智能采掘系统 智能采掘装备
智能采掘是矿业领域数字化转型的核心方向,通过融合物联网、5G、人工智能等前沿技术,实现矿山作业的安全、高效与无人化。当前我国智能采掘技术已从单机自动化向全流程智能化迈进,形成了涵盖地质勘探、开采规划、设备控制、安全监控等环节的完整技术体系。下面将从系统架构、关键技术、装备创新和应用案例等方面进行全面介绍。
智能采掘系统架构
智能采掘系统是一个集数据感知、网络传输、智能决策与自动控制于一体的综合体系,通过物联网、人工智能、5G、云计算等技术实现矿山全流程的数字化、自动化和智能化管理。
现代智能采掘系统通常采用"云-边-端"架构:
核心技术与创新突破
1. 精准地质信息系统
智能采掘的基础是构建动态更新的三维地质模型。通过激光扫描(LiDAR)、无人机航测、地质雷达等技术获取高精度地质数据,结合开采进度实时更新资源储量和品位分布,为智能决策提供依据。红柳林煤矿通过"5G+矿鸿+边缘计算"架构,实现了工作面地质条件的透明化可视化管理。
2. 智能控制与导航技术
高精度导航是无人化开采的关键,我国已突破国外技术垄断,自主研发了基于惯性导航的工作面直线度控制系统,采煤机定位精度可达±5cm,整体取直误差±50cm。赵庄煤业应用的5G+EBZ280M-2H掘锚一体机搭载位姿测量系统,能实时感知机组角度偏差,通过5G通信实现远程精准操控。
自主决策技术使设备具备环境适应能力,如:
3. 一体化集成技术
传统采掘工序分离导致效率低下,新型掘支运一体化技术将掘进、支护、运输功能集成:
智能采掘装备创新
1. 智能化综采装备
2. 快速掘进装备
3. 无人运输系统
典型应用案例与实践成效
1. 红柳林煤矿"5G+矿鸿"系统
该矿构建了云边协同的智能开采系统,主要创新包括:
项目实施后,工作面减少操作人员50%以上,生产效率提升30%。
2. 贵州山脚树矿智能采掘项目
贵州省科技重大专项"基于工业互联网的煤矿智能采掘技术"通过验收,形成21项专利和4项企业标准。项目针对喀斯特山区复杂地质条件,将AI、物联网、机器人等技术融合,实现采掘工作面智能化、无人化,显著改善作业环境。
3. 冀中能源智能化矿井群建设
峰峰集团以九龙矿为样板,相继建成辛安矿、羊东矿等四对智能化矿井。通过综合管控平台和大数据分析,实现设备状态实时监控、隐患智能预警,井下变电所、水泵房等场所实现无人值守。
发展趋势与挑战
1. 技术发展方向
2. 现存挑战
未来,随着《智慧矿山建设规范》等政策落地,到2026年我国煤矿智能化产能占比将超60%,智能采掘技术与装备将迎来更广阔的应用空间。企业需加强产学研合作,突破关键核心技术,推动我国从"跟跑"向"领跑"转变。