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智慧矿山解决方案控制系统技术发展

编辑:北京辉华科技发展有限公司时间:2020-06-02

智慧矿山解决方案控制系统技术发展

       近年来我国煤矿智能化建设不断加快,各省、煤矿企业都在积极发展煤矿智能化,煤矿智能化开采正逐步走向普及化、规范化和标准化,陆续出台和正在发布“智慧矿山信息系统通用技术规范”、“智能化采煤工作面分类、分级评价指标体系”、“安全高效现代化矿井技术规范”、“智能化煤矿分类、分级评价指标体系”、“煤矿综采工作面智能化控制系统技术条件”等标准,我国的智能化综采工作面由47个、到100个,现在全国已经建成200余个智能化采煤工作面,根据国家规划,到2025年全部大型煤矿基本实现智能化。

       我国煤矿综采工作面智能化技术发展分为3个阶段,第1阶段为单机自动化控制阶段,典型标志为可视化远程干预控制,第2阶段为全局自动化阶段,典型标志为工作面直线度检测与控制,第3阶段为时空可控的数字透明化开采阶段,典型标志为可建立三维地质模型,在三维坐标下进行精确定位与控制。与之相应的综采工作面智能化控制系统也可以分为初、中、高3个等级。综采工作面智能化系控制统等级依据设备自动化应用的宽度和广度,时间和空间,设备的协调能力,故障自愈能力,视频监视范围等进行划分。

初级智能化控制系统,工作面所有的装备都使用了计算机控制,可以通过程序实现设备的自动控制,实现了单机或工作面局部自动控制。采煤机的记忆截割、液压支架中部跟机自动控制,运输系统的软启动控制。

       中级智能化控制系统,工作面设备之间具有协调能力,实现了全工作面的自动化,工作面单个循环作业全自动化生产,实现工作面设备无人操作,有人巡视,远程控制的生产模式。采煤机按照规划轨迹进行自动截割、液压支架实现全工作面跟机自动控制,运输系统具有煤流负荷控制,工作面视频全景拼接视频监视功能,具有采煤机截割速度与瓦斯浓度联动控制功能,通过机载视频可以监视采煤机截割过程,在监控中心可以对采煤机进行远程控制,通过采煤机上安装的惯性导航系统,可以描绘采煤机运行轨迹,进行工作面刮板输送机直线度检测。

       高级智能化控制系统,具有采场时空全局控制,实现了基于工作面直线度检测与找直控制,工作面连续循环作业全自动化生产,实现工作面设备无人操作,机器人巡视,远程干预控制的生产模式,实现工作面自动化生产常态化。在综采工作面建立采场三维地质模型,构建井下工作面三维坐标,精确定位工作面设备,构建3DVR 综采工作面生产模型,精确描绘综采工作面生产过程,采煤机按照煤岩界面进行智能截割,液压支架使用数字阀精准控制液压支架动作,实现工作面的高精度自动找直,工作面采用巡检机器人替代人工巡检,实现工作面生产过程无人化。

       我国智慧矿山解决方案控制系统将从工作面生产场景管控、采支运生产环节、视频监视与图像识别技术和机器人技术等方面发展,研究工作面开采地质条件探测技术,精确描绘工作面生产场景,研究机器人技术,研发开采机器人,研究煤岩自动识别技术,采煤机按照煤层变化弯曲状态自动截割;研究工作面设备的三维定位技术,实现工作面自动找直高精度控制,研究运输系统负荷平衡控制技术,精确控制工作面落煤量