矿山智能化技术在机械工程自动化中的应用研究
刘超
生成PDF 清样下载 引用

复制成功

导出题录

参考文献( GB/T 7714-2015 ) 复制

刘超,. 矿山智能化技术在机械工程自动化中的应用研究[J]. 矿山工程与技术,2024.3. DOI:10.12721/ccn.2024.157377.
摘要:
当前阶段,我国科学技术获得了持续的发展,在我国科学技术的加持下,自动化技术、智能化技术不断创新,且应用愈加普遍。在矿山开采过程中,机械设备的应用不可或缺。在机械工程自动化方面,智能化技术的应用,有效地提升了生产质量和效率。因此,在当下的矿山生产发展中,做好其机械工程自动化中智能化技术的应用就极为必要。
关键词: 矿山智能化技术;机械工程;自动化;应用
DOI:10.12721/ccn.2024.157377
基金资助:

引言

在矿山开采中应用机械自动化技术,能缩短开采时间,降低开采风险,实现成本管控,促使开采稳定性和效率显著提升,推动矿山进一步发展升级。

1智能化技术和机械工程自动化的概述

智能化技术又被称为人工智能,它是通过计算机科学技术和互联网科学技术的不断进步而产生的智能化技术。在现实应用中,智能技术可以利用对人脑的模拟,具备机器学习、知识图谱、自然语言处理、人机交互、计算机视觉等多种功能,从而可以让人们的各种使用需求得到充分的体现和满足。特别是在信息社会,通过对知识、信息和数据3个层面进行的分析,可以通过信息来表示知识,通过数据来表示信息,进而让智慧技术可以对知识进行多种方式的获得,为人类的工作和生活带来更为方便和有效的服务。机械工程自动化是一门集机械、电子和信息技术于一身的综合学科,它可以使机械设备进行自动作业,提高作业的品质和速度,降低作业中出现的错误。目前,在机械工程中使用的自动化技术,主要有柔性自动化技术、集成自动化技术等。利用这些技术,可以为我们的制造业提供更多的帮助,从而提高我们的制造业自动化程度。

2矿山智能化技术在机械工程自动化中的应用

2.1机载控制技术

采煤机的自动化与智能化控制技术主要应用在计算机及操作软件上,如果计算机需要传输数据,还需要以机载控制技术为载体。一般来说,机载控制技术会对采煤机实际操作信息与数据进行及时有效的传输,在实现自动化与智能化控制的基础上,对采煤机的实际运行效率进行提升。除此之外,采煤机还可以利用机载控制技术对煤层与岩层进行自动区分,这是因为当截割电动机电流遇到煤层与岩层时,系统能够控制采煤机有效躲过岩层;同时采煤机还可以通过设定的切割路线与流程来完成对煤炭的开采工作。如果这时采煤机的转速、电流及电压等参数较为稳定,就证明采煤机处于工作状态;如果这些参数有异常,便证明采煤机出现了故障。

2.2采煤机记忆截割技术

电控系统具有全工作面记忆截割功能,可根据现场要求通过倾角传感器记录摇臂状态、复位传感器修正煤机位置误差、编码传感器计算煤机位置等,实现记忆截割,并且根据储存的数据自动运行,实现自动导航、自动调高;具备可配置复杂工艺程序的记忆截割功能,以满足不同工作面的采煤工艺要求,根据矿井综采工作面实际情况实现两端头斜切、割三角煤等工艺,工艺程序可以修改并配置。1)采煤机正常工作时,其截割电动机电流、牵引电动机电流、采煤机速度、滚筒转速、滚筒调高油缸压力具有一个稳定状态值,采煤机上滚筒沿顶板岩石和煤体分界面割煤、下滚筒沿设定水平面割煤。2)上滚筒调高油缸压力在保持当前数值的基础上,给予一定的额外压力,从而保证滚筒截齿在不切割顶板岩面的同时,使滚筒紧贴顶板煤岩分界面切割。3)当采煤机监测到上滚筒截割电动机负载电流增大,且调高油缸压力波动范围变大,其平均值超过预设阈限时,表示滚筒接触到岩石。此时,保持采煤机牵引速度、滚筒转速不变,适当给调高油缸上腔供油、下腔回油,即适当降低滚筒,同时计算顶板切割角度是否超过综采工作面顶板倾角限制要求。4)若采煤机上滚筒高度降低后,油缸压力波动恢复正常,且顶板切割角度及工作面高度在综采工作面顶板倾角限制要求以内,采煤机就按当前工作参数工作。5)若滚筒高度不断降低,且顶板切割角度超过综采工作面顶板倾角限制要求,或者超过综采工作面高度要求,油缸压力仍然超限,采煤机发出信号要求执行单元降低采煤机滚筒转速和牵引速度,采煤机按照综采工作面顶板倾角最大限值,切割岩面强行通过。

2.3供液系统的多级过滤智能控制技术

在煤炭生产过程中,液压支架是保证安全的重要设备,乳化液泵是重要组成部分。乳化液的质量和压力是确保采矿设备安全高效运行和工人安全的关键。因此,探索供液系统的智能控制技术非常必要,需采取以下几项措施:①智能化、分散式控制。由于各控制器相互独立,能够通过总线进行互联,所以能够实现平行独立控制和中心集中控制;②频率转换技术的应用。该智能供液系统利用变频技术实现了速度调节、软起动和节能降耗,所以将变频技术与泵站电磁泄压阀相结合能够使乳化液泵站为工作面提供更稳定、高效的水压,提高供液系统的可靠性,防止系统压力过大波动,实现乳化液泵的无负荷起停;③多阶段过滤技术。多层过滤系统保证了液体洁净。洁净度保证系统以分层过滤和分散保护理念为基础,核心部件是具有全压差耐自动反冲洗功能的高压过滤站,拥有强大纳污能力的进水过滤站和高类型回流保护的回水过滤站,还有各级小型过滤器进行补充和保护构成洁净度保证系统的环形网络。

2.4远程控制式无人采矿

远程控制的无人采矿技术主要是利用模拟“人”的眼睛和听力,远离复杂的地下环境,达到无人开采目的。采用遥控式无人开采技术,实现了机械化及智能化,在重要的装置无法工作时,可以进行人工调节。LASC惯性导航系统可以实现对整个工作面的设备的实时监测和对工作面内的各种仪器的控制,液压托架和剪切机构采用惯性导航系统,对工作数据进行准确、实时的测量,以及对工作面进行直线控制和探测,剪切机可以将采集到的数据通过刮板传送到控制平台,由该平台进行统一的调度,向各系统发送数据,并对工作面进行实时的组织。将工作面的视频监控技术与设备的主动反馈信息技术相结合,可以使作业人员的劳动强度达到最小化,消除死角,减少意外风险,确保职工的人身安全。

2.5皮带运输智能化管理的应用

智能化管理的应用可以有效提高皮带运输的效率和安全性。(1)皮带运输数据采集和传输。皮带运输数据采集和传输技术可以实现对皮带运输过程的实时监测和控制,提高设备的可靠性和安全性。采集到的数据可以通过大数据分析技术进行处理和分析,提高皮带运输的效率和质量。(2)皮带运输自动化控制。可以通过人工智能技术实现对皮带运输过程的自动化控制,提高设备的运行效率和安全性。自动化控制可以实现对皮带速度、负荷和张力等参数的自动调节,使皮带运输过程更加稳定和安全。(3)皮带运输虚拟仿真。通过虚拟现实技术,可以对皮带运输过程进行虚拟仿真,帮助管理人员更好地了解皮带运输的运行状态和参数。虚拟仿真可以实现对皮带运输过程的模拟和优化,提高设备的运行效率和安全性。

结语

现阶段,自动化生产已成为矿山开采领域的重要发展方向。实现矿山开采设备的自动化工作能保障矿山生产更加安全稳定地进行,提高矿山开采的安全性、质量和效率,同时也可以为推动中国经济的稳步发展做出积极贡献。随着科技的不断进步和创新,机械自动化技术在矿山开采中的应用将进一步拓展,有利于实现煤炭行业的可持续发展。

参考文献

[1]张颖峰.智能化矿山采矿技术中的安全管理问题研究[J].世界有色金属,2022,No.611(23):181-183.

[2]郭宇.我国矿山装备智能化技术正逐步成熟[N].中国工业报,2022-09-01(003).D.

[3]陈艳艳.智能化技术在机械工程自动化中的应用[J].数字技术与应用,2022,40(04):45-47.

》在线投稿系统

*文章题目:
*作者姓名:
*电子邮箱:
*通讯地址:
*联系方式:

  备      注:

*上传稿件:

支持上传.doc,.docx,.pdf,.txt,.wps文件

投稿须知:

1、审稿结果将于1~7个工作日以邮件告知,请注意查收(包含录用通知书、审稿意见、知网CNKI查重报告)。

2、提交投稿后,若7个工作日之内未接到录用通知,则说明该文章未被录用,请另投他刊。

3、凡投寄本刊稿件,如在内容上有侵权行为或不妥之处,均应文责自负。本刊有权对来稿进行文字编辑、加工和修改,如不同意,请附说明,以便妥善处理。

4、多作者文稿署名时须征得其他作者同意,排好先后次序,通知用稿后不再改动。

5、凡投往本刊稿件一经录用发表,其版权归本刊所有。

6、本刊已全文录入中国知网、万方、维普等数据库,如作者不同意被收录,请提前申明,未申明者,本刊一律视为同意被收录。

7、请勿一稿多投。