本案例建成了全球首個高度智能化 450m 超長綜采工作麵,形成了具有自主 知識產權的首套國產 450m 超長工作麵成套技術與裝備,主要技術特點如下:
1.針對中厚煤層高效開發、大功率需求與小空間、小功率之間的矛盾,創新 提出中厚煤層智能化開采模式;建立了基於液壓支架承載特性和彈性獨立支座的 支架群組岩梁模型,確立了超長工作麵液壓支架與圍岩強度耦合、剛度耦合和穩 定性耦合關係,為超長工作麵頂板穩定控製和高效支護提供了理論基礎,實現了 工作麵的安全支護和快速推進。
2.研製了寬中心距、高可靠性智能耦合液壓支架與超前支護裝備,開發了大 中心距、高可靠性、低矮槽幫、下鏈懸浮和鏈條動態張緊控製技術,實現了超長工作麵頂板和煤壁的穩定控製、超長運輸距離的可靠輸送,解決了超長工作麵 “支”、“運”難題。
3.發明了中厚煤層超長工作麵高速截割智能控製工藝,研發了智能耦合型液壓支架群組控製技術,開發了液壓支架液壓係統參數化設計平台、自適應支護控 製係統和兩側雙進雙回敏捷供液係統,提出了工作麵設備群高效推進協同控製策 略,實現了中厚煤層安全高效開采。
圍繞上述創新點,獲得發明專利 13 項(授權 10 項),實用新型專利 10 項 (授權 9 項),製定國家標準 2 項,團體標準 1 項,出版專著 1 部,論文 20 餘 篇
附件:小保當煤礦 450m 超長智能開采工作麵-陝西陝煤榆北煤業有限公司
基於四維地理地理信息係統采礦協同設計和輸配電供電計算功能;應用了礦產資源動態勘察優化技術和綜放工作麵大數據分析技術;開發了本源-全息-模態分析算法
三元煤業綜采工作麵全景視頻拚接子係統,在液壓支架上安裝 100 多路 5G 高清攝像機對工作麵進行實時監控,主運輸皮帶人工智能 AI 監測子係統
清浮煤作業完成 後采煤機自動進入 20 號支架位置,待支架推溜作業完成後集控發出推溜完成信號,采煤機自動進行下一循環進刀作業,下端頭作業與上端頭作業對稱
薄煤層智能化係統以電液控和智能集控中心為控製基礎,每班可省 5-6 人,達到了平均班進 5 刀,單班月平均推進 75m 的好成績,降低了 0.47 個百分點
順槽帶式輸送機采用全硫化工藝+重型熱浸鍍鋅支架 +高分子托輥,提高帶麵服務壽命,每天可減少維護人員 2 人,利用 AI 智能攝像儀配合線型激光標定光源方式,實現智能調速
實現了利用“CT”切片技術生成規劃切割曲線功能,切割曲線包括有等間 距網格點的煤厚,頂底板傾角,俯仰角等信息,自動生成之後 10 刀的規劃曲線
通過優化液壓支架自動跟機 61 個關鍵參數,調整抬底和降抬底延遲時間等方法,實現支架動作的快準穩,單架 移架時間全部控製在 9s 以內
頂煤破碎及運移全曆程模擬技術;采放協調智能放煤工藝及方法方麵;智能化放煤控製關鍵技術與裝備方麵,實現了厚煤層綜放工作麵放煤機構精準監測
智能化綜采工作麵實現了全工作麵程序割煤和跟機自動化,解決蒙陝地區煤層具有衝擊傾向性礦井地安全高效開采問題提供了新思路
勞動組織由放頂煤開采時三八製調整為四六製,日工效達到 145.8 噸/人,工作麵回采率由放頂煤時 93%提升至 97%,增加 4%
開展三維地震數據和鑽孔數據的質量控製分析工作;利用鑽孔與地震標定建立三維地震數據與鑽孔數據的聯係;對開采區內煤係地層進行精細地質建模
采用先進的 LASC 高精度三維慣導係統對采煤機進行定位;開發適用於綜放工作麵高粉塵環境的采集頻率大於 20 幀/s,COMS 傳感器靶麵尺寸 2/3 英寸的智能攝像頭
在自動防卡鑽電液控製係統中,PID 控製器用於回轉壓力的控製。控製器設 定值為 16MPa,輸入值為油壓傳感器實時反饋的回轉壓力值
果創新了全斷麵敞開式掘進機智能掘進工藝技術體係,實現了 複雜地質條件下全斷麵敞開式掘進機施工超長(>5000 m)斜井施工
盾構機通過在 81405 高抽巷的成功應用,單日最高進尺完 成 51m,刷新了全國同類巷道最高生產紀錄,月最高進尺完成 641m,平均班進 10.13m,最高班進 28.2m
改變了礦井掘進的生產模式,真正讓掘進智能化與礦井 信息化無縫連接,顯著提高了礦井掘進工作麵設備的自動化程度