智能化技術(shù)對(duì)煤礦機(jī)電運(yùn)輸?shù)挠绊?/h1>
2020-09-10 22:55:32張國(guó)攀
交通科技與管理 2020年10期 關(guān)鍵詞：影響
張國(guó)攀
摘 要：近年來(lái)，我國(guó)整體經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展迅速，人們生活水平的提高，使得我國(guó)對(duì)于能源的需求與日俱增，煤礦智能化是煤炭行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐和必由之路.我國(guó)煤礦賦存條件復(fù)雜多樣，煤炭行業(yè)發(fā)展面臨一系列難題和挑戰(zhàn)，必須走新智能綠色開(kāi)發(fā)與清潔高效利用發(fā)展之路，發(fā)展先進(jìn)產(chǎn)能、淘汰落后產(chǎn)能是行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必要條件。
關(guān)鍵詞：智能化技術(shù);煤礦機(jī)電運(yùn)輸;影響
中圖分類(lèi)號(hào)：TD634 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
0 引言
隨著我國(guó)整體經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，我國(guó)各行業(yè)迎來(lái)新的發(fā)展空間和發(fā)展機(jī)遇，使我國(guó)快速進(jìn)入現(xiàn)代化發(fā)展階段。大部分煤礦機(jī)電運(yùn)輸已經(jīng)完成了智能化和無(wú)人化，但是在無(wú)人化智能工作方面依然存在問(wèn)題，其中忽視軟件和控制系統(tǒng)情況比較常見(jiàn)，使用的輸送設(shè)備具有一定的隨機(jī)性，合理使用發(fā)電和輸送硬件設(shè)備，對(duì)于軟件設(shè)備設(shè)計(jì)也需要重視，只有這樣才能整體完成煤炭行業(yè)的智能化、一體化以及標(biāo)準(zhǔn)化。
1 在礦井提升機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用
對(duì)礦井作業(yè)效果的提升來(lái)說(shuō)，提升機(jī)具有十分重要的意義。煤礦井下系統(tǒng)程序繁多且運(yùn)行速度較高，因此，煤礦設(shè)備在使用過(guò)程中很容易受到影響。雖然大部分礦井企業(yè)都根據(jù)實(shí)際情況制定了完善的保護(hù)方案，但是實(shí)際效果不佳。通過(guò)合理應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，能夠提高提升機(jī)的問(wèn)題自診能力，對(duì)設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化，使其更具簡(jiǎn)單安全的特點(diǎn)。從目前的實(shí)際情況來(lái)看，我國(guó)在數(shù)字化提升方面的研究已取得很大進(jìn)展。
2 技術(shù)與裝備保障
我國(guó)煤機(jī)裝備制造經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了液壓支架、采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)、運(yùn)輸設(shè)備等成套采掘裝備的國(guó)產(chǎn)化，支撐了煤礦綜合機(jī)械化水平的極大提高，為煤礦智能化奠定了較好基礎(chǔ)。但是，智能化技術(shù)與裝備保障不足仍是煤礦智能化建設(shè)的“瓶頸”。煤礦智能化建設(shè)亟待在新基建、新技術(shù)、新材料、新裝備、新產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)上不斷取得突破。要針對(duì)煤礦智能化核心技術(shù)與裝備加強(qiáng)攻關(guān)，從關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵元器件、智能傳感器、智能決策與控制技術(shù)、特殊材料與制造工藝、智能制造技術(shù)、設(shè)備的適應(yīng)性與可靠性關(guān)鍵技術(shù)等方面開(kāi)展產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新，不斷研發(fā)新裝備，為智能化煤礦建設(shè)提供可靠的技術(shù)與裝備保障。
3 以“一個(gè)平臺(tái)”為核心，提供數(shù)據(jù)支撐
煤礦安全生產(chǎn)管控一體化平臺(tái)包含調(diào)度中心，既要完成調(diào)度任務(wù)，也要完成控制任務(wù)，是煤礦安全生產(chǎn)的“大腦”，所有安全生產(chǎn)問(wèn)題都要在平臺(tái)上解決，因此是智能化建設(shè)的核心，要重點(diǎn)建設(shè)?！耙粋€(gè)平臺(tái)”集成匯聚井上下各分支系統(tǒng)監(jiān)控點(diǎn)的視頻流、數(shù)據(jù)流和信息流，與礦區(qū)各子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接，將安全生產(chǎn)管理和控制運(yùn)行在一個(gè)管理平臺(tái)，基于統(tǒng)一的編碼標(biāo)準(zhǔn)和采集標(biāo)準(zhǔn)，采用工業(yè)軟件、地理信息系統(tǒng)、人工智能、數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)分析等新一代智能化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、多源數(shù)據(jù)融合、生產(chǎn)過(guò)程控制、生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)維、決策分析管理、故障聯(lián)動(dòng)報(bào)警、信息引導(dǎo)發(fā)布、移動(dòng)互聯(lián)App等功能。
4 智能化工作面設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)
由于工作面附近的粉塵濃度過(guò)高且光線比較暗，必須采用具有很強(qiáng)防塵能力的鏡頭和低亮度感光元件，通?？梢圆捎肅CD元件的感光元件。井下衛(wèi)星定位信號(hào)比較弱，很難對(duì)設(shè)備進(jìn)行定位，為此采用慣性導(dǎo)航的方式來(lái)進(jìn)行綜采工作面的定位。穩(wěn)定的圍巖控制是實(shí)現(xiàn)安全開(kāi)采的根本，這就要求液壓支架具有足夠的工作阻力。為此，需要對(duì)液壓支架與圍巖的自適應(yīng)控制、采煤機(jī)的自適應(yīng)控制進(jìn)行研究。為了使液壓支架與圍巖具有一定的自適應(yīng)能力，需要液壓支架能對(duì)工作面的頂板應(yīng)力進(jìn)行實(shí)時(shí)的測(cè)量，并對(duì)工作阻力做出調(diào)整。目前，液壓支架與圍巖相互作用的機(jī)理比較復(fù)雜，這使得對(duì)圍巖的自適應(yīng)控制具有一定的難度。智能化開(kāi)采的關(guān)鍵在于使綜采工作面設(shè)備具有一定的自主學(xué)習(xí)能力，能根據(jù)實(shí)際情況做出最有利的判斷。對(duì)于機(jī)械設(shè)備而言，“大腦”指的是微處理器和智能學(xué)習(xí)算法，而智能學(xué)習(xí)算法則是實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。雖然現(xiàn)在開(kāi)發(fā)了一些智能算法，例如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、模糊算法以及混沌算法等，但是這些算法都有著其特有的使用環(huán)境。
5 危險(xiǎn)源智能感知與預(yù)警技術(shù)
制約因素：井下開(kāi)采存在頂板、瓦斯、水、火、粉塵等多種災(zāi)害，目前均已實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，但受制于災(zāi)害發(fā)生機(jī)理不明確，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)類(lèi)型單一、精度低和可靠性差，致使井下危險(xiǎn)源感知、識(shí)別、預(yù)警和控制等方面存在較多的技術(shù)壁壘。5G技術(shù)將延時(shí)精確控制在10 ms內(nèi)，滿足了采集礦井下實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的需求。通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)井下各感知節(jié)點(diǎn)的互聯(lián)互通，從而實(shí)現(xiàn)礦井下監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集。
6 在監(jiān)控、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用
煤礦監(jiān)控系統(tǒng)和煤礦作業(yè)安全之間有著緊密聯(lián)系，系統(tǒng)監(jiān)控質(zhì)量直接影響煤礦開(kāi)采效果。我國(guó)煤礦事業(yè)經(jīng)過(guò)多年發(fā)展雖然取得了良好成績(jī)，但是在系統(tǒng)監(jiān)控和測(cè)試等方面依然存在問(wèn)題。在早期發(fā)展階段，我國(guó)將重點(diǎn)放在了自主研發(fā)方面，使用的監(jiān)控系統(tǒng)基本都是國(guó)外引進(jìn)的。在之后的發(fā)展過(guò)程中，我國(guó)煤炭企業(yè)更加重視科學(xué)技術(shù)融入，此方面的研究力度也正在逐漸增加，最終實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控系統(tǒng)的自主研發(fā)，在技術(shù)和監(jiān)控效果方面也不斷突破，使最終效果得到了優(yōu)化和升級(jí)。這為煤礦企業(yè)開(kāi)展高質(zhì)量的礦井工作調(diào)度提供保障，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)礦井開(kāi)采作業(yè)具體情況的掌握，進(jìn)而提升了煤礦開(kāi)采作業(yè)安全性。
7 結(jié)語(yǔ)
綜上所述，煤礦機(jī)電運(yùn)輸需要建立智能化傳輸系統(tǒng)和井下無(wú)人化軌道，在運(yùn)輸過(guò)程中需要融合數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，整體籌劃無(wú)人化智能工作面，只有這樣才能不斷增加設(shè)備管理水準(zhǔn)，提升礦井作業(yè)安全性。
參考文獻(xiàn)：
[1]李二小.淺談無(wú)人化的智能煤礦機(jī)電運(yùn)輸撕帶故障[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2019，39（03）：35-36.
[2]張龍.煤礦機(jī)電運(yùn)輸安全管理探討[J].山東工業(yè)技術(shù)，
2018（16）：241-242.
[3]劉廣俠.煤礦機(jī)電運(yùn)輸安全管理和隱患預(yù)防分析[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2017（12）：5-6.
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關(guān)鍵詞：智能化技術(shù);煤礦機(jī)電運(yùn)輸;影響
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0 引言
隨著我國(guó)整體經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，我國(guó)各行業(yè)迎來(lái)新的發(fā)展空間和發(fā)展機(jī)遇，使我國(guó)快速進(jìn)入現(xiàn)代化發(fā)展階段。大部分煤礦機(jī)電運(yùn)輸已經(jīng)完成了智能化和無(wú)人化，但是在無(wú)人化智能工作方面依然存在問(wèn)題，其中忽視軟件和控制系統(tǒng)情況比較常見(jiàn)，使用的輸送設(shè)備具有一定的隨機(jī)性，合理使用發(fā)電和輸送硬件設(shè)備，對(duì)于軟件設(shè)備設(shè)計(jì)也需要重視，只有這樣才能整體完成煤炭行業(yè)的智能化、一體化以及標(biāo)準(zhǔn)化。
1 在礦井提升機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用
對(duì)礦井作業(yè)效果的提升來(lái)說(shuō)，提升機(jī)具有十分重要的意義。煤礦井下系統(tǒng)程序繁多且運(yùn)行速度較高，因此，煤礦設(shè)備在使用過(guò)程中很容易受到影響。雖然大部分礦井企業(yè)都根據(jù)實(shí)際情況制定了完善的保護(hù)方案，但是實(shí)際效果不佳。通過(guò)合理應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，能夠提高提升機(jī)的問(wèn)題自診能力，對(duì)設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化，使其更具簡(jiǎn)單安全的特點(diǎn)。從目前的實(shí)際情況來(lái)看，我國(guó)在數(shù)字化提升方面的研究已取得很大進(jìn)展。
2 技術(shù)與裝備保障
我國(guó)煤機(jī)裝備制造經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了液壓支架、采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)、運(yùn)輸設(shè)備等成套采掘裝備的國(guó)產(chǎn)化，支撐了煤礦綜合機(jī)械化水平的極大提高，為煤礦智能化奠定了較好基礎(chǔ)。但是，智能化技術(shù)與裝備保障不足仍是煤礦智能化建設(shè)的“瓶頸”。煤礦智能化建設(shè)亟待在新基建、新技術(shù)、新材料、新裝備、新產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)上不斷取得突破。要針對(duì)煤礦智能化核心技術(shù)與裝備加強(qiáng)攻關(guān)，從關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵元器件、智能傳感器、智能決策與控制技術(shù)、特殊材料與制造工藝、智能制造技術(shù)、設(shè)備的適應(yīng)性與可靠性關(guān)鍵技術(shù)等方面開(kāi)展產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新，不斷研發(fā)新裝備，為智能化煤礦建設(shè)提供可靠的技術(shù)與裝備保障。
3 以“一個(gè)平臺(tái)”為核心，提供數(shù)據(jù)支撐
煤礦安全生產(chǎn)管控一體化平臺(tái)包含調(diào)度中心，既要完成調(diào)度任務(wù)，也要完成控制任務(wù)，是煤礦安全生產(chǎn)的“大腦”，所有安全生產(chǎn)問(wèn)題都要在平臺(tái)上解決，因此是智能化建設(shè)的核心，要重點(diǎn)建設(shè)?！耙粋€(gè)平臺(tái)”集成匯聚井上下各分支系統(tǒng)監(jiān)控點(diǎn)的視頻流、數(shù)據(jù)流和信息流，與礦區(qū)各子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接，將安全生產(chǎn)管理和控制運(yùn)行在一個(gè)管理平臺(tái)，基于統(tǒng)一的編碼標(biāo)準(zhǔn)和采集標(biāo)準(zhǔn)，采用工業(yè)軟件、地理信息系統(tǒng)、人工智能、數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)分析等新一代智能化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、多源數(shù)據(jù)融合、生產(chǎn)過(guò)程控制、生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)維、決策分析管理、故障聯(lián)動(dòng)報(bào)警、信息引導(dǎo)發(fā)布、移動(dòng)互聯(lián)App等功能。
4 智能化工作面設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)
由于工作面附近的粉塵濃度過(guò)高且光線比較暗，必須采用具有很強(qiáng)防塵能力的鏡頭和低亮度感光元件，通?？梢圆捎肅CD元件的感光元件。井下衛(wèi)星定位信號(hào)比較弱，很難對(duì)設(shè)備進(jìn)行定位，為此采用慣性導(dǎo)航的方式來(lái)進(jìn)行綜采工作面的定位。穩(wěn)定的圍巖控制是實(shí)現(xiàn)安全開(kāi)采的根本，這就要求液壓支架具有足夠的工作阻力。為此，需要對(duì)液壓支架與圍巖的自適應(yīng)控制、采煤機(jī)的自適應(yīng)控制進(jìn)行研究。為了使液壓支架與圍巖具有一定的自適應(yīng)能力，需要液壓支架能對(duì)工作面的頂板應(yīng)力進(jìn)行實(shí)時(shí)的測(cè)量，并對(duì)工作阻力做出調(diào)整。目前，液壓支架與圍巖相互作用的機(jī)理比較復(fù)雜，這使得對(duì)圍巖的自適應(yīng)控制具有一定的難度。智能化開(kāi)采的關(guān)鍵在于使綜采工作面設(shè)備具有一定的自主學(xué)習(xí)能力，能根據(jù)實(shí)際情況做出最有利的判斷。對(duì)于機(jī)械設(shè)備而言，“大腦”指的是微處理器和智能學(xué)習(xí)算法，而智能學(xué)習(xí)算法則是實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。雖然現(xiàn)在開(kāi)發(fā)了一些智能算法，例如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、模糊算法以及混沌算法等，但是這些算法都有著其特有的使用環(huán)境。
5 危險(xiǎn)源智能感知與預(yù)警技術(shù)
制約因素：井下開(kāi)采存在頂板、瓦斯、水、火、粉塵等多種災(zāi)害，目前均已實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，但受制于災(zāi)害發(fā)生機(jī)理不明確，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)類(lèi)型單一、精度低和可靠性差，致使井下危險(xiǎn)源感知、識(shí)別、預(yù)警和控制等方面存在較多的技術(shù)壁壘。5G技術(shù)將延時(shí)精確控制在10 ms內(nèi)，滿足了采集礦井下實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的需求。通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)井下各感知節(jié)點(diǎn)的互聯(lián)互通，從而實(shí)現(xiàn)礦井下監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集。
6 在監(jiān)控、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用
煤礦監(jiān)控系統(tǒng)和煤礦作業(yè)安全之間有著緊密聯(lián)系，系統(tǒng)監(jiān)控質(zhì)量直接影響煤礦開(kāi)采效果。我國(guó)煤礦事業(yè)經(jīng)過(guò)多年發(fā)展雖然取得了良好成績(jī)，但是在系統(tǒng)監(jiān)控和測(cè)試等方面依然存在問(wèn)題。在早期發(fā)展階段，我國(guó)將重點(diǎn)放在了自主研發(fā)方面，使用的監(jiān)控系統(tǒng)基本都是國(guó)外引進(jìn)的。在之后的發(fā)展過(guò)程中，我國(guó)煤炭企業(yè)更加重視科學(xué)技術(shù)融入，此方面的研究力度也正在逐漸增加，最終實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控系統(tǒng)的自主研發(fā)，在技術(shù)和監(jiān)控效果方面也不斷突破，使最終效果得到了優(yōu)化和升級(jí)。這為煤礦企業(yè)開(kāi)展高質(zhì)量的礦井工作調(diào)度提供保障，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)礦井開(kāi)采作業(yè)具體情況的掌握，進(jìn)而提升了煤礦開(kāi)采作業(yè)安全性。
7 結(jié)語(yǔ)
綜上所述，煤礦機(jī)電運(yùn)輸需要建立智能化傳輸系統(tǒng)和井下無(wú)人化軌道，在運(yùn)輸過(guò)程中需要融合數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，整體籌劃無(wú)人化智能工作面，只有這樣才能不斷增加設(shè)備管理水準(zhǔn)，提升礦井作業(yè)安全性。
參考文獻(xiàn)：
[1]李二小.淺談無(wú)人化的智能煤礦機(jī)電運(yùn)輸撕帶故障[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2019，39（03）：35-36.
[2]張龍.煤礦機(jī)電運(yùn)輸安全管理探討[J].山東工業(yè)技術(shù)，
2018（16）：241-242.
[3]劉廣俠.煤礦機(jī)電運(yùn)輸安全管理和隱患預(yù)防分析[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2017（12）：5-6.
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