礦下無人的未來——煤礦綜采工作面無人化開采
1月29日,國家礦山安全監察局調查統計司司長公布了一組數字:2020年,中國煤礦發生事故123起,死亡228人。根據官方統計,2000—2005年這六年間,礦難死亡人數高達5700—6900人。
在大家的印象中,煤礦開采一直被認為是危險的作業,“礦難”也是一個帶著血色的名詞。很難相信,即便科技發達的今天,死亡仍然是時刻籠罩在每個礦工頭上的陰影,揮之不去,避之不及。
所以,如何減少人員傷亡,減少在危險環境停留的時間,將事后救人變為事前預防成了業內的共識。煤礦綜采工作面無人化開采技術就是為了滿足這種需求而誕生的。
煤礦綜采工作面無人化,是指綜采工作面采用了具有完全自動化、智能化控制功能,高可靠性的液壓支架、采煤機、刮板輸送機等機電一體化成套裝備,實現了工作面(兩端頭以內)完全無人操作的無危險開采。
下面我們看一下,煤礦綜采工作面無人化開采應具備的一些主要技術特征。
1)液壓支架智能耦合群組控制
簡單地說,就是利用互聯網的功能,監控每個支架的傳感器和電液控制器,并將信息上傳到地面的調度中心,通過數據分析得出支架的耦合狀態信息,然后控制主閥,實現對液壓支架的自動調整。
2)采煤機智能控制
它將無人采煤變成了現實。通過智能感知和視頻監控系統傳送的工作面圖像,人工遠程實時干預。采煤機可以自己定位,計劃軌跡,碰見煤矸石自動躲避,基于產量要求和機器負荷調整速度等。只需要極少數的人定期巡視檢查,人身得到了極大的保障。
3)工作面運輸設備自動控制
運輸設備配備了電氣軟啟動、負載及運行狀態監測、系統運行參數在線監測、機尾自動張緊、故障診斷及工作面控制系統的通信和自動控制功能,可以在節省人力的同時,有效保證煤礦產業結構升級,實現產量高、效率好的目標,滿足國民經濟的發展需求。
4)兩大中心集中控制
兩大中心是指工作面遠程集控中心和地面調度中心。該項舉措有效提高了工作效率,減少安全隱患。它讓工作面各設備間的信息可以互通,全景實時跟蹤工作面的作業,在發現危險的時候及時報警和預警,為工作面無人作業提供了可能。
不過,愿景是美好的,現實中煤礦綜采工作面無人化開采仍存在著一些技術難題。
1)煤層賦存條件復雜
雖然不需要人工的參與,但煤層環境的惡劣仍是無法解決和回避的客觀因素。煤層不穩定、頂板破碎、瓦斯、水害等,都會導致設備損害,生產停滯。
2)裝備系統龐大
目前,綜采工作面的設備生產廠家有很多,大家各有各的接口方式和協議,很難用一套通用的協議標準來控制所有設備。那么各機器在工作面采集的信息就只是一座座孤島,無法為控制中心提供全部的采煤過程中巖層和裝備系統的狀態變化情況。
3)煤巖界面的識別
采煤必須要確定煤巖界面,但是國內外幾十年研究實驗,都沒能在無人化上攻克這個難題。主要原因就是煤巖界面性狀在線識別理論上雖然可行,但實踐起來卻受眾多不確定因素的影響。
4)設備無法自修
工作面無人化需要機器實現自動化和智能化,但再先進的機器也沒辦法實現自我維修,當設備出現問題的時候,自動、智能、無人這些目標統統都得落空。
從2000年起,我國陸續有多處工作面開始應用綜采智能控制系統,實現智能化開采,技術的發展越來越成熟。雖然在煤礦綜采工作面無人化開采的道路上仍存在眾多問題,但我們相信,隨著技術的不斷提高,綜采工作面少人,甚至無人的目標一定可以實現。#p#分頁標題#e#
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