智能化综采技术在矿井工作面的应用_吴俊文.pdf

图 2采煤机记忆截割控制系统图 1集成控制系统集成图智能化综采技术在矿井工作面的应用吴俊文（山西煤炭运销集团高山煤业有限公司，山西大同037000）摘要：根据目前井下综采自动化程度不够、稳定性不好、综采效能较低的缺点，提出并应用煤矿自动化智能联动开采的可行性技术方案。实践表明，运用智能综采控制系统可以极大地减少人工成本，井下作业人员数量降低39.5，综采工作整体效率提高 28，为充分实现井下智能综采控制和煤炭产业技术升级奠定了一定的基础。关键词：智能化；问题；应用效果中图分类号：TD823.97文献标识码：A文章编号：1672-1152（2023）05-0231-030引言近年来，部分煤矿综采经济低下，原因之一在于井下开采设备智能化程度较低，地面与井下联动控制无法实现。所以造成煤矿开采面人员多、安全性比较差、综合开采率低的问题。因此，现阶段越来越多关于如何提高开采作业效率、保证安全开采、提升煤矿井下智能开采的研究课题。经过研究分析，井下智能开采主要依靠智能感知、操控、综采来实现。但是开采智能化实现困难的关键是井下复杂地质，导致智能感知、综合开采设备智能调控对地质条件的识别都比较差。通过此篇文章，找出了煤矿自动化智能联动开采可行性技术方案，对该技术可行性方案中的运行原理、智能控制加以分析。1智能化综采集成控制实施方案当前，部分矿井所使用的智能化综采技术，主要通过采掘机、液压支架开展作业，在联合作业时可以使液压支架跟随采掘机，实现自主操作控制。但在作业时还面临的问题是其他设施设备仍然保持独立工作状态。这个方案在一定程度上达到了现代化水准，不过总体工作执行效能还比较低下，还是需要人工劳动来进行控制。新型智能化开采的集成管理方法，它的原理是在智能联动控制系统内增加综采面上的采煤机、液压支架、刮板输送机等。如图 1 所示1。巷道隔爆交换机的主要功能首先是获取各种被其监控装置的运行数据信号，然后将数据信号加以统一整理，最后将数据信号传送到开采井下2。通过三个步骤来完成综采面综采设备的智能管理。在地面监测装置上铺设了无线数据交换机，通过矿井下的 Wifi 网进行不同区域内综采面设施信号的交叉联通。这些信号都会汇集到端头无线交换机处，随后交换机就会把信息传输到巷道控制中心。这样就能够做到对井上井下及煤矿等综合机械化采掘工作面内各设备工作状况的实时监视和控制。同时，我们还与各设施设备的接口通过 TCP/IP 接口协议3。2智能化自动控制系统结构该自动控制管理系统的整体作业原理就是该管理系统结构能够分析围岩的工作状态。分析内容主要包括围岩的硬度数据、现场地质情况4。可使用预置的控制程序对采煤机截割作业进行智能化自动控制，如图 2 所示。当采煤机作业时，该自动控制系统能够自动分析采煤机与液压支架的位置情况，进而完成对液压支架跟机的智能控制5，如下页图 3 所示。然后利用对采煤机截割操作情况的信息数据进行分析，对指定时间段内的出煤量进行分析，再经过研究数据分析，并智能调整破碎机、带式输送机、刮板运输机等设施装置的运行情况数据，最终就可以完成对各煤矿综合机械化采煤装置运行状况的智能控制。综合分析智能化的综采作业过程有以下困难：对围岩情况的自适应感知；设施运行状态自适应诊断弱；智能控制器工作状况的自适应检测有偏差。所以收稿日期：2022-05-23作者简介：吴俊文（1982），男，山西忻州人，专科，毕业于西安建筑科技大学，助理工程师，研究方向为采矿工程。总第 208 期2023 年第 5 期山西冶金Shanxi MetallurgyTotal 208No.5，2023DOI:10.16525/14-1167/tf.2023.05.088供电开关1 号监控n 号监控采煤机1 号视频n 号视频1 号巷道控制器2 号巷道控制器工作面无线网TCP/IPTCP/IP至井下环网无线交换机TCP/IP巷道隔爆交换机巷道无线接入基站巷道视频摄像机TCP/IP隔爆接入交换机TCP/IPRS485电液控主机输送系统主机乳化液泵站主机移动变电站电液控系统液压支架刮板输送机机头刮板输送机机尾破碎机转载机带式输送机牵引机构.检测装置控制系统驱动部分机械结构调高控制信号控制策略控制系统D/A 转换器电流/电压放大器采煤机牵引机构硬度预测运动参数修正最优运动参数运动参数控制信号液压系统修正控制系统采煤机调高液压系统自适应修正控制模块数据采集器件采煤机姿态检测装置调高修正位置检测装置截割滚筒摇臂A/D 转换油压信号机构结构截割电机信号检测装置电流信号电流信号技术应用山西冶金E-mail:第 46 卷图 3液压支架自主跟机调节流程对以上所说的三种自适应情况进行分析研究。搭建起了智能联动系统运行构造，见图 4。3自动化智能综合开采主要技术分析自动化智能综合开采系统的关键技术是对机械设施运行状态的自适应辨别、围岩情况的自适应感知、以及自动智能控制器工作情况的自适应辨别。围岩情况的自适应感知。是指对围岩的坚固程度及其分布状况的快速判别和分析，同时也是智能控制系统的基石，它会影响采煤机井下工作时的安全效能与稳定状态。目前，所采用的围岩感知技术分为粉尘检测法、现场采样法和射线检测法6。不过上述所介绍的三种方式都具有相应的缺点和局限性，在精确度和快速性方面难以达到统一。通过研究，就采用了这种围岩状况的综合判别方式，通过射线进行监测、对采煤机截割电流监测、对截割油缸压力的监测7-8，再利用上述方式，先判断出采煤机在截割滚筒上的压力状态，进而再确定出岩层的硬度状态，围岩状况综合判别方式具有检测快、效率高、精准度高的特性。机械设施运行状态的自适应辨别9。此种方法采用传感器运行情况数据以及视频检测相结合的方法，此种方法有着监测精确度高、具有一定的可靠性。智能控制器工作状况的自适应检测。其基本概念是建立设备运行信息库，对设施运行下的历史数据进行检测，一旦发现数据有偏差，对系统中自动异常原因进行了匹配，然后找出相应的解决方式，进而对设备的正常工作情况作出修正，而一旦无法匹配到适当的异常类型，系统中就会产生事故告警信息，并由此来指导设备检测部门迅速地作出调整，以确保设施的安全使用10。4应用效果1）采煤机自动截割控制系统，可以通过保存截割数据信息，可以智能化确定最有效的截割转速、进给速度，不断提高综采工作效率。2）智能综采控制体系可以极大地减少人工成本，井下作业人员数量降低 39.5，综采工作整体效率提高了 28，为充分实现井下智能综采控制和煤炭产业技术升级奠定了一定的基础。3）智能化综采系统主要依靠传感器对运行状态参数监测和监控系统监测结合的方法对机械设备运行状态实时监测，监测数据的准确率达到 99.2，实现了监测数据的高度精准、优点明显、可靠性良好等优点。5结论1）智能化管理系统主要由巷道隔爆交换机、巷道管理系统和无线传输控制系统等组成，具备了构造简便、安全可靠等优势；2）综合利用射线系统自动监测、对采矿机截割电流的监测、对截割油缸的压力变化以及气压变化的自动监控，对实现对巷道围岩情况的分析的方法有检测效率高、速度快、准确性高等优势；3）主要依靠传感器对运行状态参数监测和监控系统监测结合的方法对机械设施工作情况随时监测，保证监测结果的准确性、优势性等优点。参考文献1杨仁树，张召冉，安晨，等.煤矿岩巷掘进爆破掏槽孔超深问题探讨J.煤炭科学技术，2020，48（1）：10-23.2张召冉，宋娇娇.淮南矿区岩巷钻爆法掘进速度影响分析及应用J.煤炭科学技术，2019，47（7）：127-135.3杨生华，芮丰，蒋卫良，等.煤矿全断面岩巷掘进机开发应用与发展J.煤炭科学技术，2019，47（6）：1-10.4李杰.磁窑沟煤矿掘锚一体机施工大断面切眼二次成巷掘进工艺实践研究J.煤炭工程，2018，50（S1）：58-60.5张海峰，王焯，孙运江，等.高瓦斯大断面长距离巷道快速掘进与支护技术J.煤炭技术，2017，36（5）：104-106.6马超，代贵生，曹光明.快速掘进系统在大柳塔煤矿的应用J.煤炭工程，2015，47（12）：34-37.7罗吉，宗琦，汪海波.大断面硬岩巷道中深孔爆破试验研究J.煤炭技术，2015，34（1）：37-39.（编辑：赵婧）图 4智能自动化联动操控系统运行构造示意图降柱结束到达移架动作开始时间?NN到达抬底动作开始时间?移架抬底过程到达移架暂停范围?YYNN到达抬底时间?移架暂停抬底结束YN暂停时间到?到达移架时间?升柱开始NYYY2322023 年第 5 期排碱（23 班）。炉渣碱度比基准碱度降低0.030.04，渣中镁铝质量比按照 0.700.75 控制，选择蛇纹石配比量。2）采取用蛇纹石、锰矿相结合洗炉。按照炉渣碱度R2=1.101.15 及料制进行微调；渣中镁铝质量比按照 0.650.70 控制，选择蛇纹石配比量；铁水w（Mn）=0.70%0.90%，选择锰矿配比量，将富氧控制在 6 0007 000 m3/h。3）采用轻负荷操作，煤比 120 kg/t5 kg/t，w（Si）=0.40%0.60%，w（S）=0.025%0.045%，以物理热1 4901 500 为准，密切关注渣衬变化，出现异常情况时果断采取控氧、减风，确保热量充沛。4）洗炉过程出现炉况波动、悬料、崩料，造成冶炼强度持续降低，此时果断采取休风，堵 4 个风口，提高风速，增加鼓风动能，并结合实际情况，适当降低熔剂用量。4.3持续改善炮泥质量持续改善炮泥质量，为高炉持续稳定、全风创造条件。具体为：加快南场试验炮泥工作，持续改进炮泥质量，铁口合格率达到 80%，保持出铁时间6070 min，出铁均衡；全天出铁次数维持在 1516次，减少炮泥消耗，降低高炉成本，为炉况持续稳定创造条件。4.4加强设备管理加强设备管理，挖掘其中潜力，不断进行技改创新，提高设备的作业率，为生产的降本增效做好保驾护航。参考文献1周传典.高炉炼铁生产技术手册M.北京：冶金工业出版社，2005.2程国存，郑旭，郑义勍，等.高炉出铁铁口难开原因分析与处理EB/OL.（2022-04-01）2022-09-20.https:/ 2 号高炉生产长期稳顺低燃料比实践EB/OL.（2020-06-04）2022-08-18.https:/ Reduction Production Practice of Shanxi Jianlong No.5 Blast FurnaceLi Haibin,Gao Zhijun,Lv Guoming（Shanxi Jianlong Industrial Co.,Ltd.,Yuncheng Shanxi 043801）Abstract:This paper analyzes the significance of increasing the proportion of bituminous coal in the 5th furnace of Shanxi JianlongIndustrial Co.,Ltd.,describes the measures to increase the proportion of bituminous coal,and through strengthening the prediction andtreatment of blast furnace hearth status,strengthening the management of pre-furnace tapping and equipment,and implementing technicaltransformation optimization,greatly improve the operating rate,ultimately optimize the blast furnace indicators,and reduce the cost of pigiron.Production practice has proven that the low-cost control measures before ironmaking are appropriate and can be used for reference bysimilar enterprises.In the future,this paper will continue to study ways to reduce costs and consumption of blast furnaces.Key words:cost reduction;improvement;ratio of bituminous coal;rapid recovery;cast iron;fallow rateApplication of Cold Ball Technology for Stainless Steel Dust RemovelGuo Yingfei,Huang Zaijing,Liu Xiaowen（Guangxi BG New Materials Co.,Ltd.,Beihai Guangxi 536000）Abstract:Dust removal in stainless steel steelmaking process is a kind of hazardous industrial waste with high recycling value.By addingadhesives and other recycling and returning ores to mix for cold pressing ball,and then sending it to rotary kiln and steelmaking for use,metal recycling can be realized and the problem of difficult disposal of hazardous industrial waste can also be solved.In this paper,the longprocess of dust removal used for sintering mixing is compared with the short process after pelleting used for steelmaking or mineral heatingfurnace,so as to make a better choice for the company in the way of dust removal disposal.Key words:dust;waste;cold pressing ball;recycle（上接第 164 页）（上接第 199 页）Application of Intelligent Comprehensive Mining Technology in Mine FacesWu Junwen（Shanxi Coal Sales and Transportation Group Gaoshan Coal Industry Co.,Ltd.,Datong Shanxi 037000）Abstract:The feasible technical scheme of applying automatic and itelligent linkage mining of well mine is proposed based on theshortcomings of insufficient automation,poor stability,and low comprehensive mining efficiency in current underground comprehensivemining.Practice has shown that the intelligent comprehensive mining control system can greatly reduce labor costs,reduce the number ofunderground workers by 39.5%,and improve the overall efficiency of comprehensive mining work by 28%,laying a certain foundation forfully realizing underground intelligent comprehensive mining control and upgrading coal industry technology.Key words:intelligence;problem;application effect吴俊文：智能化综采技术在矿井工作面的应用233