为解决综采工作面跟机移架速度慢的问题,提出了基于蓄能器的分布式供液系统,并在柠条塔S1204工作面开展了试验应用。根据工作面的采煤工艺和产能要求确定了跟机移架速度,建立了全工作面供液系统仿真模型,对液压支架单架、双架和三架同时移架的动作过程进行模拟并分析影响移架时间的因素,结果表明为使工作面生产能力提升到1000万t/a,中部液压支架跟机速度要达到12 m/min以上,需采用双架或三架成组移架来满足其移架时间的要求。为解决该工况压力波动大且易产生丢架的现象,提出在液压支架上设置“蓄能器+单向阀”的分布式蓄能稳压方案,以平衡工作面液压系统瞬时大流量供给不足与平均供液能力过剩的矛盾,并给出了基于流量补偿的蓄能器选型方法。仿真分析表明在安装分布式稳压供液系统后,双架和三架成组移架时间分别减少6.2%和11.5%,尤其...

针对固定工位监控井下支架群存在业务场景适应性不足及操作不直观的问题,提出了井下支架集群管控移动端系统设计方案。以控制器电液控系统和综采工作面集控系统为数据交互对象,以无线通信方式为基础搭建移动端系统与电液控系统及集控系统进行数据交互的桥梁,具备对综采工作面液压支架无线集群监测、远控、视频监控和参数批量管理的功能。煤矿用户可在工作面环网内任意位置集群管理支架群。实际应用效果表明,与传统监控方式相比,该系统丰富了用户远程监控井下液压支架的应用场景,提高了远控操作的便携性。

煤矿综采工作面是保证煤矿开采强度的关键作业场所。为解决目前煤矿井下综采工作面采煤机与液压支架协同控制性能差、控制精度不高、设备之间的协同不足等问题,由此导致综采工作面的控制精度低,开采过程无法实现对煤层的高效开采。为此,研究了综采工作面采煤机、液压支架的协同控制关键技术,提出了采煤机与液压支架协同控制机制,保证了采煤机与液压支架之间的协同动作。在山西某煤矿进行现场应用,结果表明所提出的采煤机与液压支架协同控制技术不仅提高了采煤机的掘进速度,而且也加快了巷道的掘进速度,极大地增加了综采工作面的产量,提高了煤矿的经济效益,为后期实现煤矿综采工作面的无人化、智能化提供参考。

为了解决大采高综采工作面支架间人员作业区域粉尘污染严重的问题,采用现场调研方法,分析得出支架掩护梁与顶梁铰接的部位是降柱移架产尘的主要位置,需要重点治理;通过对胶皮与滑槽为主要结构的支架防尘装置动作过程的分析,得出刚性滑槽由于受力不平衡而产生扭转,提出以胶皮为主要结构的柔性自适应液压支架防尘装置,并对其有效性和可靠性进行了现场试验。现场应用表明该装置降尘效率达94%以上,显著改善了综采工作面下风侧人员作业区域的环境卫生条件;接尘导尘组件将落尘全部导入架间,极大降低了工人清理的工作量。

针对某矿综采工作面液压支架对齐效率低下、作业人员多、安全性低等问题,设计出液压支架的自适应对齐控制解决方案,结合液压支架自对齐工序,设计出液压支架自适应对齐控制系统的软硬件,并将该设计系统应用于某煤矿4-3煤层,结果表明应用该设计系统后,综采工作面自动化生产效率提高,日产煤提高近2000 t,年产量增加88万t,每年增加收益2.1亿元;工作面作业人员减少15人,降低人工成本200万元。

煤矿综采工作面智能协同技术亟须解决基于复杂井下条件的采煤机精准定位和自适应作业、刮板输送机自动调直、液压支架自动跟机等系统协同控制问题,其中,液压支架位置与姿态检测技术是实现智能协同的关键技术之一。提出了1种基于多维传感的液压支架姿态检测方案,其可以采用基准光电跟踪器、局部光电跟踪器、双轴水平仪等设备获取绝对坐标系下液压支架的绝对位置和姿态,为更加精准地实现综采工作面地理信息系统及液压支架的纠偏、调直、控制等奠定了基础。该方案已在综采工作面开展试运行,运行结果显示,其有效实现了综采工作面液压支架绝对位置的精准检测,而且综采工作面系统的协同精度和效率均得到了显著提升。

随着煤矿井下综采工作面自动化水平的不断提高,采煤高度的实时、准确测量和读取越来越重要。作为工作面控制的重要参数,其同压力数据相结合,及时反映顶底板活动规律,对安全生产具有指导作用;监控截煤深度与高度,自动计算出矿井出煤量,具有积极的现实意义[1]。