智能化技術在煤礦工業的應用

時間:2022-12-02 08:32:16

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智能化技術在煤礦工業的應用

摘要:隨著近些年來我國科學技術的持續發展,我國煤礦工業已經逐漸應用了高端技術及智能化裝備,提高了煤炭工業的自動化程度和安全系數。本文主要探究了現階段我國煤礦工業中智能化開采的現狀及特點,再結合實際情況,簡要敘述了智能化技術煤礦工業中的應用。

關鍵詞:智能化技術;煤礦工業;特點;具體應用

我國現存的煤炭資源十分豐富,是目前我國重要的基礎能源之一。由于煤炭資源屬于不可再生能源,對煤炭進行勘查和開采具有一定的系統性和復雜性,在煤炭開采過程中應用智能化技術,可以保障煤炭開采設備充分發揮出其自身作用。同時可以解決煤礦在開采過程中所出現的沖擊地壓、礦井漏水、瓦斯泄漏等問題。如此可以得知,煤礦工業中智能化技術的應用是未來我國煤礦由粗放生產到精細化轉型的必然趨勢。

1推動中國煤礦智能化建設與發展

眾所周知,中國煤炭資源在不同地區的開采上有著非常明顯的差別。開采時不僅要保證特厚煤層開采相對穩定的煤炭資源,而且要確保地質條件相對較差的薄煤層得到有效開采。尤其是一些老礦區,本身的地質條件十分復雜,有多種不同的災害類型,加上開采時機器自動化程度較低,這給采礦的整體工作帶來了難度。因此,煤礦開采的相關管理人員必須不斷加快煤炭生產方式的改革與創新,科學合理地使用先進的技術和設備,通過資源合理消耗和勞動力合理消耗,實現煤礦智能化經濟高效的開采。在新的時代背景下,煤炭生產企業與智能技術有效結合,逐步實現煤礦智能化基礎設施建設,通過生產全過程逐步實現智能化操作管理,不但從根本上保證了煤礦開采整個生產過程的低耗、低排放,而且對煤炭工業的生產和發展具有重大意義。對煤礦信息基礎設施進行升級改造,包括傳感器、攝像機等信息傳感設備,包括地下傳輸網絡、數據中心等信息服務設施。與此同時,提出了工作面有人巡邏、無人操作的智能采礦工作模式,實現減少人力、提高效率的基本發展目標,確保最終的智能化開采的應用效果[1]。

2現階段我國煤礦智能化開采的現狀及特點

2.1我國煤礦智能化開采的現狀

目前我國煤炭工業自動化綜合管理技術,主要通過智能化技術的應用改善煤炭工業生產中的挖掘機械,但是隨著我國煤炭生產行業不斷向高水平發展,自動化綜合管理技術的控制水平和控制規模的要求也逐漸提高,加速了我國煤炭工業中機電智能化技術的進步。但是我國煤炭工業自動化綜合管理技術與西方發達國家還具有一定的差距,因此如果想要提升我國煤炭開采生產過程中的安全性,為煤炭工業創造更大的經濟效益,那么就需要不斷對自動化綜合管理技術進行改善和創新。

2.2我國煤礦智能化開采的特點

目前我國煤炭開采過程中所使用的井下智能化設備,主要有刮板運輸機、采煤機、帶式輸送機、液壓支架等,同時煤炭開采過程中自動刨煤設備主要有刮板輸送機、刨煤機、薄煤層液壓支架等。這些智能化設備可以充分地提高煤炭生產工作中的生產效率,同時還可以保障煤炭生產作業中的安全性能。在對煤炭資源進行輸送的過程中,煤炭工業通過應用智能化綜合管理技術可以更好地對煤炭進行清洗和選擇,可以有效地提高煤炭在生產過程中的應用價值和利用率,為煤炭工業在經營發展中創造更大的經濟效益[2]。

3我國煤礦工業中智能化技術的具體應用

3.1煤礦軌道交通智能監控與調度系統

從目前的角度來看,煤礦軌道交通智能監控與信息共享將成為未來軌道交通監控調度系統的發展趨勢。具體地說,信息化在軌道交通監控調度系統中得到了應用。根據煤礦井下軌道交通的實際情況,相關技術人員設計安裝了一套信息化的煤礦軌道交通監控管理系統。該系統具有較強的實用性,以精確的機車定位系統和機車實時監測及信息識別系統為基礎,采用合理有效的技術手段,優化軌道運輸進路選擇和區間閉鎖,以保證軌道運輸的安全和機車的實時采集。

3.2智能記憶切割技術的應用

在煤礦工業生產中所應用的智能記憶切割技術是將人工智能化與自動化采煤機示范刀充分融合,通過智能記憶切割技術便可以學習和記憶傳統人工在割煤過程中的循環操作。該功能在應用中可以應用位移型調高油缸或自動化采高軸編碼器,在煤礦工業中實現自動定位工作面采高,通過智能化技術與大數據技術相結合,還可實現該裝置在煤礦作業面上自動定位工作面位置。

3.3人工遠程干預控制技術的應用

在煤礦工業生產中所應用的人工干預控制技術,主要是利用網絡技術、通信技術、電子技術、大數據技術、智能化技術等,借助一體化軟件平臺監測工作設備數據庫,進而對煤礦工業生產實現遠程化控制。通過人工遠程干預控制技術可以對煤礦生產中的一體化煤機遠程控制系統、煤礦工作頁面輸送控制系統、煤礦工作平臺供電系統、煤礦開采5G通信控制裝置、煤礦工業超前支架控制系統、煤礦開采平臺泵站控制系統等進行統一控制,協調好煤礦各個操作平臺及系統之間的關聯性,提高煤礦設備的工作效率[3]。

3.4視頻監控技術的應用

在煤礦工業生產中所應用的視頻監控技術,主要將視頻監測系統與煤礦工業生產預警系統相結合,進而在煤礦工業生產中24h監控煤礦機電設備的運行狀況和煤礦內部煤層傾角所發生的變化,操作者通過視頻監控系統便可以在第一時間掌握煤礦工業生產中傳感器的運行狀況,以及煤礦開采中的煤層進展,保證煤礦開展工作的順利進行。

3.5智能化綜合技術的應用

由于地質條件的復雜性,煤礦工業生產中各種災害事故也越來越多。所以在引進智能采煤技術時,要結合當地的具體情況,建立一套綜合性的安全保障機制,再根據收集的數據和相關信息進行效益分析,提高智能采煤的水平。通過智能化開采控制裝置的應用,有效地解決了單機開采的傳統思想,并在此基礎上建立了一套以系統化、通用性和網絡化信息綜合評價為核心的可視化控制裝置,為煤礦開采智能化奠定了堅實的基礎。將采煤機、液壓支架、刮板輸送機、轉載機、皮帶輸送機、大電流送煤機、供電系統等結合成統一的整體,并根據實際情況和控制內容,掌握決策模型和決策結果,確保礦井設備穩定、一體化安全持續的運行。

3.6瓦斯排放監測系統

目前中國的煤炭開采方式以深井為主。在相對封閉的空間(如深井)遇到明火或高溫熱源,極易發生爆炸,造成人員傷亡。與此同時還需要進行后期處理,嚴重影響了采礦進度。目前,采煤機智能技術的發展方向是采用預先設定的程序和指令,使系統能夠感知地下環境,通過互聯網技術將信息傳送到地面控制終端,使采煤機的智能化發展方向是:利用預先設置的程序和指令,使系統能夠感知地下環境,通過互聯網技術將信息傳送到地面控制終端,這樣工作人員就不必進入地下,迅速了解具體的地下情況,并根據實際情況制訂最佳的開采方案。瓦斯災害防治是保證煤礦安全生產的首要條件,是最重要的任務之一。而排水是實現瓦斯災害有效控制的重要措施之一,但要將現有的瓦斯排放監測系統應用起來,現有的監測參數還不夠全面,對瓦斯抽放系統的安全保護作用不大,整體能耗大,運行效率低。為徹底突破傳統條件下的限制,采用單一的控制方式,可結合泵房氣體運行的具體情況,合理應用計算機、自動化和智能控制技術和系統,推動無人值守氣體泵房的建設與應用。智能技術的提出與應用,不僅能實現瓦斯災害的實時、有效的監測,而且能盡可能地避免重大災害和事故,真正實現無人值守的發展模式。智能檢測系統還能適當減少人力投入,提高日常工作效率,保證設備的使用壽命。另外建立和應用煤礦智能系統的過程中,主要以檢測功能作為煤礦智能系統的基本組成部分,通過合理規劃合理使用,實現了煤礦開采的智能化。其最明顯的優點是開采系統具有獨立的知識庫,知識維護相對方便,推理也比較簡單。在實際應用過程中,不需要精確的數學模型就能實現系統的合理應用,在實際應用中煤礦智能化系統主要由數據采集、現場監控和遠程監控等組成。第一,在進行數據分析語言檢測環節,一般都由智能模塊直接構成。在應用過程中,這些模塊可以有效地實時檢測和分析傳感器的整體狀態。并利用該系統可直接將這些數據通過通信模塊發送到計算機上,從而實現合理的控制;第二,在現場監控環節,主要包括CPU控制、管理控制軟件等部分,這些主動技術手段在應用過程中,由于大部分都有自動監測系統的支持,所以可以直接對由模塊傳輸的各種數據進行分類、集成和分析。通過對數據的分析,可以提出有針對性的解決方案,同時實現了高效的數據記錄與存儲。

4結語

在煤礦工業生產中所應用的智能化技術,是結合自動化、無人化、信息化、數字化等特征,實現煤礦工業的高效有序運行。現階段所應用的智能化技術雖然在煤礦工業生產中取得了一定的成效,但還無法滿足當前煤礦工業高效生產的運行需求,加上我國多數煤礦生產區域地質礦井條件一般,還需要在現有智能化技術的基礎上建立可靠的運行軟件系統,進而實現多個子系統的高度耦合,推進煤礦工業智能化運行。

參考文獻:

[1]孫磊.淺析煤礦發展趨勢及EBZ型掘進機的改造[J].經濟與社會發展研究,(02):21.

[2]韓世杰.電氣智能化在煤礦生產中應用現狀分析[J].當代化工研究,(04):1-2.

[3]俞茜,陳洲.淺析煤礦工業以太環網的建設與應用[J].科技與創新,(12):1-14.

作者:高遠 單位:山西義棠煤業有限責任公司