煤矿智采工作面概念及系统架构研究

摘要

cqvip:基于时间维度梳理了智能化采矿概念,提出智采工作面定义--一个在不同程度上无需人工干预而独立完成采煤作业的生产系统,指出智采工作面的基础是智能机器,其特征是自主感控,功能是独立作业,目的是无人化开采。明确了智采工作面应具有自主感知、自主决策、自主控制、自主协同、自主交互等5个智能要素。根据这些智能要素的水平差异,将智采工作面划分为初级、中级和高级,其发展与自动化、信息化、互联化工作面建设相衔接,是一个渐进提升的过程:预计到2025年左右,我国重点煤矿将实现初级智能化采煤作业;到2035年进入中级智能化,智采工作面具有自主感知、自主调控能力,在条件较好的一些煤矿基本实现无人化采煤作业;2045年左右,我国煤矿将建成高级智采工作面,实现工作面无人化开采。为此,构建了智采工作面评价指标体系,介绍了定性的蛛网图评价法和定量的层次分析评价法。为了提高智采工作面建设系统性,建立了智采工作面耦合关联模型,提出采煤工艺、设备和煤流的3个智能闭环,以提高采煤与煤层、支护与岩层、运输与割煤的自适应性;提出一个涵盖功能维、技术维和组织维的智采工作面体系架构,为智采工作面实现跨机群、跨平台的纵向和横向集成,形成协同与共治的智能开采生态提供模型化基础。