試論智能化采煤裝備技術

侯金義

（山西寧武大運華盛莊旺煤業(yè)有限公司,山西 寧武 036700）

試論智能化采煤裝備技術

侯金義

（山西寧武大運華盛莊旺煤業(yè)有限公司,山西 寧武 036700）

本文的主要內容是闡述國內在智能化采煤裝備技術領域內的發(fā)展概況，針對我國采煤行業(yè)的實際情況進行具體分析智能化技術前景。同時，針對目前采煤裝備行業(yè)的無人化技術發(fā)展方向，對我國采煤行業(yè)的智能化發(fā)展提出了構想。具體來說，要實現煤礦的智能化開采需要掌握六項關鍵性技術與“三個感知，三個自適”技術構架，本文對此進行了詳細的介紹與分析。

智能化;采煤裝備技術;無人化技術

1 我國采煤裝備智能化技術發(fā)展及現狀

從發(fā)展歷史看，我國煤礦開采行業(yè)最初是全人力開采，隨著技術裝備不斷提升，在上個世紀80年代逐步實現半自動化開采，21世紀實現了全自動化開采，大大提高了整個煤礦開采行業(yè)的效率以及安全水平，目前，煤礦開采行業(yè)的發(fā)展方向是無人化智能開采，但是目前仍處于起步階段，相關的理論文獻等比較少，能夠實際應用于煤礦開采的智能技術裝備更是寥寥無幾。

1.1 采煤機智能化技術

在采煤機智能化技術領域，我國在國際上一直是緊隨國際先進水平的，甚至在某些領域是處于領先國際水平的，目前，我國已經完全掌握井下年采千萬噸煤炭技術，可以說我國的采煤機智能化技術緊隨時代潮流，發(fā)展速度十分驚人。2011年，我國更是掌握了采煤機智能化的關鍵性技術，主要包括：第一，采煤機截割滾筒記憶功能，可以自行識別截割路徑；第二，機載無線收發(fā)信號功能，此功能可以實現信息的遠程傳遞與操控，可以對設備的運行進行監(jiān)控；第三，參數的在線感知技術，可以進行設備參數例如機器運行參數以及故障參數等的自行調控，如果出現異常情況還可以對設備進行故障診斷及報警。該項技術隸屬于我國“863”重點項目“煤礦井下采掘裝備遠程遙控關鍵技術”。

1.2 液壓支架智能化技術

一般來說，只有電液控制系統(tǒng)技術有了新的突破才能進一步提升液壓支架智能化技術，兩者是相互依賴的。目前，國外主流電液控制系統(tǒng)主要有電液控制系統(tǒng)、電液控制系統(tǒng)以及電液控制系統(tǒng)三種類別，電液控制系統(tǒng)可實現的基本功能包括：單體支架或者群組支架的控制協(xié)調功能，例如自動放煤等，系統(tǒng)的自動診斷功能，可以及時進行故障排除，還可以實現遠程操作與控制功能。電液控制系統(tǒng)的以上基本功能，國內自主研發(fā)的電液控制系統(tǒng)已經可以全部實現，但是在功能實現的準確性與安全性上還是有提升的空間的。在液壓支架智能化技術上，存在的最大問題是不能將圍巖與支撐架的相互支撐進行進一步的融合與提升，因為液壓支架采取的是分布式組織，因此還需要進一步提升協(xié)同合作技術。

1.3 刮板輸送機智能化技術

刮板輸送機智能化技術的主要實現目標有：軟啟動、刮板鏈自適應張緊、自動監(jiān)控監(jiān)測技術。首先，軟啟動的主要實現是通過電動機、變頻機以及減速器進行協(xié)同調節(jié)，還有其他方式，例如電動機、減速器以及閥控充液型液力耦合器的協(xié)調作用等。優(yōu)點是可以較好的實現軟啟動控制，可以保證設備的正常安全運行，但缺點是成本比較高，性價比低。其次，實現刮板鏈的張緊自調控，主要是可以將刮板鏈的狀態(tài)信息進行感知和識別，然后將信息進行傳輸到PLC控制器，控制器對接收到的信息進行進一步處理與分析，然后通過智能化判斷對刮板鏈進行狀態(tài)參數的調控。利用互聯(lián)網系統(tǒng)將各個關鍵部件進行連接，實現信息的及時傳遞，如果出現故障問題，可以及時進行調節(jié)與控制，同時做到故障自動報警與自動處理，進一步提高了刮板傳送機的智能化技術。

1.4 帶式輸送機智能化技術

要實現大型帶式輸送機智能化技術要做到以下幾點：第一傳送機的軟啟動；第二實現傳送機的自適應張緊控制。目前，我國已經實現了雙電動機差動軟啟動傳動系統(tǒng)，優(yōu)點是軟啟動、軟停車，在較大范圍內可進行無極調速以及過載自動保護，成功實現了帶式輸送機智能化技術的關鍵一步，同時還可以降低成本、延長壽命，大大提高了輸送機的工作效率。關于傳送機的自適應張緊控制，可以通過液壓絞車自動張緊裝置來實現。目前，該技術可以實現200kN的張緊力，拉緊形成可以達到150m，可以實現自主化調控張緊。

2 智能化采煤裝備關鍵技術的突破方向

第一，液壓支架自適應控制技術。液壓支架自適應控制技術的關鍵在于提升液壓支架的智能化，保證支架在支護以及移步方面的智能化調適與穩(wěn)定，因為關聯(lián)支架控制器需要對群組液壓支架之間的協(xié)同作用進行調控與指揮，而對于單個液壓支架需要由液壓支架的控制器進行調控，也就是說整個液壓支架實際上是分布式的，分為單體液壓支架與群組液壓支架。該技術的發(fā)展現況是基本實現了程序上的自動控制，在無人條件下的自動化技術上還需要進一步提升。

第二，動力傳遞自適應調控技術。智能化采煤裝備對運行環(huán)境的要求比較高，需要對裝備的動力傳遞技術進行改進，使得可以在復雜的環(huán)境下進行智能化感知識別環(huán)境，根據識別結果對裝備的運行參數進行自我調控，保證智能化采煤裝備可以在保證安全的前提下進行開采作業(yè)。其中，關鍵在于對惡劣環(huán)境下動力傳遞部件逐漸失去運行動力的機理進行研究，從而進行改進保證正常工作，做到動力傳遞的自適應調控。

3 結論

目前，我國要實現智能化采煤裝備技術還需要在以下三個方面進行提升：第一，任務的自主智能化適應，第二，裝備的可靠性與安全性，第三，裝備參數調控的準確性與智能性。除此之外，還需要掌握三項關鍵性技術，即煤層高效截割和安全支護技術、裝備安全自適應技術、采煤環(huán)境智能化感知與參數調控技術。要想把礦下的各個智能裝備進行連接還需要建立完整可靠的信息傳輸通道，即感知礦山物聯(lián)網，通過此互聯(lián)網實現人與裝備、裝備與采礦的相互連接，從而可以使得人利用裝備對采礦環(huán)境進行感知識別、對開采信息進行智能化處理，真正實現高效率高質量的完成礦下開采作業(yè)。

[1]吳佳梁,尹力,李勇等.智能化聯(lián)合采煤系統(tǒng)及其關鍵技術[J].遼寧工程技術大學學報（自然科學版）,2014(02）.

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10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.098