煤礦智能化總結
一、煤礦智能化開發面臨形勢
煤礦智能化開發是煤炭工業技術創新的重要方向,也是煤炭工業轉型升級發展的必然要求。目前,煤礦智能化開發既面臨諸多機遇,也面臨嚴峻挑戰。
1、煤炭工業轉型升級發展的需要 在當前推動供給側改革和行業發展面臨困局的條件下,煤炭行業必須依靠科技創新走出一條轉型升級發展之路。煤炭行業要實施創新驅動發展戰略,推動煤炭生產、消費、技術和體制革命,加強國際合作,推動行業發展從高強度資源投入型、勞動密集型發展向資源節約型、人才技術密集型和兩化深度融合型轉變。隨着煤礦機械化、信息化和自動化程度的提高,通過持續提高煤礦開採技術裝備水平,實現煤礦安全、綠色、高效、智能生產是必然趨勢。
2、保障煤礦安全生產的需要 “減人促安”和“無人則安”被廣泛認同,通過提升煤礦機械化、自動化、信息化、智能化水平,可在提高煤炭生產效率的同時顯著提升煤礦安全生產水平。爲此,國家安全監管總局組織開展了“機械化換人、自動化減人”科技強安專項行動,發佈了《關於減少井下作業人數提升煤礦安全保障能力的指導意見》,在煤礦領域重點推動煤(巖)巷掘進機械化自動化、煤礦綜採工作面機械化自動化、煤礦井下輔助運輸自動化、煤礦生產保障系統智能監測控制,大力提高煤礦生產的“四化”水平,保障煤礦安全生產形勢持續穩定好轉。
3、煤礦高端技術裝備投入面臨困局 當前,煤炭總量控制取得初步成效,市場供大於求的態勢有所緩解,企業效益有所好轉。但是,我國煤炭產能嚴重過剩、供大於求的趨勢目前沒有根本改變,煤炭經濟低位運行的態勢短期內也較難改變,煤炭市場仍存在較大的不確定和不穩定性因素。煤炭企業在前期經濟效益普遍下滑虧損條件下,債務問題嚴重,資金週轉困難,科技投入難以保證,煤礦技術裝備的經濟性和實用性成爲煤炭企業關注的重點。
4、煤礦智能化技術瓶頸仍待攻克 煤礦智能化技術裝備對煤層賦存條件要求相對苛刻,技術裝備適應性亟待加強。儘管近年來我國在井工煤礦智能化開發技術裝備領域取得較大進展,但仍然存在諸多技術瓶頸尚未攻克。如電牽引採煤機具備了遠程控制、溫度壓力監測和過負荷降速等功能,但在智能調高、自動化控制及可靠性等方面仍存在差距。液壓支架在最大高度、工作阻力等方面領先於國外產品,但可靠性和智能化水平仍與國外先進水平存在差距。巖巷掘進機機電一體化程度大幅度提升,但在硬巖截割工況識別、智能判斷、截割轉速和切深智能調速等方面還與現場需求存在差距。
二、煤礦智能化開發急需突破的核心技術
《能源技術革命創新行動計劃(2016-2030年)》指出,2030年要實現智能化開採,重點煤礦區基本實現工作面無人化,巷道集中控制,全國煤礦採煤機械化程度達到95%以上,掘進機械化程度達到80%以上。爲確保規劃目標的實現,有必要針對井工煤礦開採的重點領域和薄弱環節開展技術裝備研發。當前急需突破的核心技術主要包括以下幾個方面:
1、信息精準感知技術 地質條件、開採條件、設備狀態的精準感知是實現煤礦智能化開發的重要前提,重點攻克地質掉件超前精細探測、開採條件實時預測與處置、設備位置及姿態精準感知等技術。
2、設備智能控制技術 工作面設備智能控制是煤礦智能化開發的核心,重點攻克液壓支架圍巖耦合自適應控制、煤巖界面智能識別、煤巖高效自適應截割、多機協同控制、故障智能診斷處理等技術。
3、穩定性可靠性技術 裝備運行的穩定性和可靠性是煤礦智能化開發的關鍵,重點研究關鍵元部件失效模式與故障機理,構建關鍵部件及系統可靠性評價體系,攻克關鍵元部件材料和製造工藝,爲工作面自動化、智能化和無人化提供可靠保障。
結束語
煤礦智能化開發是煤炭工業轉型升級發展的必然要求,井工煤礦智能化開發以信息化、數字化、自動化爲手段,以無人化開採爲目標,必將有力推動煤礦安全高效礦井建設。但目前的智能化開採技術整體上仍處於起步階段,僅在條件較好的部分礦區得到實現,還達不到嚴格意義上的智能化開採水平。目前,以信息技術爲代表的現代科學技術日新月異,煤礦智能化開發技術裝備必須固本拓新,進一步攻克信息精準感知、設備智能控制以及穩定性可靠性等方面的關鍵技術,全面提升煤礦智能化開發技術裝備水平,最終實現煤礦工作面開發無人化。
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