智慧礦山解決方案控制系統技術發展

智慧礦山解決方案控制系統技術發展

       近年來我國煤礦智能化建設不斷加快，各省、煤礦企業都在積極發展煤礦智能化，煤礦智能化開采正逐步走向普及化、規范化和標準化，陸續出臺和正在發布“智慧礦山信息系統通用技術規范”、“智能化采煤工作面分類、分級評價指標體系”、“安全高效現代化礦井技術規范”、“智能化煤礦分類、分級評價指標體系”、“煤礦綜采工作面智能化控制系統技術條件”等標準，我國的智能化綜采工作面由47個、到100個，現在全國已經建成200余個智能化采煤工作面，根據國家規劃，到2025年全部大型煤礦基本實現智能化。

       我國煤礦綜采工作面智能化技術發展分為3個階段，第1階段為單機自動化控制階段，典型標志為可視化遠程干預控制，第2階段為全局自動化階段，典型標志為工作面直線度檢測與控制，第3階段為時空可控的數字透明化開采階段，典型標志為可建立三維地質模型，在三維坐標下進行精確定位與控制。與之相應的綜采工作面智能化控制系統也可以分為初、中、高3個等級。綜采工作面智能化系控制統等級依據設備自動化應用的寬度和廣度，時間和空間，設備的協調能力，故障自愈能力，視頻監視范圍等進行劃分。

初級智能化控制系統，工作面所有的裝備都使用了計算機控制，可以通過程序實現設備的自動控制，實現了單機或工作面局部自動控制。采煤機的記憶截割、液壓支架中部跟機自動控制，運輸系統的軟啟動控制。

       中級智能化控制系統，工作面設備之間具有協調能力，實現了全工作面的自動化，工作面單個循環作業全自動化生產，實現工作面設備無人操作，有人巡視，遠程控制的生產模式。采煤機按照規劃軌跡進行自動截割、液壓支架實現全工作面跟機自動控制，運輸系統具有煤流負荷控制，工作面視頻全景拼接視頻監視功能，具有采煤機截割速度與瓦斯濃度聯動控制功能，通過機載視頻可以監視采煤機截割過程，在監控中心可以對采煤機進行遠程控制，通過采煤機上安裝的慣性導航系統，可以描繪采煤機運行軌跡，進行工作面刮板輸送機直線度檢測。

       高級智能化控制系統，具有采場時空全局控制，實現了基于工作面直線度檢測與找直控制，工作面連續循環作業全自動化生產，實現工作面設備無人操作，機器人巡視，遠程干預控制的生產模式，實現工作面自動化生產常態化。在綜采工作面建立采場三維地質模型，構建井下工作面三維坐標，精確定位工作面設備，構建3DVR 綜采工作面生產模型，精確描繪綜采工作面生產過程，采煤機按照煤巖界面進行智能截割，液壓支架使用數字閥精準控制液壓支架動作，實現工作面的高精度自動找直，工作面采用巡檢機器人替代人工巡檢，實現工作面生產過程無人化。

       我國智慧礦山解決方案控制系統將從工作面生產場景管控、采支運生產環節、視頻監視與圖像識別技術和機器人技術等方面發展，研究工作面開采地質條件探測技術，精確描繪工作面生產場景，研究機器人技術，研發開采機器人，研究煤巖自動識別技術，采煤機按照煤層變化彎曲狀態自動截割；研究工作面設備的三維定位技術，實現工作面自動找直高精度控制，研究運輸系統負荷平衡控制技術，精確控制工作面落煤量