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晓南矿智能化掘进工作面技术研究与应用

完成单位:铁法煤业(集团)有限责任公司晓南矿

登记编号:ZSXC-2023-MT-2-048      登记年份:2023      登记日期:2023-06-29

项目概况
成果简介:1、晓南矿决定在N1-1510回顺工作面投入三一200i型智能化掘进机一系列的设备,气动单轨吊、液压锚杆钻车、来实现掘进工作面智能一体化。 智能化掘进机其机身各处油缸均加装了位移传感器,各马达上加装了转速传感器,电控系统内加装了摄像头,电磁阀及分线盒,智能电控箱,机身F1分站,电控键盘、手柄等。通过机身上的天线将信号传输到二运机头处的数据交换箱和视频监控分站,在通过井下光纤,将信号传输到位于回顺口新鲜风流处的井下控制台。通过井下环网,将信号传输到地面调度室,实现了近控、远控和地面控制并可以实现一键自动截割,通过惯导系统,检测掘进机航向角、翻滚角、俯仰角,姿态能够自动定位。通过系统自动截割算法,控制掘进机的运动轨迹,实现自动截割作业。气动单轨吊是以气动马达驱动滚轮,沿悬空轨道前后运行的设备,能运载20吨以内的重物,取代了传统人工扛运物料的方式,它由吊挂装置、轨道、驱动装置、气动葫芦等组成。液压锚杆钻车与掘进机配套使用,它可以实现临时支护后,快速完成顶部锚杆和侧帮锚杆锚固作业,取代了人工移动,操作气动锚杆机的支护方式。 2、主要创新点 1.ESK掘进机远程智能控制系统提升了煤矿综掘工作面的安全性 ESK掘进机远程智能控制系统主要以具有实时性的掘进机机身位姿参数测量系统作为基础,实现掘进机自动截割、远程(井下、地面)图像监控工作断面、设备截割头、整机位置、后配套出料情况;实现掘进机远程无线遥控操作,提高操作手的人身安全,改善其工作环境,降低巷道粉尘对其的危害;视频、数据传送至井下远程可视控制操作台和地面集控中心,使操作者了解设备的工作状态及周围环境,方便远程操作者安全、正确、高效的操作。 2. ESK掘进机远程智能控制系统实现智能化、少人化。 以一种具有实时性的掘进机机身位姿参数测量系统作为基础,实现掘进机截割头自动截割,进而达到工作面少人化、智能化。 3. 远程可视化监控 实现远程(井下、地面)图像监控掘进机工作断面、设备截割头、整机位置、后配套出料情况。方便操作者操作以及紧急情况处理; 4. 远程智能截割 掘进机远程遥控操作,提高操作手的人身安全,改善其工作环境,降低巷道粉尘对其的危害。 5. 更多有利于煤矿扩展需求的视频和数据信息接口地面工作人员可实时监控井下环境和设备情况,异常情况时可以采取紧急措施。该系统预留出了相应视频和数据信息接口,有利于煤矿扩展的需求; 6. 有效解决煤矿井下掘进面环境恶劣问题 截割头断面轨迹模拟监控面显示功能能够有效解决煤矿井下掘进机工作面工况复杂、环境恶劣、截割作业粉尘量大、照度差,严重影响操作手视线的问题,抑制截割断面欠挖、超挖现象的发生; 7. 抑制截割断面欠挖、超挖现象。 利用惯性导航系统与传感网络结合,计算实时截割头位置坐标,根据实时坐标控制巷道截割边界,完成巷道边界报警功能及停止掘进机截割头边界超挖动作,有效提高巷道断面成型质量。 8.气动单轨吊是以气动马达驱动滚轮,沿悬空轨道前后运行的设备,能运载20吨以内的重物,取代了传统人工扛运物料的方式。 9.液压锚杆钻车与掘进机配套使用,它可以实现临时支护后,快速完成顶部锚杆和侧帮锚杆锚固作业,取代了人工移动,操作气动锚杆机的支护方式。