开采理论与关键技术架构

综放开采方法是我国特厚煤层矿区实现高产高效的主要技术途径,智能化综放开采是未来综放开采技术发展的重要方向。在分析千万吨级特厚煤层智能化综放开采技术和问题的基础上,围绕安全、高效、智能这一主题,综合考虑特厚煤层顶煤体和上覆岩层的相互作用,以掌握特厚顶煤冒放理论,实现综放工作面放煤智能化,降低含矸率、提高顶煤采出率为主导,提出要解决的关键科学问题和技术构想。针对综放开采存在的煤矸智能识别、智能放煤控制、“采-支-放-运”系统智能协调等主要难题,凝练出特厚煤层智能综放开采大尺度顶煤体破碎与冒放机理,特厚煤层智能化采放协调控制机理与方法,特厚煤层智能综放开采群组放煤过程控制原理三大科学问题。攻克特厚煤层群组协同智能放煤工艺决策技术,特厚煤层顶煤厚度与放煤量实时监测技术,冲击振动和高光谱融合的煤矸识别技术,多模式融合的智能化放煤装备及控制技术,综放工作面“采-支-放-运”系统智能协调控制技术五项关键技术。突破特厚煤层智能化综放开采技术与装备瓶颈,研发煤矸识别装置、开发智能放煤控制系统及软件,解决采放协调、煤矸识别、群组放煤等难题,创建年产1 500万t智能化综放开采示范工程。最终实现特厚煤层智能化综放开采,为我国特厚煤层的安全、高效开发提供可靠的技术支撑。     

综放工作面采放协调关系及智能装备研究

研究了综放工作面产能、时间协调关系并确定了相应的协调作业工作。在此基础上,通过获取实时煤量信息并传输至荷载监测平台,实现了采煤机速度及放煤口的联动控制;改进了精确控制放煤机构,提高了液压支架放煤机构可靠性和稳定性。研究成果对于推进综放工作面智能化生产、促进煤矿安全高效开采具有重要的实际意义。     

智能化综采工作面采煤机与液压支架协同控制技术应用研究

针对智能化综采工作面采煤机截煤与液压支架自动跟机移架协同效率低、经常需要人工干预等问题,依据工作面回采作业工序,将采煤机截煤与移架作业工序进行细化分解,重新对应匹配生成新的协同作业工序,同时增设协同作业操作控制逻辑,形成了采煤机与液压支架协同作业控制技术。通过现场应用,该技术能够有效减少人工干预,提高工作面生产作业效率,为井下采煤工作面自动化无人开采提供了技术支撑。     

薄煤层综采数字化无人工作面技术研究与应用

为实现薛村矿薄煤层94702综采工作面数字化无人开采,根据该工作面地质条件,介绍了采煤机、液压支架、刮板输送机三机设备选型过程;设计并实现了采煤机位置检测、记忆截割自动调高、运行状态实时监控以及液压支架电液控制系统的自动控制等功能。结果表明:通过采用合理的采煤方法和回采工艺,综采数字化无人工作面开采技术安全可靠,可实现自动完成割煤、移架、推移刮板输送机和顶板支护等生产流程。     

急倾斜俯伪斜长壁综采机械化研究

急倾斜煤层开采条件恶劣,国内外没有长壁综采成功的先例,通过采用俯伪斜综合机械化开采工艺,减小了工作面实际倾角,克服了传统采煤方式落煤飞矸窜入液压支架伤人的现象,采煤机、刮板输送机、液压支架配套中,建立稳定一致的梁端距以及通畅的行人通道是基本的要求,为此创新研发了菱形液压支架,导向输送机为采煤机提供割煤过程依托,论述了菱形液压支架及其与特型采煤机、输送机的配套关键问题,液压支架的调整能力是保证采煤推进过程中设备不下滑的基础。通过工程实际应用,急倾斜俯伪斜长壁综合机械化开采效果显著,是急倾斜煤层开采方式的重大突破,设备之间协调运转,顶底板维护良好,对复杂难采煤层综采技术具有重大的推动意义。     

特厚煤层大采高综放开采工作面的安全保障技术

通过对特厚煤层大采高综放面瓦斯分布、涌出规律及"三带"的研究,提出大采高综放面瓦斯等灾害治理新技术,为大采高综放面开采提供安全保障,改善作业环境,为实现大采高综放面安全、高产、高效提供技术支撑。     

煤矿智能化开采新进展

智能化开采是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑。经过多年发展,我国智能化开采形成了薄煤层和中厚煤层智能化无人操作,大采高煤层人-机-环智能耦合高效综采,综放工作面智能化操控与人工干预辅助放煤,复杂条件智能化+机械化4种智能化开采模式。为了解决工作面综机装备智能决策难题,研发了工作面智能协同控制系统,实现采煤机自适应割煤与自主感知防碰撞,基于煤流量智能感知的采煤机、液压支架、刮板输送机等综采装备的协同联动,工作面综采装备与端头和超前支架的联动控制。上述研究成果在陕北侏罗纪1.1 m硬煤薄煤层、金鸡滩煤矿8 m超大采高综采、金鸡滩煤矿9 m以上硬煤特厚煤层综放开采进行应用,效果显著,实现了陕北侏罗纪1.1 m硬煤薄煤层高效智能化无人开采,8 m超大采高工作面人-机-环智能耦合高效综采,9 m以硬煤上特厚煤层超大采高智能化综放开采。     

复杂地质条件下薄煤层综采技术的研究与实践

在峰峰矿区小屯矿4号煤层14459工作面试验中,针对煤层薄、断层多、顶板坚硬且破碎等复杂地质条件,采用大功率采煤机、高强度液压支架,爆破破底方法等,成功实现了平均厚度为1.1 m薄煤层的综采,取得了工效提高16.2t/工、成本降低5.8元/t、安全事故减少75%、产煤量增加1倍的较好经济技术指标,为峰峰矿区的薄煤层开采奠定了基础。     

重型综放工作面快速回撤与末采期顶板控制技术

为了研究重型综放工作面快速安全回撤技术,选取不连沟煤矿F6201工作面末采期为研究对象,采用理论分析和工程类比的方法,对重型综放工作面合理的支架工作阻力、放煤停止位置、快速回撤技术和回撤通道支护形式进行研究。结果表明：支架工作阻力满足15 000 kN,回撤通道与工作面放煤停止处的距离为25 m,采用小断面调节巷和高程测量法相结合的手段控制工作面顶底板标高以及回撤巷道选用锚网索和H型钢梁组合支护形式,能保证工作面安全回撤的同时提高回撤速度。     

王家山煤矿急倾斜煤层综放设备选型及回采工艺

为了确定急倾斜煤层走向长壁综放开采"三机"(液压支架、采煤机和刮板输送机)配套选型及安全可靠的回采工艺,针对王家山煤矿急倾斜煤层赋存条件及开采技术特点,采用三维数值模拟,分析了采场围岩与支架受力过程,顶板及顶煤破坏变形特征,结合工作面设备防倒防滑需要,初步确定"三机"选型。通过现场实践,确定了ZF4800/16/30型2柱支撑掩护式支架为主体的"三机"配套,总结出了由上向下割煤、由下向上推刮板输送机并移架、由下向上放顶煤的回采工艺。