让保守掘进机焕发智能重生

　　11月14日，山西焦煤山煤国际凌志达煤业15505运输顺槽内，跟着启动按钮被按下，EBZ200掘进机的截割头慢慢动弹，精准切入煤层，杂乱无章地推进。取此同时，地面安排核心的大屏幕上，这台掘进机的三维模子正同步模仿井下实况，截割轨迹、锚杆支护进度取探水数据及时跳动。这台能自从行走、精准截割，还可同步完成锚杆支护、超前探水的“智能掘进机”，恰是山西焦煤严沉手艺攻关科技揭榜制项目——“煤矿智能化掘进环节手艺研究取使用”的焦点。自2023年7月项目立项以来，山西焦煤山煤国际结合太道理工大学、唯实深蓝科技无限公司等多家单元，历时两年，使保守掘进机实现了的智能化变化。据统计，我国煤矿每年巷道掘进总量跨越1。2万公里，掘进工做面数量约为采煤工做面的三倍。“掘进是煤矿出产的咽喉，可我们的掘进工做面持久以来依赖的是人海和术。”山西焦煤手艺核心从任杨彦群一语道出的，是行业遍及难题，“比拟采煤，掘进已成为煤矿从动化、智能化扶植的短板，不只导致矿井采掘跟尾严重，也严沉限制了先辈产能的。”山煤国际凌志达煤业机电副司理吴晓峰对此感触感染颇深：过去的掘进、支护、探水工序彼此：掘进机完成截割后要先行移开，再调运锚杆钻机进行支护，最初换探水设备实施探测，单是设备搬移取工序转换就要耗时两个多小时。“一个功课轮回常需要2到3小时，地质前提复杂时效率更低。”更环节的是平安现患：送头功课人员稠密、粉尘浓度高、功课空间狭小，导致多沉风险叠加。然而，比效率和平安更现实的，是一道经济考题。山西焦煤正在用的保守掘进机若是全数改换为新型智能化掘锚机，单台成本是保守设备的数倍。这笔庞大的投入，让山西焦煤必需寻找一条更经济、更可行的径。“不克不及放弃现有设备，必需深挖其潜力！”杨彦群暗示，“对保守掘进机实施升级，攻关智能化环节焦点手艺，这是当前山西焦煤推进智能化掘进工做面扶植的最优径。”2023年7月，山西焦煤启动严沉手艺攻关科技揭榜制项目。手艺核心组织发榜招贤，山煤国际牵头，结合太道理工大学、唯实深蓝科技无限公司、奥创矿用设备无限公司、徐州徐工能源配备无限公司及凌志达煤业配合揭榜，组建了产学研用一体化团队，方针是将EBZ200掘进机升级为“掘、锚、探”一体化智能配备。项目标焦点难题，是把掘进、支护、探水、护帮四大功能集成于一台设备上。“徐工能源配备供给的EBZ200掘进机布局紧凑，要正在无限空间内加拆机载液压锚杆钻机、探水钻机及折叠式全断面送头护帮机构，难度极大。”山煤国际手艺担任人霍国存坦言，初期方案屡屡受挫。研发团队将疆场搬到了凌志达煤业机修车间。吴晓峰率领机电队工人拆解设备、丈量尺寸，并取太道理工大学团队协同进行图纸演算。“要不尝尝模块化设想？”正在一次深夜研讨中，手艺团队提出新思：将锚探系统取掘进机的毗连部门设想为可改换模块，实现快速拆拆。这一思打破了僵局。他们连夜赶制快速换拆机构，可第一次试验，锚杆钻机取探水钻机切换就耗时3小时，远未达标。霍国存当即组织结合团队拆解机构从头打磨，调整液压接吵嘴度。颠末十多次优化，最终实现锚杆钻机取探水钻机1小时内快速转换，较保守体例节约2小时。“结果怎样样？现场使用还存正在哪些问题？”该项目担任人、山煤国际能源集团副总司理、总工程师韩磊每次深切井下时，诘问的永久是细节和优化空间。恰是这种对极致的逃求，两台钻机得以同步实施钻探开孔，长探距离达125米，短探距离15米，实正实现了掘探并行。取此同时，高精度定位的难题也摆到了面前。井下粉尘大、振动强，常规系统难以不变逃踪设备。山煤国际手艺团队取唯实深蓝团队合做加拆高清摄像头取惯性传感器，通过粉尘自顺应算法滤除干扰。为验证精度，结合团队跟从凌志达煤业掘进队数十次深切15505工做面，采集上万组数据，最终研发出“视觉+惯导”组合系统，实现横向定位误差≤30毫米、航向丈量精度≤0。08度。依托这套系统，结合团队又开辟出基于绝对坐标的智能截割算法，使掘进机正在分歧姿势下都可以或许按照预设轨迹精准功课，断面成型尺寸误差节制正在10厘米以内。至此，保守掘进机实现了厘米级精度的“从动驾驶”。正在凌志达煤业安排核心的大屏幕上，15505工做面的三维巷道模子及时显示着井下掘进机的每一个动做。这套由山煤国际结合太道理工大学研发的数字孪生系统，被称为掘进机的“千里眼”。“通过激光雷达扫描巷道，我们建立了精度≤5厘米的数字化模子，再借帮传感器及时上传设备温度、压力、运转速度等数据，驱动虚拟模子同步运转。”霍国存注释，一旦呈现超挖、欠挖或设备温度非常，系统将当即诊断预警。结合团队王棣记得，为对比智能化结果，他们曾跟从掘进班组下井，每天细致记实工序耗时、人员设置装备摆设。客岁冬天，井下温度低导致数据传输不稳，大师裹着棉衣正在工做面守了三天三夜，现在，这套系统不只支撑近程，还能模仿分歧地质前提下的掘进工艺，成为职工培训的可视化平台。客岁10月底，项目中期验收会正在凌志达煤业举行。验收组现场不雅摩掘进机自从完成“截割—支护—探水”全流程功课，连系提效数据，分歧同意通过中期验收，并要求项目组继续正在15505工做面开展工业性试验并持续优化提拔。到本年10月，该项目成功交出了一份亮眼成就单：最高日进尺12米，月进尺321米，分析掘进效率提拔30%以上。“以前单班需12人，现正在仅需8至10人，工人无须再送头扎堆，平安系数大幅提高。”凌志达煤业党委、董事长、矿长田伟鹏暗示。值得一提的是，目前手艺团队已申请专利7项，颁发论文7篇，培育智能化掘进手艺人员15名。“这套系统不只合用于煤巷，还可拓展至半煤岩、全岩巷道。”韩磊引见。更环节的是，一台保守掘进机成本仅为新购买成套设备的1/5，为煤炭行业存量配备升级供给了高性价例如案。“我们将正在山西焦煤所属矿井全面推广这项手艺，让更多保守掘进机焕发智能重生。”杨彦群暗示，凌志达煤业的实践为山西焦煤甚至全国煤矿的智能化掘进供给了可复制、可推广的手艺径。“下一步，集团会加快推进该手艺的落地，让立异持续开花成果。”从人海和术到智能协同，从掘支分手到一体化功课，山西焦煤的这场智能化变化，不只冲破一系列环节手艺瓶颈，更摸索出一条合适煤矿现实的智能化掘进之，为全省煤炭工业高质量成长添上了浓墨沉彩的一笔。