煤炭智能化掘采技术与装备V2.0马昆(管理材料)课件.ppt

1、时间：2019年5月28日主讲：马 昆（主任工程师）优选课件一、内涵和范围二、采煤技术的发展历程三、研究发展必要性四、国内外发展情况五、技术路径及基础技术体系六、可视化远程干预式技术七、智能自适应技术八、推广应用的路线及建议九、展望报 告 提 纲2优选课件 我国煤炭采出量中，95%以上为井工开采，而井工开采中综合机械化采煤（综采）是当前大、中型煤矿开采最广泛采用的生产方式，综采产量占总产量的80%以上。一、内涵和范围优选课件一、内涵和范围煤炭智能化掘采技术： 综合运用传感、视感、通讯、人工智能、自动控制等技术实现在“落、装、运、支、控”采煤工艺过程中不需要人员在环境恶劣的现场进行操作而实现煤炭

2、生产的技术。人员转移4优选课件特征：1、采煤机沿顶底板与煤层分界线自动割煤； 2、液压支架、运输机按照割煤工艺执行自动跟机作业，并按照顶底板起伏变化自动进行仰俯采和调整倾斜控制，工作面、液压支架、运输机自动保持三条直线状； 3、辅助设备全部无人操作，顺槽设备自动推移、超前支护无人化； 4、综采成套装备高度可靠，具备故障自诊断，基本免维护； 5、生产过程中，全工作面无人，设备具备智能决策能力； 6、智能感知：环境、工况、设备自我感知等等。范围：综采工作面内与智能化综采相关的技术。5一、内涵和范围优选课件一、内涵和范围二、采煤技术的发展历程三、研究发展必要性四、国内外发展情况五、技术路径及基础技术

3、体系六、可视化远程干预式技术七、智能自适应技术八、推广应用的路线及建议九、展望报 告 提 纲6优选课件通过煤炭产业技术的持续创新，采煤方法历经了人力、炮采、机采（普采和综采），并向自动化、智能化方向发展，是采煤产业发展史的必然规律。工业1.0工业2.0工业3.0工业4.07二、采煤技术的发展历程优选课件8二、采煤技术的发展历程优选课件提高机械化人工手动操作采煤机：多人跟机操作液压支架：多人多架就地操作（每架多动作，手工操作）运输系统：就地操作二、采煤技术的发展历程优选课件阶段：综合机械化采煤采煤机：多人跟机操作液压支架：多人多架就地操作（每架多动作，手工操作）运输系统：就地操作.人工就地操作模

4、式：中厚煤层尚可，薄及较薄煤层工作难度极大10二、采煤技术的发展历程优选课件阶段：自动化采煤11二、采煤技术的发展历程优选课件阶段：无人化采煤采 煤 机：无人操作液压支架：无人操作运输系统：无人操作顺 槽：1-2人操作，工作面1人巡视.12二、采煤技术的发展历程优选课件一、内涵和范围二、采煤技术的发展历程三、研究发展必要性四、国内外发展情况五、技术路径及基础技术体系六、可视化远程干预式技术七、智能自适应技术八、推广应用的路线及建议九、展望报 告 提 纲13优选课件（一）煤炭是我国的基础资源和能源，是国民经济发展的重要保障，煤炭在未来较长时间内仍将是我国主体能源。2020年2030年2050年煤

5、炭需求（亿t）40-4235-4030-35煤炭产能（亿t）424030按照专家预测，2020年、2030年、2050年煤炭供需情况2018年，我国煤炭产量35亿吨，约占一次能源生产总量70%；我国煤炭消费占一次能源消费的比重为65%。65%三、研究发展必要性14优选课件15（二）我国煤炭开采以井工为主，综合机械化生产是当前广泛采用的生产方式。综采工作面存在着“水、火、瓦斯、煤尘、顶板”五大自然灾害，时刻威胁着职工的生命安全和职业健康，只有将人从工作面解放出来，才能彻底改变这种局面。人员转移15三、研究发展必要性优选课件 当前，顶板事故、瓦斯事故是我国煤矿主要事故来源。安全重点需求 数据来源：

6、2013年全国煤矿事故分析报告较大顶板事故发生地点统计图重大以上瓦斯事故发生地点统计图 2013年，瓦斯事故59起、死亡348人，分别占事故总量的9.8%和32.6%，重大以上瓦斯事故10起，采煤工作面占7起。 2013年，顶板事故274起、死亡325人，分别占事故总量的45.4%和30.5%；较大顶板事故8起，采煤工作面占4起。 因此，采煤工作面是发生顶板和瓦斯事故的主要地点，直接减少采煤工作面的人员数量是减少人员伤亡、保障安全的重要手段，实现“无人则安”。16三、研究发展必要性优选课件（三）我国煤炭资源赋存条件多种多样，一些煤层利用现有模式开采难度较大，特别是薄煤层，丢弃现象严重，造成资源

7、浪费等问题。开展无人化开采，是解决该类煤层经济开采的有效途径和必由之路。据不完全统计，我国薄煤层储量占煤炭总储量的20%，采出量占不到10%。薄及较薄煤层开 采由于设备尺寸受限，难以装备大功率设备，操作人员在工作面内行走艰难，操作设备困难，效率低下，造成薄煤层采出量与储量比例严重失调，不利于煤炭企业的可持续发展。17三、研究发展必要性优选课件（四）特殊条件工作面的迫切需求。 1、目前我国存在有毒气的煤田，普通开采技术安全没有保障。 2、薄煤层操作人员在工作面内行走艰难，操作设备困难。 3、较薄煤层推进速度慢、效益低，实现高产必须高速，要高速就必需自动化、无人化。 以上诸问题只有依靠采用无人化技

8、术来根本解决。18三、研究发展必要性优选课件19三、研究发展必要性智能化 无人开采技术密集型传统 人工操作开采 劳动密集型核心目的：将工人从危险、恶劣、嘈杂的工作环境中解放出来，让设备替代工人进行煤矿开采 智能化无人开采成为行业共识。优选课件一、内涵和范围二、采煤技术的发展历程三、研究发展必要性四、国内外发展情况五、技术路径及基础技术体系六、可视化远程干预式技术七、智能自适应技术八、推广应用的路线及建议九、展望报 告 提 纲20优选课件 国外，美国和澳大利亚在自动化采煤技术研究方面处于领先地位，主要以JOY国际为代表的采煤机械厂商主导的以采煤机司机跟随操作采煤机，支架等与采煤机随动的跟机自动化

9、模式。（一）国外现状四、国内外发展情况优选课件JOY（一）国外现状四、国内外发展情况优选课件JOY提出“520”思路 。即综采工作面5人采煤2人采煤无人化采煤。利用成套装备高可靠性和单机设备高度自动化的优势，在工作面地质条件好、且不受回采率和煤质要求前提下，做到工作面内“设备自动运行、两人跟机干预”。（一）国外现状四、国内外发展情况优选课件澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO）推出了基于陀螺仪导向定位(LASC技术）的自动化采煤方法。惯性导航系统惯性导航系统LASC 控制系统控制系统（一）国外现状四、国内外发展情况优选课件美国：二十英里矿、萨福克矿、马克矿一号矿澳大利亚：嘉能可(Glen

10、core)公司布尔加井工矿 Anglo公司莫兰巴北矿但是，国外尚没有采煤工作面内无人操作的自动化采煤应用案例。（一）国外现状四、国内外发展情况优选课件 近年来，由于煤矿安全高效生产的迫切需要，依托国家863计划“煤炭智能化掘采技术与装备”和国家发改委“煤炭综采成套装备智能系统”等重点专项支撑，以中国煤炭科工集团为代表的多家煤炭集团、采煤机械厂商（山西科达、三一重装、北京天玛公司等）、高校（中国矿业大学、太原理工大学等）等开展了自动化无人开采技术的研发工作。（二）国内现状四、国内外发展情况优选课件27 另外，陕煤、神华、中煤、同煤、阳煤、兖煤、晋煤、平煤、冀中能源、国投新集等矿区的部分综采工作面

11、，实现了在顺槽监控中心对综采设备的自动化控制和远程干预、采煤机工作面中部记忆割煤、支架工作面中部跟机拉架推溜、工作面视频监控。神东公司宁煤乌海中煤潞安汾西晋煤阳泉峰峰邯矿平煤国投新集淮南矿业同煤陕煤神华新疆阳泉兖煤淄博新汶（二）国内现状四、国内外发展情况优选课件一、内涵和范围二、采煤技术的发展历程三、研究发展必要性四、国内外发展情况五、技术路径及基础技术体系六、可视化远程干预式技术七、智能自适应技术八、推广应用的路线及建议九、展望报 告 提 纲28优选课件国外我国五、技术路径及基础技术体系优选课件无人化综采自动化路径1路径2可视化远程干预模式智能程度低，较为容易实现智能自适应模式智能程度高,难

12、题较多，煤层条件复杂多变,不可预知因素多30五、技术路径及基础技术体系优选课件无人化综采自动化路径1路径2根据各技术发展的程序，两种技术相互融合、借鉴，形成一种发展模式，最终实现无人化31五、技术路径及基础技术体系优选课件单机设备的国产化和自动化取得了发展。采煤机采煤机液压支架液压支架刮板输送机刮板输送机集成供液集成供液综采工作面是现代化煤矿生产的主要环节，是煤矿生产中设备最多、环境最恶劣、工作最复杂的系统，由采煤机、液压支架、刮板输送机、转载机、破碎机、胶带输送机、组合开关、泵站及控制系统等多达十几种、近3百台设备组成。五、技术路径及基础技术体系优选课件综采成套装备采煤机控制技术液压支架电液

13、控制技术运输系统控制技术综采自动化技术大流量集成供液技术单机可靠性保障技术设备健康自诊断技术33五、技术路径及基础技术体系优选课件1、采煤机控制技术：变频调速电牵引遥控操作故障诊断系统记忆截割+ 人工干预姿态监测控制远程控制机载视频防碰撞煤岩界面识别基本实现完全国产化（少数煤层硬度大工作面仍采用进口采煤机），自动化程度高，且向第三方完全开放，大大促进了自动化的实现。进口采煤机不开放，存在技术壁垒。五、技术路径及基础技术体系优选课件采煤机主要生产厂家：国外：国内：35五、技术路径及基础技术体系1、采煤机控制技术：优选课件EL系列采煤机控制系统采煤机智能调高功能智能化快速记忆截割采煤机远程控制功能

14、36五、技术路径及基础技术体系1、采煤机控制技术：优选课件 智能调高 记忆截割 远程干预控制37五、技术路径及基础技术体系1、采煤机控制技术：优选课件 （2）雷达探测防碰撞技术：实现滚筒附近的雷达探测，预先感知周围环境条件，防止采煤机在行走过程中与周围支架灯机械结构发生碰撞。 （1）机载视频技术：机载低照度高清晰视频技术，解决综采工作面采煤机周围低照度工况下视频辨别的能力。38五、技术路径及基础技术体系1、采煤机控制技术：优选课件记忆截割监测控制技术机身姿态监测控制技术远程操作控制技术变频调速控制技术遥控操作控制技术故障诊断技术 采煤机技术 国内采煤机技术近年来取得了较快发展，一些基础技术获得

15、攻克，但在设备可靠性、智能化技术方面与国外差别较大，天地科技的技术较为领先。39五、技术路径及基础技术体系1、采煤机控制技术：优选课件I.采煤机远程遥控及可视化II.采煤机工作面中自动记忆截割III.采煤机及三机协调控制IV.采煤机三维姿态描述V.采煤机常规故障的在线监测及保护采煤机控制系统，基于DSP+ARM处理器平台、高可靠CAN总线及工业以太网等技术，具有全面的工况监测与智能化的故障诊断和保护功能。高级的参数化智能化记忆截割自动操纵系统，稳定可靠的全功能远程操作控制功能，具有超强的扩展能力。40五、技术路径及基础技术体系1、采煤机控制技术：优选课件采煤机专用分布嵌入式控制系统 DSP+A

16、RM处理器平台，运算能力强，程序扫描时间短； 基于高可靠CAN总线的分布式系统，扩展能力强，模块间相互影响小； 实现对采煤机中上百种参数和信号的检测、控制与保护，支持常见系统故障的智能化在线诊断。41五、技术路径及基础技术体系1、采煤机控制技术：优选课件采煤机至顺槽高速稳定全双工调制通信 采用高抗干扰的FSK调制通信方式 稳定连续传输总带宽大于100kps 从顺槽到采煤机内部，指令传输延迟11mS，延时抖动小于1mS，实时性好 采煤机工作数据顺槽实时显示上传42五、技术路径及基础技术体系1、采煤机控制技术：优选课件采煤机记忆截割技术 按照示范刀所记录的工作参数、姿态参数、滚筒高度轨迹，进行智能

17、化运算，形成记忆截割模板，在自动截割过程中不断修正误差，实现自动调高、卧底、加速和减速等功能。同时，研制了一种防止采煤机电缆脱槽装置，解决了采煤机电缆需专人看护的难题。43电缆脱槽采煤机记忆切割五、技术路径及基础技术体系1、采煤机控制技术：优选课件通过多种传感器，实时监测传动、冷却喷雾、液压、电气状态，对整机实施在线检测及保护。采煤机常规故障的在线监测及保护44五、技术路径及基础技术体系1、采煤机控制技术：优选课件液压支架基本功能：单架、邻架、隔架、成组、压力自动补偿等液压支架跟机自动化（中部）液压支架跟机自动化（三角煤）液压支架远程控制技术液压支架姿态检测与控制工作面防片帮控制放顶煤自动化控

18、制液压支架电液控制系统广泛应用于薄煤层、中厚煤层、厚煤层及特厚煤层工作面，从掩护式支架到支撑掩护式支架，从一次采全高工作面到放顶煤工作面。2、液压支架电液控制技术：五、技术路径及基础技术体系优选课件主要生产厂家：国外：国内：462、液压支架电液控制技术：五、技术路径及基础技术体系优选课件472、液压支架电液控制技术：五、技术路径及基础技术体系优选课件482、液压支架电液控制技术：五、技术路径及基础技术体系优选课件492、液压支架电液控制技术：五、技术路径及基础技术体系优选课件502、液压支架电液控制技术：五、技术路径及基础技术体系优选课件512、液压支架电液控制技术：五、技术路径及基础技术体系

19、优选课件522、液压支架电液控制技术：五、技术路径及基础技术体系优选课件53532、液压支架电液控制技术：五、技术路径及基础技术体系优选课件液压支架基本功能：单架、邻架、隔架、成组、压力自动补偿等液压支架跟机自动化（中部）液压支架跟机自动化（三角煤）液压支架远程控制技术液压支架姿态控制工作面防片帮控制主要功能542、液压支架电液控制技术：五、技术路径及基础技术体系优选课件 液压支架跟机自动化技术 结合开采工艺，依据工作面顶板压力、倾角、液压支架姿态、采煤机运行状态等信息，将整个生产过程划分为不同的阶段，自动决策并控制液压支架中部跟机、斜切进刀、端头清浮煤、转载机自动推进等动作，实现了工作面自动

20、连续生产。液压支架跟机自动化技术552、液压支架电液控制技术：五、技术路径及基础技术体系优选课件液压支架跟机自动化（三角煤）液压支架跟机自动化（三角煤）562、液压支架电液控制技术：五、技术路径及基础技术体系优选课件57液压支架跟机液压支架跟机自动化（三角煤）自动化（三角煤）工艺技术工艺技术2、液压支架电液控制技术：五、技术路径及基础技术体系优选课件58工作面防片帮控制工作面防片帮控制工作面液压支架护帮板处于支护煤壁状态时，压力传感器可以用来感知液压支架护帮板对煤壁的支护效果，并将此信息发送给液压支架控制器，如发现本架护帮板支护压力没有达到规定压力则根据设定压力自动进行护帮板动作，保证护帮板对

21、煤壁的支护完好，有效防止大块煤垮落对生产设备和人员产生危害。2、液压支架电液控制技术：五、技术路径及基础技术体系优选课件59液压支架姿态控制液压支架姿态控制在支架上安装倾角传感器，对支架在运动过程中对支架的姿态进行控制，当支架的相关部件角度大于规定值或支架与相邻支架构件的角度大于限定值时，实施对支架动作的闭锁控制，防止支架咬架和倾倒等事故的发生；2、液压支架电液控制技术：五、技术路径及基础技术体系优选课件60特点：实时性强，250ms；适应性强，操作方便。实现液压支架远程控制。液压支架远程控制液压支架远程控制2、液压支架电液控制技术：五、技术路径及基础技术体系优选课件61液压支架远程控制液压支

22、架远程控制2、液压支架电液控制技术：五、技术路径及基础技术体系优选课件 2008年研制成功我国首台套产品，打破了国外产品的垄断，实现替代，推动我国液压支架电液控制系统应用率从2008年的5%到目前的15%。年份2010年2011年2012年2013年2014年进口产品44.6%23.2%32.1%18.1%17%国产产品天玛41.0%56.6%51.9%50.00%48.00%其他公司14.4%20.2%16.0%31.9%33%100100% %5050% %2009年 2010年 2011年 2012年 2014年2009以前价格价格比例比例价格曲线市场占有率进口价格进口价格国产价格国产价

23、格2、液压支架电液控制技术：五、技术路径及基础技术体系优选课件完全国产化：大运量、软启动、高强度、重型化、高可靠性。向正向智能变频控制方向发展，如天地奔牛智能型刮板输送机。综合在线监测及故障诊断机尾伸缩自动控制（链条张紧自动控制）低、高速电机（液力耦合器自动控制、变频控制）集中自动化控制633、刮板输送机控制技术：五、技术路径及基础技术体系优选课件主要生产厂家：国外：国内：643、刮板输送机控制技术：五、技术路径及基础技术体系优选课件实现刮板输送机设备自身的状况感知、控制和自诊断，具有友好的控制界面和通信功能653、刮板输送机控制技术：五、技术路径及基础技术体系优选课件663、刮板输送机控制技

24、术：五、技术路径及基础技术体系优选课件刮板输送机链轨拉紧自动化控制系统该控制系统集成于PMC-D系统中，对刮板输送机链条进行自动化控制。673、刮板输送机控制技术：五、技术路径及基础技术体系优选课件 对关键元部件进行实时监测、诊断、预警和控制显示，具备与本工作面转载机、破碎机、采煤机以及胶带机等双向协同工作、通讯和上传功能；具备手动干预功能，较目前同类同规格设备降低功率消耗15%至40%、延长寿命1.4倍至2.5倍。 实现了刮板链张紧力启动时自动张紧，停机时自动释放；启动、停机时长和加速度依载荷轻重自动控制。运行中，刮板链速依载荷分布、轻重自动控制；保持各电动机功率平衡，不受电动机性能差异影响

25、；自动平滑调整刮板链速，使刮板链受力最优；断单链报警，断双链停机。683、刮板输送机控制技术：五、技术路径及基础技术体系优选课件目前，国内高端泵站仍由进口产品垄断。改变传统泵站，创新新型集成供液模式，为工作面提供高效、清洁的液压动力源。69SAP智能集成供液系统将电磁卸载控制、乳化液泵站变频和电磁卸载智能联动控制、多级过滤、自动补液、乳化液自动配比、系统运行信息检测与上传等功能集成于一体，为用户提供专业化的综采工作面供液系统整体解决方案。4、智能集成供液技术：五、技术路径及基础技术体系优选课件 智能集成供液系统智能集成供液系统是整个采煤工作面液压系统的是整个采煤工作面液压系统的“心脏心脏”，为

26、综采，为综采工作面液压支架或普采工作面单体液压支柱提供液压动力，是采煤工作工作面液压支架或普采工作面单体液压支柱提供液压动力，是采煤工作面不可或缺的重要设备。面不可或缺的重要设备。控制系统主要有雷波的控制系统主要有雷波的DD控制系统、卡马特控制系统、卡马特的的Bartec系统和和marco的的PM控制系统。控制系统。704、智能集成供液技术：五、技术路径及基础技术体系优选课件1.集中自动化控制，具有单泵控制和多泵智能联动控制等模式。2.实现乳化液泵站电磁卸载控制。3.具有泵站油温、油位、压力和乳化液箱液位、油位传感器，实现主要设备的状态检测、预警与保护。4.具备性能可靠的爆管保护系统，确保安全

27、。5.具备功能完善的液压系统清洁度保障体系，实现对进水、高压乳化液、工作面回液的多级高精度过滤。6.实现液位检测、自动补液(水)、乳化液自动配比功能。7.具有急停、闭锁保护功能，可以单泵闭锁及多台泵站的急停控制。主要功能：714、智能集成供液技术：五、技术路径及基础技术体系优选课件 DD泵站控制系统PUMP1 PUMP21 2 3AutoManualLCD屏键盘启动急停启动急停CANBUS总线AutoManualStartStopLCD屏油压油位油温泵控阀控AutoManualStartStopLCD屏油压油位油温泵控阀控AutoManualStartStopLCD屏油压油位油温泵控阀控Aut

28、oManualStartStopLCD屏油压油位油温泵控阀控 泵箱接线盒液位油位阀控AutoManualStartStopLCD屏油压油位油温泵控阀控AutoManualStartStopLCD屏油压油位油温泵控阀控AutoManualStartStopLCD屏油压油位油温泵控阀控乳化泵1乳化泵2乳化泵3乳化泵4喷雾泵1喷雾泵2喷雾泵3724、智能集成供液技术：五、技术路径及基础技术体系优选课件 Bartec泵站控制系统停止预备启动自动手动PC机停止复位停止预备启动停止预备启动停止预备启动泵1泵2泵3泵4状态显示灯启动/停止闭锁/急停启动/停止状态显示灯启动/停止闭锁/急停状态显示灯启动/停止

29、闭锁/急停状态显示灯启动/停止闭锁/急停状态显示灯启动/停止闭锁/急停状态显示灯启动/停止闭锁/急停状态显示灯启动/停止闭锁/急停启动停止启动停止启动停止启动停止启动停止启动停止启动停止泵1泵2泵3泵4增1增2喷1启动停止喷2油压油位油温泵控阀控油压油位油温泵控阀控油压油位油温泵控阀控油压油位油温泵控阀控油压油位油温泵控油压油位油温泵控泵控泵控乳化泵箱接线盒液位油位阀控通讯总线乳化泵1乳化泵2乳化泵3乳化泵4增压泵1/2喷雾泵1喷雾泵2状态显示灯启动/停止闭锁/急停油压油位油温泵控喷雾泵3状态显示灯启动/停止闭锁/急停启动/停止泵控泵控增压泵1/2喷雾泵箱接线盒液位油位阀控734、智能集成供液

30、技术：五、技术路径及基础技术体系优选课件 Pm32泵站控制系统744、智能集成供液技术：五、技术路径及基础技术体系优选课件p 英国雷波、德国卡马特等国外知名厂商推出的供液系统，已经具备了大流量供液能力、分布式泵站控制系统、过滤系统、乳化液自动配比等功能，但存在“控制逻辑单一、介质保障体系薄弱”等问题。p 天玛公司根据国外系统的弱项开发了集成供液系统，该系统集泵站、电磁卸载自动控制、泵站智能控制、变频控制、水处理系统、多级过滤、乳化液自动配比、系统运行状态记录与数据上传于一体，为现场提出整体解决方案。 天玛SAP系统754、智能集成供液技术：五、技术路径及基础技术体系优选课件泵站子系统：以电磁卸

31、荷阀作为自动控制的基础，具有润滑油的油温、油位、油压等状态参量的监测以及故障报警和保护等功能；泵站子系统764、智能集成供液技术：五、技术路径及基础技术体系优选课件多级过滤子系统：由进水反冲洗过滤器为主的一级过滤、液箱内过滤器所形成的二级过滤，以及由回液过滤器、进油过滤器以及卸载阀过滤器等过滤元件所形成的功能过滤体系，和高压过滤站的安全过滤所组成；多级过滤子系统774、智能集成供液技术：五、技术路径及基础技术体系优选课件液箱子系统：集乳化液自动配比、液位油位保护、自动补液、进水过滤、水质监测，以及稳流、消泡、沉淀、过滤及自清洗等功能为一体；液箱子系统784、智能集成供液技术：五、技术路径及基础

32、技术体系优选课件水处理子系统：以“离子交换法”降低矿井水中Ca2+、Mg2+离子为主要功能的软化水处理系统和以降低矿井水中Ca2+、Mg2+、SO42-、Cl-1为主要功能的反渗透水处理系统，重点解决恶劣水质矿区出现的乳化液皂化、结垢堵塞、阀件生锈等问题；水处理子系统 软化水水处理系统 反渗透水处理系统794、智能集成供液技术：五、技术路径及基础技术体系优选课件泵站控制子系统：采用泵站控制器或PLC控制柜的集中分布式控制，实现单泵或多泵的空载起停、多泵站变频智能联动控制、系统监测及预警保护以及系统数据收集与上传功能；泵站控制系统804、智能集成供液技术：五、技术路径及基础技术体系优选课件乳化液

33、自动配比装置：以天玛电液控技术及原装进口CONFLOW混合器，实现乳化自动配比、乳化液在线监测及配比数据上传等功能。 814、智能集成供液技术：五、技术路径及基础技术体系优选课件乳化液浓度测量：u天玛公司有两种乳化液浓度检测方法：折光法和密度法。折光法浓度计密度法浓度计824、智能集成供液技术：五、技术路径及基础技术体系优选课件远程智能控制： 通过远程控制中心控制泵站的启停、实现无人。 834、智能集成供液技术：五、技术路径及基础技术体系优选课件 煤矿综采装备的整体可靠性是煤矿综采工作面实现高效生产的重要保障，通过建立煤机装备的可靠性设计、热设计分析、电磁兼容设计分析等可靠性手段，提升平均无故

34、障时间，实现煤机装备全寿命周期的快速评价与验证，整体提升煤机装备的可靠性，是提升我国煤机装备国际竞争力的有效手段，也是发展无人化综采工作面的重要技术。845、单机可靠性保障技术：五、技术路径及基础技术体系优选课件 设备健康自诊断技术是无人化综采工作面实施过程中的一项重要技术，是保障无人化生产作业中的设备自身完好和健康运行的有效手段，对于无人化综采工作面具有重要的作用，目前已在刮板输送机、采煤机、供电开关等综采工作面进行了应用，目前处于技术初期，不能完全的满足于无人化技术的发展，需进一步开展相关研究工作。856、设备健康自诊断技术：五、技术路径及基础技术体系优选课件一、内涵和范围二、采煤技术的发

35、展历程三、研究发展必要性四、国内外发展情况五、技术路径及基础技术体系六、可视化远程干预式技术七、智能自适应技术八、推广应用的路线及建议九、展望报 告 提 纲86优选课件 以实现综采工作面常态化无人作业为目标，以采煤机记忆截割、液压支架自动跟机及可视化远程监控为基础，以生产系统智能化控制软件为核心，实现在地面（巷道）综合监控中心对综采设备的智能监测与集中控制，确保工作面割煤、推溜、移架、运输、消尘等智能化运行，达到工作面连续、安全、高效开采。可视远程干预87（一）内涵六、可视化远程干预技术优选课件（二）技术方案六、可视化远程干预技术优选课件“大脑”工作面监控中心工作面监控中心12345“神经网络

36、” 工作面工业以太网工作面工业以太网“眼睛”工作面视频系统工作面视频系统“耳朵”工作面语音通信系统工作面语音通信系统“思想”工作面控制模型工作面控制模型（三）组成六、可视化远程干预技术优选课件1. 液压支架跟机自动化技术 结合开采工艺，依据工作面顶板压力、倾角、液压支架姿态、采煤机运行状态等信息，将整个生产过程划分为不同的阶段，自动决策并控制液压支架中部跟机、斜切进刀、端头清浮煤、转载机自动推进等动作，实现了工作面自动连续生产。（四）关键技术液压支架跟机自动化技术六、可视化远程干预技术优选课件2. 采煤机记忆截割技术 按照示范刀所记录的工作参数、姿态参数、滚筒高度轨迹，进行智能化运算，形成记忆

37、截割模板，在自动截割过程中不断修正误差，实现自动调高、卧底、加速和减速等功能。同时，研制了一种防止采煤机电缆脱槽装置，解决了采煤机电缆需专人看护的难题。电缆脱槽采煤机记忆切割（四）关键技术六、可视化远程干预技术优选课件3. 工作面视频监控技术 将人的视听感官延伸到工作面，通过在工作面安装摄像仪，实时跟踪采煤机，自动完成视频跟机推送、视频拼接等功能，为工作面可视化远程监控提供“身临其境”的视觉感受，指导远程生产。本安摄像仪云台摄像仪追机视频及全景拼接（四）关键技术六、可视化远程干预技术优选课件4. 远程集中控制技术 在顺槽列车上或地面打造一个“井下中控室”。按下“一键启停”按钮，工作面的设备依次

38、顺序自动启动。设备数据高速上传和控制信号实时下达，控制延时不超过200ms；当发现生产过程出现偏离，如工作面顶板发生变化或液压支架未能移架到位，影响工作面连续推进时，可及时进行人工远程干预。监控中心软件画面（四）关键技术六、可视化远程干预技术优选课件5.人员安全感知技术 为确保安全，工作面具有人员安全感知系统，精确定位巡视员位置，智能闭锁危险区域的设备，防止人身伤害事故。（四）关键技术六、可视化远程干预技术优选课件（五）创新点 “可视远程干预式”智能化无人开采：另辟蹊径地诠释了智能化无人开采的新理念，提出了“无人操作、有人巡视”的智能化无人开采生产模式，即：采用拟人手法，把人的视觉、听觉延伸到

39、工作面，将工人从危险的工作面采场解放到相对安全的顺槽监控中心或地面，实现在顺槽监控中心或地面对综采设备进行远程操控，达到工作面内无人开采的目的。六、可视化远程干预技术优选课件 “可视远程干预式” 智能化无人开采技术针对煤矿各种复杂地质环境形成了多种解决方案，已在陕煤化集团、神华集团、冀中能源、阳煤集团等15个矿区40多个工作面推广应用。神东公司宁煤乌海中煤潞安汾西晋煤阳泉峰峰邯矿平煤国投新集淮南矿业同煤陕煤神华新疆阳泉兖煤淄博新汶（六）应用效果六、可视化远程干预技术优选课件97（六）应用效果六、可视化远程干预技术国务院副总理马凯同志在自动化工作面国务院副总理马凯同志在自动化工作面优选课件典型案

40、例：3阳煤新元煤矿（中厚） 3415。瓦斯浓度高，煤机速度与瓦斯浓度的联动控制，操作人员远离瓦斯突出危险区段，提升了工作面的安全系数，提高了生产效率。2宁煤梅花井煤矿（中厚）110206。倾角大，单日推进24个工作循环的最高记录。4神华神东石圪台煤矿31202-2工作面。矿压大，实现工作面视频画面拼接和采煤机、支架、移变等关键设备的远程控制。1陕煤化黄陵一矿1001工作面。工作面内1人巡视、远程2人操作”的常态化生产模式，平稳运行一年，月产量达17万吨，实现了安全生产“零”事故，开创了综采工作面采场无人化的先河。（六）应用效果六、可视化远程干预技术优选课件1102206工作面采煤机：西安煤机厂

41、支架控制系统：天玛SAC系统自动控制技术： 天玛SAM系统工作面走向长度： 5000米煤层厚度：2.8-3.5米工作面倾斜长度：235 米 国内外首次实现了：(1)“有人巡视、无人操作” 采煤常态运行8个月；(2)工作面内完全无人采三刀煤 !(3)在地面远控采煤；(4)采煤机、刮板运输机、转载机、皮带机、泵站等的一键起停。99（六）应用效果六、可视化远程干预技术优选课件六 可视化远程干预式技术（六）荣誉100优选课件101（七）荣誉六、可视化远程干预技术优选课件 以综采工作面自动化、智能化开采技术为核心获得宁夏科技进步一等奖。102（七）荣誉六、可视化远程干预技术优选课件一、内涵和范围二、采煤

42、技术的发展历程三、研究发展必要性四、国内外发展情况五、技术路径及基础技术体系六、可视化远程干预式技术七、智能自适应技术八、推广应用的路线及建议九、展望报 告 提 纲103优选课件（一）原理依据无需外界的干预和控制，系统本真利用自身智能系统，实现对环境工况和本身动作量的自我感知，实现工作面所有设备的运行控制。104七、智能自适应技术优选课件1、煤岩识别：采煤机运行过程中对当前截割对象（煤或矸石）的自动识别检测，即煤岩界面自动识别，是影响采煤机实现自主智能化运行的最大难点之一。几十年来，世界各国在煤岩界面自动识别技术方面进行了大量研究试验，先后尝试了数十种单独或者组合的识别方法，包括地质雷达、核子

43、共振、振动分析、激光、伽马射线、超声波及红外成像等等，但一直没有研究出一种具有较广泛适用的方法。（二）关键技术105七、智能自适应技术优选课件在运行过程中，采煤机截割滚筒、机身顶部可能会与异常动作状态的液压支架、运输机等产生碰撞、严重的异常截割，造成损坏甚至是事故。自动判断采煤机运行空间是否有阻挡物或者是否会与支架、刮板机干涉，也是采煤机智能化运行的一个关键点。（二）关键技术1、煤岩识别主要特征：七、智能自适应技术优选课件 在监控中心的隔爆服务器上开发煤流负荷平衡控制软件，依据运输系统的负荷感知信息，通过总控制网络给工作面采煤机控制系统发送控制指令，自动调整采煤机截割速度和牵引速度，实现采煤机

44、与运输系统状态及运能的自适应配合。（二）关键技术2、煤流负荷平衡控制技术：107七、智能自适应技术优选课件（三）关键技术3、自动找直技术：惯性导航方式 通过安装陀螺仪实现三维定位测量，通过巷道方向维度的测量基准，实现工作面弯曲度的测量，通过智能控制系统进行校正，达到工作面的自动找直，控制精度在500mm。108七、智能自适应技术优选课件（三）关键技术3、自动找直技术：惯性导航方式109七、智能自适应技术优选课件（三）关键技术3、自动找直技术：激光测距方式 通过安装聚光传感器，测量每个支架的安装点与刮板输送机的直线距离，得出工作面的整体支架排列的整体曲线，由上位机进行智能控制，实现工作面设备的找

45、直。110七、智能自适应技术优选课件（四）主要应用：LASC系统简介 该系统由澳大利亚联邦科学院研制，目前已在澳大利亚部分矿井应用，取得了较好的效果，实现了工作面的找直、采煤机的调高，三维空间的测量等。111七、智能自适应技术优选课件（四）主要应用：LASC系统简介 核心硬件：112七、智能自适应技术优选课件（四）主要应用：LASC系统简介113七、智能自适应技术优选课件（四）主要应用：LASC系统简介114七、智能自适应技术优选课件（四）主要应用：LASC系统简介115七、智能自适应技术优选课件（四）主要应用：LASC系统简介116七、智能自适应技术优选课件（四）主要应用：LASC系统简介1

46、17七、智能自适应技术优选课件（四）主要应用：LASC系统简介118七、智能自适应技术优选课件（四）主要应用：LASC系统简介119七、智能自适应技术优选课件（四）主要应用：LASC系统简介120七、智能自适应技术优选课件（四）主要应用：LASC系统简介121七、智能自适应技术优选课件（四）主要应用：鲁尔自动化控制系统简介122七、智能自适应技术优选课件（四）主要应用：鲁尔自动化控制系统简介123七、智能自适应技术优选课件（四）主要应用：鲁尔自动化控制系统简介124七、智能自适应技术优选课件（四）主要应用：鲁尔自动化控制系统简介125七、智能自适应技术优选课件一、内涵和范围二、采煤技术的发展历

47、程三、研究发展必要性四、国内外发展情况五、技术路径及基础技术体系六、可视化远程干预式技术七、智能自适应技术八、推广应用的路线及建议九、展望报 告 提 纲126优选课件推广原则：1.从简单地质条件到复杂地质条件；2.从工作面局部无人开采到全工作面无人开采。适用于：1.1.7米以下的薄及较薄煤层，满足经济开采的要求；2.1.74米的中厚煤层，满足高效开采的需求。八、推广应用的路线及建议127优选课件128建议：除了技术、地质条件因素外，管理因素也决定项目的成败，主要体现在：理念先行：统一思想、坚定信念。动员宣传实施智能化生产的重大意义和紧迫性，消除职工顾虑，扫清思想障碍，把实现智能化无人开采作为“

48、一号工程”。全员参与：上至集团公司，下至区队职工都需积极参与，尤其要充分发挥现场一线职工的创造性和能动性。管理到位：摆脱原有煤矿管理经验的束缚，将管理重心由劳动密集型向人才技术密集型转变。八、推广应用的路线及建议优选课件一、内涵和范围二、采煤技术的发展历程三、研究发展必要性四、国内外发展情况五、技术路径及基础技术体系六、可视化远程干预式技术七、智能自适应技术八、推广应用的路线及建议九、展望报 告 提 纲129优选课件 水平控制和自动找直技术需继续探索。虽然澳大利亚联邦科学院（CSIRO）在此方面做了一些探索，取得了一些成果，但是距离大规模应用还有很长的一段路要走，我国在此方面的研究水平还处于起

49、步阶段。1、水平控制和自动找直技术未解决九、展望130优选课件 自适应调高技术一直未解决。难点在于煤层的感知技术（煤岩识别技术）， 多年来国内外多家研究机构通过振动法等20多项技术原理进行了相关探索，始终未能攻破该项技术难点。2、 自适应调高感知技术未突破九、展望131优选课件3、 复杂环境下视频呈现效果差 视频透尘技术 目前的视频远景呈现技术在工作面粉尘较小时应用效果较好，但在粉尘较大的工作面呈现的质量较差，因此仍需研究视频透尘技术，做到呈现的视频不因工作面的粉尘和环境而影响效果。九、展望132优选课件九、展望4、机器人技术的应用。随着机器人技术的发展和广泛应用，将逐步应用于煤矿无人化开采，

50、例如巡视机器人技术、视觉感知技术等。 133优选课件1341345. 未来人机交互跟随操作人员关注的设备，自动推送设备的运行数据九、展望优选课件135135n 建立远程技术支持平台，实现对复杂系统的远程技术支持，提升系统支撑能力6. 远程技术支持平台远程技术支持平台提供无迟滞服务，第一时间解决客户服务需求无迟滞服务：可在第一时间实现对设备的技术支持，同时便于公司及时发现问题，提升产品服务质量升级设备延保服务：提升产品的增值保障，同时使用户专注于核心业务，控制设备使用成本九、展望优选课件1361367. 移动终端移动终端与集控系统、ERP对接极大的便利了检修、备件更换等过程九、展望优选课件 引入