為推動(dòng)我國煤炭開(kāi)采少人化、無(wú)人化,從根本上解決煤礦安全高效生產(chǎn)難題,神東煤炭集團公司、中國煤科天瑪公司等單位在神東榆家梁煤礦建成了我國首個(gè)無(wú)人巡視、自主割煤的智能無(wú)人化工作面,標志著(zhù)我國煤礦綜采智能化取得了重大進(jìn)展。
榆家梁煤礦無(wú)人化工作面建設過(guò)程中,相關(guān)單位在目前國內外自動(dòng)化工作面“采煤機記憶割煤、支架自動(dòng)跟機拉架、遠程干預”的常規模式基礎上,協(xié)同攻關(guān),實(shí)現了多項創(chuàng )新。一是突破了基于精確三維地質(zhì)模型和掃描構建工作面絕對坐標數字模型的自主智能割煤技術(shù),通過(guò)對比工作面精確三維地質(zhì)模型和高精度實(shí)測模型,在綜合分析煤層變化趨勢、工作面平直度、當前割頂底情況、采煤機運行等大數據基礎上,通過(guò)優(yōu)化算法制定后續10刀的割煤策略,并實(shí)時(shí)優(yōu)化采煤機下一刀滾筒調整曲線(xiàn),實(shí)現自主智能割煤。二是構建了可動(dòng)態(tài)自?xún)?yōu)化的工作面精確三維地質(zhì)模型,通過(guò)定向鉆孔勘探工作面的頂底板煤巖分界線(xiàn)技術(shù),獲取工作面頂底板數據,在綜合礦井地質(zhì)勘探鉆孔和切眼、回撤通道及兩順槽巷道等實(shí)測地質(zhì)信息的基礎上,預先構建了可動(dòng)態(tài)自?xún)?yōu)化的工作面精確三維地質(zhì)模型,精度達0.2米,實(shí)現前方預采“黑匣子煤層”的透明化。三是成功研制了軌道巡檢機器人,該機器人最大巡檢速度60米/分鐘,搭載了三維激光掃描儀、紅外及可見(jiàn)光雙視攝像儀、拾音器等設備,能夠對全工作面進(jìn)行三維掃描,構建出工作面高精度實(shí)測模型;同時(shí)還能夠自動(dòng)識別工作面設備發(fā)熱、異響等問(wèn)題,實(shí)現代人巡查,為遠程干預控制提供支撐。四是成功研制了采煤機電纜自動(dòng)拖拽裝置,該裝置實(shí)現了電纜沿采煤機牽引方向、與采煤機同步自動(dòng)收放控制,解決了薄煤層采煤機電纜多層疊加長(cháng)期制約自動(dòng)化運行的難題,有效保證了無(wú)人化割煤過(guò)程中采煤機的高效自主運行。
該項目投產(chǎn)后,解決了長(cháng)期困擾煤礦智能開(kāi)采過(guò)程中煤巖無(wú)法識別的難題,真正實(shí)現支架區域內無(wú)人化,對建設安全智能、綠色高效礦井具有重要意義。