综采工作面远距离智能供液技术的研究

为了满足同忻矿高产智能化综采工作面在复杂地质条件下,远距离大流量稳压供液的要求,设计了综采工作面远距离智能供液方案,采用高端大流量泵站、变频器驱动的供液系统实现了工作面远距离的恒压供液,解决了复杂地质条件下开采过程中设备移动困难的问题。     

大采高综放工作面远距离供液供电技术

针对综采工作面远距离供液供电带来的压力损失、电压降损失等问题,以龙王沟煤矿大功率、重型综放设备远距离供液供电为基础,模拟分析了管路参数、流量对远距离供液管路压力损失的影响,研究了智能集成供液系统,分析计算了电压降损失对配电设备的影响及极限可靠供电距离,进行了龙王沟煤矿大采高综放工作面远距离供液供电方案优化设计。研究结果表明:乳化液流速越大,供液管路的沿程压力损失越大,龙王沟煤矿2450m远距离供液压力损失约为3.54MPa,采用变频智能集成供液系统实现了工作面恒压快速供液。高压变频器远距离供电需要采用专用变频电缆及电抗器,降低电网的干扰,采煤机、破碎机的极限可靠供电距离为1550m。远距离供液供电技术解决了龙王沟煤矿大采高综放工作面巷道行人困难、通风阻力大、设备列车数量多、推移劳动强度大等技术难题。     

基于AMESim的综采工作面远距离供液系统仿真分析

针对综采工作面采用远距离供液系统存在沿程阻力大、供液管路压力波动大及供液系统响应时间长等问题,利用AMESim软件对主要影响供液系统稳定的乳化液浓度、流量及用液量进行了仿真分析研究,结果表明,提高泵站流量和乳化液浓度、控制工作面液压支架同时动作架数,能够有效减小远距离供液系统的压力波动和响应时间,提高供液系统的稳定性,为综采工作面采用远距离供液系统时的管理维护提供了技术指导.     

采煤工作面远距离供液关键技术现状与展望

为系统地介绍远距离供液技术研究成果，对国内外远距离供液发展现状进行了全面的总结和归纳。分析了工作面传统供液方案存在的不足，探讨了远距离供液可以解决的主要问题及其优势，介绍了超大流量液压动力技术、多泵站并联多级卸荷压力控制技术、乳化液远距离回液中继技术以及工作面液压系统失压自动保护技术等远距离供液中关键技术的研究和应用。最后，在动力系统、管路系统及系统布置3个方面对远距离供液的发展方向提出了展望和建议，提出了随着供液系统高频脉动有效控制技术、基于变频调速的多泵站流量连续压力控制技术、以及远距离供液压降控制等技术的发展，工作面供液系统由现在的“一面一站”向“多工作面集中供液”再向“地面泵站”过渡的可能。     

综采工作面智能供液系统关键技术研究

针对岳城矿13091工作面乳化泵站出口压力脉动大、人工配液繁琐且准确度低等缺点,开发了一套乳化液泵智能供液控制系统,并对其自动配液、恒压供液及智能化控制等功能进行了现场试验。试验结果表明,乳化液泵工作压力保持在30.2~31.5 MPa,能够实现自动吸油和乳化液智能配比,乳化液浓度为3.9%左右,系统运行状况良好,实现了乳化液泵站的智能化运行。     

基于综采设备的智能清洁供液系统研究与应用

基于煤矿综采设备智能化发展理念和液压支架对供液质量的要求,分析了传统供液系统的控制方式及高盐碱度、高硬度、高浊度矿井水损坏液压支架的阀类及千斤顶的原因,研究出综采工作面高效智能清洁供液系统。该系统对井下水进行三级过滤(精度可达5μm),高清洁度液压介质保证了液压支架持续稳定运行,降低了阀类、千斤顶等液压元件的损坏率,同时,供液系统智能控制实现了设备无人值守,减少现场作业人员,满足远距离、大流量的供液需求,提升了煤炭开采的自动化、智能化水平。     

工作面智能供液技术进展与应用

工作面智能供液技术是智能化开采的核心技术之一。为解决工作面智能化开采中感知、决策、控制环节中对高数据传输速率、高传输稳定性和高数据处理能力的要求,研制了基于百兆工业以太网的集中分布式泵站控制系统,研究了故障预测与健康管理技术及智能按需供液控制技术,提升了智能化控制功能;分析了工作面液压系统工作介质质量综合保障技术的发展需求,创新了井下一体式反渗透（RO）水处理技术、高效多级过滤技术、全自动化乳化液自动配比及浓度矫正技术等关键技术。攻克高强度抗腐耐蚀材料、纯水介质吸排液可靠性技术、纯水电阻率保障技术等关键技术难题,研制适用于纯水工作面的智能供液系统,推进了绿色开采技术的发展。攻克了无人值守智能安全控制技术、及时快速供液和回液中继技术、综合多参数监测的远距离供液管路安全监控技术等核心技术难题,解决了复杂地质条件矿井远距离安全、高效供液难题。上述成果在国家能源集团神东矿区、中煤能源山西矿区、山东能源兖矿矿区的薄煤层和中厚煤层的综采、综放工作面进行了推广应用,满足现阶段智能化开采发展的对供液技术及装备的需求。     

基于交叠协同逻辑的液压支架运行自适应稳压供液控制方法

液压支架智能化自动跟机运行是煤矿智采工作面建设的一项重要目标,针对目前液压支架跟机运行时供液流量适配不合理导致的动作执行速度和精度不足等问题,以液压支架群组跟机稳定运行为液压动力适配目标,提出协同液压支架控制策略的自适应稳压供液控制方法。基于根据支架动作特征提前适配合理供液流量的稳压供液原理,结合多泵+变频供液方式特点,提出供液与支架交叠协同控制逻辑;依据液压传动原理,推导交叠协同逻辑下液压支架跟机速度、液压系统压力变化率的求解方程,揭示供液流量调控策略与液压支架动作策略对上述两者的耦合作用机理;依据多响应优化问题求解理论,以液压支架跟机适速及其各动作压力平稳为多个目标,构建液压支架运行满意度函数并采用双层规划方法求解,实现自适应液压支架运行的供液流量调控智能决策;利用MATLAB与AMESim联合仿真,模拟相同液压支架运行动作过程的多泵联动、变频恒压、自适应稳压等不同供液控制方法,通过综合对比各方法在液压系统压力均值、压力方差、供液卸载次数、液压支架动作行程平均相对误差、供液作用效率等评价指标,验证了本文提出方法的优势。最后,通过工业级试验验证得出,自适应稳压供液控制方法具有较好的稳压效果,可行性较高。     

采煤工作面集中配液及远程供液系统应用

近年来,煤矿智能化在全国掀起新一轮技术革命。智能开采对采煤工作面供液系统的供液能力、供液效率、供液质量提出了更高的要求。系统阐述我国煤矿采煤工作面在传统分散式供液方式上存在的突出问题,研究地面集中配液及采区远距离供液系统,在兖州煤业鲍店煤矿实施应用,有效保障采煤工作面高压用液需求,同时为智能开采提供了可复制的成功经验。     

大采高工作面乳化液泵站变频驱动方式优化设计

基于乳化液泵站采用变频恒压供液技术的必要性,提出塔然高勒煤矿大采高工作面乳化液泵站采用智能变频恒压供液系统,并对变频驱动方式进行优化设计,确定采用变频器+组合开关的驱动方式,该驱动方式较其他2种驱动方式具有投资小、控制简单、维护方便等优点。通过分析比较,最终确定选用BPJ-315/1140型变频器和KJZ-1500/1140-9型组合开关联合运行,以实现乳化液泵站的恒压供液。该驱动方案可为其他矿井乳化液泵站变频恒压供液系统设计提供参考。     

采煤工作面变频供液技术研究

针对乳化液泵站工频控制时存在电气及机械冲击大、效率偏低、电能消耗大等问题,提出将恒压变频控制系统应用到乳化液泵站控制中。恒压变频控制系统通过乳化液泵站出口处压力传感器,实现管路压力实时监测,监测结果与设计值进行比对,并经变频器内置PID算法分析后,确定变频器输出电流频率,确保乳化液泵站输出压力与设计值相吻合,提高供液质量。在3506综采工作面进行工业试验,结果表明恒压变频供液系统运行平稳,可显著提升乳化液泵站稳定性、工作效率,不仅可满足液压支架乳化液供液需要,而且可以降低电能消耗。     

综采工作面智能化远程集中恒压供液系统研究与应用

针对河南能源集团焦煤公司中马村煤矿(以下简称“中马村矿”)综采工作面一面一乳化液泵站供液配置方案现存问题，研究了满足综采工作面需求的智能化远程集中恒压供液系统。分析了中马村矿乳化液泵站供液现状，并详细介绍了中马村矿综采工作面智能化远程集中恒压供液具体实施方案。实际应用表明，该方案能够满足中马村矿综采工作面液压支架动作快速、自动跟机、成组拉架的工作需要，不仅降低了工序能耗和设备噪音，而且实现了无人值守，同时减少了综采工作面搬家倒面部分安拆工作量和人员占用，综合效益显著。     

永智煤矿综采工作面智能化技术研究与应用

智能化无人开采是煤矿发展的趋势。文章以永智煤矿5101工作面为背景,对综采工作面智能化建设展开了分析探讨。通过采煤机智能控制系统、电液智能控制系统、集控系统、集成供液控制系统、工作面自动找直系统等实现了采煤机记忆割煤、液压支架跟机运行、自动补液、设备监控与故障监测,使工作面初步达到了智能化水平。     

大倾斜综放工作面大流量远距离清洁自动供液系统关键技术研究

煤炭安全高产高效开采对综采工作面对供液系统供液能力、供液效率、供液质量以及供液系统的智能化水平提出了更高的要求。研究了大倾斜综放工作面大流量远距离自动供液系统主要关键技术,包括:大流量长距离供液管路及泵站的科学设计、自动控制技术、配液用水处理技术、乳化液浓度自动配比技术、集中配液技术及管路减震技术。庞庞塔煤矿应用该系统,解决了大倾斜综放工作面液压动力源问题,提高了效率,节约了成本。     

庞庞塔煤矿综采工作面恒压供液系统研究

结合庞庞塔煤矿综采工作面的具体应用现状,设计了变频驱动控制的恒压供液系统。在泵出口管道中设置压力传感器、流量计等,同时在每台液压支架乳化液入口处安装一个蓄能器。压力、流量等数值由各种传感器来进行采集,并把监测到的数据反馈给PLC控制器。PLC控制器通过把传感器送来的数据和系统预设好的数值进行比较来判断供液系统是否需要加压或着减压,以此通过变频器来改变电机的转速,以实现供液系统维持恒压状态。     

庞庞塔矿综放工作面远距离供液系统设计

为解决庞庞塔煤矿9#煤工作面生产中存在的煤层倾角大、供液距离远、供液压力大、防倒防滑控制难度大、频繁咬架等问题,设计了大倾斜综放工作面大流量远距离自动供液系统。庞庞塔煤矿应用该系统,解决了大倾斜综放工作面液压动力源问题,提高了效率,节约了成本。     

采煤机煤岩截割智能识别系统构建与流程设计

煤岩识别是实现煤矿智能化工作面的关键技术之一,本文分析了电牵引式采煤机基本结构和原理,其主要结构包括截割机构、行走机构、破碎机构、液压系统、电气系统以及其他辅助机构,基于此,构建了采煤机煤岩截割智能识别系统,该系统由信号识别前端、数据交换传输基站以及远程监测控制中心组成,并设计了采煤机煤岩截割智能识别四大流程:信号增强、信号去噪、模式识别、智能控制,为煤矿智能化工作面建设提供一种新思路或新技术,具有一定的研究意义。     

太平煤矿压风机组远程智能控制技术改造

为逐步实现矿山智能生产控制与管理,通过全面评估太平煤矿压风系统运行现状,对其关键控制环节进行技术改造,包括低成本改造煤矿主要压风设备、升级软件控制系统、增加传感器监控模块等;通过引入恒压供风精确控制技术,保障压风机组稳定供风。实践表明,经技术改造后的煤矿压风系统实现了对井下设备的实时监控预警和系统智能化管理,提高了压风系统的供风质量和稳定性,取得较好的经济效益和安全效益。     

煤矿恒压供液PLC变频调速控制系统

针对煤矿井下地质条件复杂,支架压力变化大,供液系统压力波动大等问题,采用PLC为控制核心,结合变频调速,设计了一套恒压供液PLC变频调速控制系统。该系统经现场运行表明,系统平稳、可靠、节能,达到了设计要求。     

超大采高智能化综采成套装备及系统集成

研发了工作阻力为20 MN的超大采高液压支架及电液控制系统,提出了智能化大功率采煤机系统的参数要求,研发了基于变频控制的智能刮板输送机系统,并利用智能化集成供液系统保证了超大采高工作面液压支架快速跟机移架,为单一工作面实现产量15 Mt/a奠定了基础。通过视频监控系统、三机语音通讯系统及高可靠性工作面高速网络平台,实现了以工作面顺槽监控中心为基础的综采设备智能化集成设计,推动了我国煤矿厚煤层智能化开采技术的发展。