综采工作面技术装备及智能化开采的创新与发展是煤炭行业提升生产效率、保障作业安全、实现可持续发展的重要方向。以下是对该领域创新与发展的综合分析:
一、综采工作面技术装备的创新
大功率掘进机:
技术特点:大功率掘进机如EBZ-260型等,具有机身长、宽度宽、自重大、截割面大、截割硬度大等特点,显著提高了掘进效率。
安全创新:为了保障作业人员的安全,研发了危险区域报警系统。该系统以电磁场理论为基础,利用低频电磁波作为测距媒介,通过检测电磁波强度及三边定位算法确定井下作业人员的位置,并判断是否在危险区域。一旦人员进入危险区域,系统会立即发出声光报警,必要时对掘进机进行停机处理。
采煤机行走轮:
材料改进:采煤机行走轮采用含合金元素较多的渗碳钢(如18Cr2Ni4WA),通过正确的热处理工艺,使工件心部具有足够的强度和韧性,而表面具有高的硬度和耐磨性,提高了工件的疲劳强度和综合力学性能。
失效分析:通过对采煤机行走轮磨损失效机理的金相组织分析,可以深入了解其失效原因,为后续的改进提供依据。
控尘工艺与设备:
大断面综掘岩巷控尘技术:针对大断面岩巷的通风、地质特点,研究了高效控尘技术。通过试验平台的模拟测试,得出了分风量为40%的压风分风控尘效果最佳,显著降低了司机处的粉尘浓度。
除尘设备:长压短抽控尘工艺和附壁风筒控尘工艺等新型除尘设备的研发和应用,进一步提高了巷道内的粉尘控制效果。
二、智能化开采的发展
智能监控系统:
通过安装传感器和摄像头等设备,实时监测综采工作面的各项参数(如风速、粉尘浓度、设备运行状态等),并将数据传输至地面控制中心。
地面控制中心通过数据分析,可以及时发现并处理异常情况,确保生产安全。
自动化控制技术:
掘进机、采煤机等关键设备的自动化控制技术日益成熟。通过预设程序和传感器反馈,设备可以自动调整运行状态,实现精确截割和高效掘进。
自动化控制技术还可以减少人工干预,降低作业人员的劳动强度和安全风险。
远程操控与无人驾驶:
随着技术的不断进步,远程操控和无人驾驶技术在综采工作面中的应用成为可能。作业人员可以在地面控制中心通过远程操控设备完成作业任务。
无人驾驶技术的应用可以进一步提高生产效率,同时降低作业人员的安全风险。
智能决策支持系统:
结合大数据、人工智能等技术,研发智能决策支持系统。该系统可以根据综采工作面的实际情况,提供最优的生产方案和设备配置建议。
智能决策支持系统还可以对生产过程中的数据进行深度挖掘和分析,为企业的决策和管理提供科学依据。
三、结论与展望
综采工作面技术装备及智能化开采的创新与发展是煤炭行业转型升级的重要方向。未来,随着技术的不断进步和应用场景的拓展,综采工作面将实现更高效、更安全、更智能的生产模式。同时,也需要加强技术研发和人才培养,为煤炭行业的可持续发展提供有力支撑。