2024年4月1日发(作者：)
煤矿智能矿山自动化开采技术与应用发布时间：2022-05-30T08:28:39.242Z 来源：《科学与技术》2022年第30卷第3期 作者： 毛翠[导读] 伴随国民经济的发展，能源与环境问题愈发突出。当前我国对能源需求量空前提高， 毛翠 钱营孜煤矿改建项目部 安徽 宿州 234000
摘要：伴随国民经济的发展，能源与环境问题愈发突出。当前我国对能源需求量空前提高，而作为新能源代表的水能、风能、核聚变能及地热能等受限于现阶段开发技术，无法支撑我国经济、科技等发展。虽然，近年来，煤炭在我国能源结构中占比不断降低，但缓慢下降趋势表明，煤炭短期内仍是无法被取代的资源。基于此，以下对煤矿智能矿山自动化开采技术与应用进行了探讨，以供参考。 关键词：煤矿智能矿山；自动化开采技术；应用引言 社会经济快速发展也促使现代化的科学技术不断进步，自动化技术的领域也不断扩宽，给智能矿山的煤矿自动化技术创新带来了一定的机遇。依据科技的手段对煤矿自动化技术实施创新化的管理，需要用科学的决策内容指导技术创新过程，并结合智能矿山的背景全面发展。智能矿山是结合计算机技术，信息技术，空间地理信息技术和数据仓库技术等综合性的技术为基础，实现对矿山的自动化管理，并结合矿山的基础资料和设施器材，针对矿山环境的数据采集和利用，做出煤矿自动化技术管理工作，矿山的安全生产提供技术支持。1智能矿山建设总体架构 智能矿山是一个能够为矿山安全生产各种决策提供智能服务的智能机构。采用通信网络、大数据、云计算、计算机控制软件等，综合运用数据采集、自动控制、智能决策和数据通信等技术，使矿山成为有机整体，实现地下生产中较少人参与，实现了整个表面过程的自动化，并整合了生产管理和控制，使整个矿山具有学习、分析和决策的能力。本文在深入研究的基础上，提出了矿山智能化建设的总体框架:第一，构建了具有虚拟化和资源共享技术的云智能平台、多网络综合数据高速公路和综合智能管理控制平台；二是构建智能化地下采矿系统；三是对表面贴装辅助系统、物流管理控制系统、高压电网系统进行智能化升级改造。图1显示了该铁矿智能矿山建设的总体框架。2煤矿企业智能矿山自动化设计的整体思路 在煤矿企业，智能矿山自动化设计的过程当中，需要综合考虑信息化的技术手段，对于企业生产的帮助，结合煤矿企业生产经营的具体情况，要实现信息技术全面的覆盖。智能矿山背景下，煤矿企业信息化建设需要依据一定的设计框架，按照这个总体思路，实现信息化管理。这个框架主要结合矿山的具体经营情况，按照网络格式划分成两类。第一类是基于工业的基础构建的自动化综合平台，将传统的煤矿信息化建设作为重要的组成，实现自动化的设计。第二类是构建集团企业网并结合综合业务管理平台做出具体的分析，了解具体的网站内容，实现信息化的管理。首先，自动化的平台建设是基于煤炭企业自身的发展来说，实现生产管理的最佳需要，也是满足国家各级安全管理部门的要求所在。在一定程度上，他会解决自动化过程的各个环节，实施生产设备的监控和安全因素的监控，主要用于工控技术领域。其次，煤矿综合业务管理平台建立，在集团统建业务系统上，结合具体的管理需要，实现科学化的办公管理，确保集团业务系统实现有效对接与业务协同。最后，综合自动化的信息以及综合业务的管理平台需要，在煤矿安全生产预警分析平台中实现。这也是集合多种手段进行的安全生产管理环节，以提高煤矿安全，便于综合的生产管理能力提升是一种创新的模式。3煤矿智能矿山自动化开采技术与应用 3.1工作面设备控制技术 通过在工作面安设无线通讯设备，实现集中控制器对采煤机、支架和输送机远程控制。采煤机根据开切眼记忆轨迹进行割煤，记忆轨迹可由集控器重新设置。同时，改造了采煤机电控系统，加装了定位、倾角、采高传感器和煤岩识别设备，数据经集控系统处理后传至支架电控系统，完成跟机移架作业。采煤机在工作面行走时根据监测D齿轮脉冲来确认煤机位置，以支架编号来确认煤机位置，精确到0．1支架。在左右牵引部上安装有复位传感器，在机头尾过渡槽帮上焊接有复位磁铁，当煤机行走靠近磁铁时系统监测到复位信号，自动修正采煤机位置，为两端极限位置停机提供保障。液压支架均安装了红外发射器，配合煤机定位传感器，使集控系统对采煤机精确定位并控制直接提前收起或追击伸出护帮板。转载机设有负荷传感器，当载荷量过大时，集控系统接收数据，对刮板输送机发出停机命令。 3.2综合自动化应用 综合自动化应用是指根据煤炭自身生产管理的发展状况以及实际需要，结合有关部门的要求，实现的建设过程。这个应用主要用于解决生产安全过程中的自动化监控，同时，要监控安全因素，利用多种物联网工控技术实现科学化的监控并制定安全剂量监测系统，人员定位系统和自动控制系统，全方面的保证应用的质量安全。 3.3井下电机车无人驾驶运输系统 虽然近年来地下矿山无人驾驶电力机车运输技术取得了很大进步，但我国使用无人驾驶电力机车的矿山仍然很少，在废旧矿山推广应用无人驾驶电力机车技术方面仍存在一些问题。该矿积极探索开发了地下245m轨道交通中段电力机车无人智能交通系统，并在实践中成功应用，实现了矿井一对多远程充电、自动车辆运行、实时监控、智能交通规划、设备预防性维护等在地表中央控制中心的功能。首先改造电力机车车身，在原有电力机车基础上添加智能遥控装置，并将遥控继电器接口引导至远程板上控制面板，包括手动(自)信号、升降信号、旋转速度信号、气囊压力和制动缸压力信号、电机温度信号、制动开关位置信号以及就地松开制动。二是研究开发用于监控和远程控制所有电动机车运行的电动机车自动运行系统，设计精确定位和自动保护车辆的功能，为无人驾驶提供电动机车自动运行方案。最后，协调远程测距系统、信号采集闭环控制系统、矿石配送系统和智能控制的研究与开发，实现电力机车的无人自动运行。目前，两列电力机车配备了11台收割机，可同时在矿区的9个矿务护照和1个卸货站之间正常运行，日运输量达到8000吨以上。
3.4视频监控技术 为实现无人操作设备作业，分别在液压支架、采煤机机身和摇臂、刮板输送机机和机尾以及马蒂儿安装可转动监控摄像头。具体技术如下:①每隔4架液压支架安装1个可转动监控摄像头完成对工作面无死角监控，同时，每隔10架液压支架安装一个红外传感器，在摄像清晰度差时，完成采煤机红外辅助成形;②采煤机上摄像头用于对机身核心部位、摇臂实时监控以及补充机身前方工作面视频影像，摄像头由集控系统控制随采煤机运行转动;③输送机和摄像头主要用于监控煤流状态和是否有无法运输的大块煤。
3.5主井提升远程智能控制技术 将振动传感器和温度传感器安装在举升发动机、主轴和绳盘等关键部件中，在配电室、电动开关柜、操作控制台和电机等关键部件中安装烟雾传感器，并将原有制动间隙、制动挠曲和机油压力等监测数据上传到举升机电气控制系统中，实现智能监测和预警。设置卸料站起重机械的智能遥控，优化主起重机械、锁紧保护和安全回路的现有控制系统，实现主起重机械的集中遥控，结合主起重机械驱动装置和卸料装置。优化电子控制程序和爬电时间，实现升降全过程的全自动模式。司机只需监测设备参数而无需人为干预。最后，主轴升速可达10.05m/s，卸载和下降时间为125 s，加载和上升时间为115 s，整个循环时间为4分钟，卸载时间可达每小时15次，排水沟可运行37 t，大大提高了运行效率。结束语 采用现代信息技术，在保证安全和质量的前提下，加强对露天矿初步规划的分析，进行科学准确的计算，进行机械自动运行和技术创新。加强矿山项目信息管理，有效遏制各类潜在安全风险，提供有效的风险规避措施。利用现代信息技术进行实时状态护理，加强应急管理和风险调查。搞好自动应用技术的矿山信息采集，通过对国内外煤矿安全事故的比较分析，找出存在的问题，消除潜在的安全隐患，为机械矿山自动工程建设安全屏障。参考文献[1]白宇,刘晓婷.为矿山建设打造“智能引擎”[N].中国电力报,2021-09-11(008).
[2]尤占一,马超,江洋,刘云鹏.智能矿山建设规划策略研究[J].科技创新与应用,2021,11(23):67-69.
[3]杨宏.智能矿山建设背景下采煤机关键技术研究[J].内蒙古煤炭经济,2021(14):75-76.
[4]房立东.基于智能矿山的煤矿机电技术管理创新[J].内蒙古煤炭经济,2021(14):154-155.
[5]白建军.矿山自动化采矿技术应用研究[J].内蒙古煤炭经济,2021(03):52-53.
