综采自动化智能化无人化成套技术与装备发展方向
自动化生产线中的无人化与智能化
自动化生产线中的无人化与智能化随着科技的发展和人工智能的日益成熟,传统的人工操作逐渐向无人化、智能化的方向转变。
在自动化生产线中,无人化和智能化的应用正在发挥越来越重要的作用。
本文将探讨在自动化生产线中无人化与智能化的发展趋势以及对生产效率和经济效益的影响。
一、无人化的发展趋势随着机器人技术的不断进步,自动化生产线中的无人化操作成为现实。
无人化操作能够提高生产线的效率,减少人力成本,并降低人为因素对生产过程的不确定性。
无人化操作的发展趋势主要表现在以下几个方面:1.1 无人机器人应用在自动化生产线中,无人机器人扮演着至关重要的角色。
无人机器人能够完成各种复杂、重复的工作任务,如物料搬运、装配、检测等。
通过引入无人机器人,可以有效减少人为操作错误的风险,提高生产线的稳定性和准确性。
1.2 自动化仓储系统自动化仓储系统是实现无人化操作的重要组成部分。
通过自动化仓储系统,原材料和成品可以实现无人自动化存储和检索。
这可以节省大量的人力,并提高仓储效率和准确性。
1.3 无人驾驶车辆在自动化生产线中,无人驾驶车辆的应用也逐渐增多。
无人驾驶车辆可以用于物料运输、产品配送以及工人员工的接送等方面。
这不仅提高了整体生产线的效率,也减少了人力资源的浪费。
二、智能化的发展趋势智能化是无人化操作的基础,通过引入人工智能等技术,使得自动化生产线能够更加智能地进行工作。
智能化的发展趋势主要体现在以下几个方面:2.1 数据分析与决策支持自动化生产线产生的大量数据可以通过人工智能技术进行分析和处理。
通过数据分析,可以帮助企业获得更多的生产线信息,提升决策的准确性和及时性。
例如,可以通过对产线数据的分析,预测设备故障,并提前进行维护,避免因设备故障导致的生产线停工。
2.2 自适应控制系统智能化的自适应控制系统能够根据生产线的实际需求进行自主调整和优化。
利用人工智能技术,系统可以根据实时数据和预设的规则进行调度和控制,使得生产线能够更好地适应市场需求和变化。
未来的工程机械自动化和无人化的发展趋势
未来的工程机械自动化和无人化的发展趋势工程机械作为建筑行业不可或缺的工具和设备,其自动化和无人化技术的发展成为近年来的热点话题。
随着科技的不断进步和人工智能的快速发展,工程机械的自动化和无人化已成为未来的发展趋势。
本文从不同角度探讨未来的工程机械自动化和无人化的发展趋势,包括技术应用、市场需求和社会影响。
一、技术应用方面1. 传感技术和智能控制系统的应用未来的工程机械将会采用更先进的传感技术和智能控制系统,实现对环境和工作状态的实时监测和分析。
比如,通过安装各种传感器,机械设备可以感知到周围环境的温度、湿度、压力等参数,并且根据这些信息做出相应的工作调整。
2. 无人驾驶技术的应用未来的工程机械将会更加智能化,可以实现无人驾驶。
无人驾驶技术的应用将提高工程机械的工作效率和安全性。
比如,可以通过激光雷达和摄像头等设备实现对工程机械周围环境的感知和判断,从而实现自主导航和避障功能。
3. 人工智能和机器学习的应用人工智能和机器学习技术在工程机械的自动化和无人化方面发挥了重要作用。
未来的工程机械将会具备更高的智能化水平,可以通过学习和不断优化算法,适应不同的工作场景和任务需求。
通过机器学习技术,工程机械可以主动学习并改进自身的工作方式,提高工作效率和准确性。
二、市场需求方面1. 提高工作效率和质量工程机械的自动化和无人化可以大幅提高工作效率和质量。
由于没有人为因素的干扰,工程机械可以更加精准地执行任务,减少误差和事故发生。
同时,自动化和无人化技术的应用可以大幅减少人工疲劳和耗时,提高工作的效率和生产力。
2. 降低劳动力成本和人力资源压力工程机械的自动化和无人化可以减少对人力资源的依赖,降低劳动力成本。
目前,建筑行业人才短缺是一个普遍的问题,而采用自动化和无人化的工程机械可以在一定程度上缓解这一问题,减轻企业的人力资源压力。
三、社会影响方面1. 促进产业升级和转型工程机械的自动化和无人化将会促进建筑行业的产业升级和转型。
煤矿采掘智能化关键技术解析
煤矿采掘智能化关键技术解析摘要:开展煤矿综采工作期间,通过应用智能化技术,不仅实现了无人化生产的目标,还能确保生产过程的安全、顺利、高效。
对煤矿采掘智能化关键技术进行全面、深入的分析,以供参考。
关键词:煤矿;综采智能化;工作面;关键技术引言21世纪以来,我国安全高效高端综采技术与装备研发突飞猛进,取得大批重要成果,推动煤炭行业机械化、自动化程度大幅提升,安全保障程度大幅提高,许多重点矿区连续实现亿吨无死亡[1-3]。
随着我国经济发展方式的转变,煤炭行业也由粗放的生产方式向集约化、精细化方向转型[4-5],智能化开采成为煤炭安全高效开采的发展方向与必然趋势。
我国智能化开采技术起步较晚,2007年才实现了电液控制系统的国产化。
在国家高技术研究发展计划(863计划)、国家重点基础研究发展计划(973计划)及智能制造专项的支持下,先后研发了采掘装备远程遥控、自动化放煤、直线度控制、采煤机自动调高等技术[6-9]。
通过智能协调工作面各设备自动运行,解决工作面装备智能决策缺失难题,实现工作面智能化开采。
1 煤矿智能化开采的含义将智能化开采系统运用到煤矿开采过程中,可以使煤机装备实时感知井下的复杂环境与变化,然后对控制参数进行相关调整。
在煤矿智能化开采过程中,智能感知、智能决策及智能控制非常关键。
煤矿智能化系统就是以自动化装置为重点,结合具有现代化特点的理念与思想,对矿山的开采信息进行收集,而后再应用网络将数据进行集成,利用智能化操作提供高质量的服务。
智能化设备可以自主地方式进入学习过程,且其决策能力也极强,能更好地感知和分析问题,并自主修正,即使将其运用到复杂性的条件和环境下,它也能制定出科学性、可行性较强的开采计划与方案。
结合环境产生的不同变化,智能化开采设备可发挥出自身的作用和优势,真正实现智能化开采的目标。
在复杂的条件下,智能开采设备也可以进行无人开采。
2 综采工作面智能开采关键2.1智能开采系统2.1.1 设备组成智能开采系统设备在井下部分主要有液压支架、超前支架、采煤机、刮板机、皮带机、破碎机、转载机、乳化泵、交换机、自动配比、工作面摄像系统,再经环网至调度室。
无人机的应用领域与发展趋势
无人机的应用领域与发展趋势无人机(Unmanned Aerial Vehicle,简称为UAV)是一种不需要人员搭乘的飞行器,它通过自主导航、传感器和控制系统完成各种任务。
随着技术的不断进步和成本的不断降低,无人机的应用领域和发展趋势也呈现出了日益广泛和多样化的趋势。
一、农业领域在农业领域,无人机的应用已经取得了显著的成果。
无人机搭载的遥感传感器可以对农田进行高精度的测绘,帮助农民进行土壤分析、植物生长监测等工作。
通过这些数据,农民可以更好地了解农田的状况,并进行农作物的精准施肥和灌溉,提高农作物的产量和质量。
此外,无人机还可以通过空中喷洒农药、除草剂等,提高农业的效益,并减少对环境的影响。
二、环境监测无人机在环境监测方面的应用也日益增多。
无人机配备的高性能传感器可以对大气、水质、土壤等环境数据进行实时监测和采集。
通过无人机的灵活性和高效性,可以更好地监测和评估自然资源的状况,如林火监测、海洋生态调查等。
同时,无人机还能够对污染源进行定位和监管,有助于保护环境和促进可持续发展。
三、物流与交通随着电商行业的快速发展,无人机在物流领域的应用也日益普及。
通过无人机的空运能力,可以实现快速、高效的商品配送。
无人机在紧急救援、药品运输等领域也发挥着重要作用。
此外,无人机还可以用于交通管制、城市规划等方面,提供实时的交通信息、拍摄城市全景图等,方便决策者制定相应的规划和管理措施。
四、航拍与娱乐无人机作为航拍工具在电影、广告等行业中得到了广泛应用。
它可以提供高空俯瞰的视角和独特的画面效果,为影视作品增添了震撼和艺术感。
同时,无人机摄影也被广泛应用于旅游摄影、体育赛事等领域,为大众提供了全新的观赏体验和娱乐方式。
未来的发展趋势:随着无人机技术的不断创新和突破,其应用领域还将继续扩大。
以下是未来无人机发展的几个趋势:1. 智能化与自动化:随着人工智能和自主导航技术的发展,无人机将更加智能化和自动化。
它们将能够更好地识别障碍物、实现自主飞行和避障,提高飞行的安全性和稳定性。
综采工作面无人化开采技术
综采工作面无人化开采技术随着科技的不断发展,采矿行业也在不断向智能化、无人化方向发展。
综采工作面无人化开采技术正是其中的一项重要技术。
本文将围绕这一技术展开介绍和探讨。
综采工作面是矿井开采中的重要部位,也是最危险的地方之一。
传统的综采工作面开采方式需要大量的人力投入,工人需要在狭窄的地下空间进行作业,极易受到煤尘、毒气等危害。
由于综采工作面地质条件复杂、环境恶劣,存在诸多安全隐患。
开发综采工作面无人化开采技术对于提高采矿安全、降低生产成本具有重要意义。
综采工作面无人化开采技术是指利用自动化设备和远程控制系统,实现对综采设备全自动化、无人化操作。
其核心是采用计算机视觉技术、机器人技术、传感器技术等先进技术,替代人工操作,实现对综采机械的全自动控制和运行监测。
1. 无人化采煤机无人化采煤机是综采工作面无人化开采技术的重要应用之一。
它是通过激光测距、摄像头成像等传感器对煤层进行扫描识别,然后使用自动控制系统实现对采煤机的全自动操作。
无人化采煤机不仅能够提高采煤效率,降低人力成本,还能够减少因人为因素造成的事故和损失。
2. 电液控制系统综采工作面的无人化开采技术还包括电液控制系统的应用。
通过电液控制系统,可以实现对综采设备的远程控制和运行监测,避免了工人在危险的工作环境中作业。
通过对设备的远程监测和控制,可以及时发现设备的故障和问题,减少因设备故障造成的停机损失。
3. 基于人工智能的智能化控制系统基于人工智能的智能化控制系统是综采工作面无人化开采技术的新趋势。
通过引入深度学习、强化学习等人工智能技术,能够使控制系统具有自主学习、自适应调节的能力,从而能够更好地适应不同的开采环境和工作条件。
1. 优势(1)提高安全性。
无人化开采技术可以有效减少工人在危险环境中的作业,降低因人为因素造成的事故概率。
(2)提高生产效率。
无人化开采技术能够减少人力成本,提高设备的运行稳定性和可靠性,从而提高生产效率。
(3)降低成本。
国家无人机技术发展现状及未来趋势分析
国家无人机技术发展现状及未来趋势分析一、背景介绍近年来,无人机技术以其高效、低成本、多功能等优势在国防、民用等领域不断得到应用和推广,成为人们热议的话题。
作为目前最为火爆和具有前途的技术之一,无人机技术的快速发展和应用也受到国家和世界的高度关注。
本文将着眼于国家无人机技术的发展现状和未来趋势进行深入分析,为大家解析无人机的前景和应用前景。
二、国家无人机技术发展现状1.发展进程自20世纪20年代以来,无人机技术将成为各国军事战略的重要部分,并在20世纪80年代出现了机载无人机(UAV),成为现代无人机技术的确立。
而在中国,无人机技术的发展自20世纪80年代末起步,到二十一世纪初逐渐成熟,现在各种无人机已经成为中国各类军事行动的主要武器之一。
2.技术现状目前,国家无人机技术的发展已经到达一个相当成熟和均衡的阶段,主要表现在以下几个方面:(1)通信技术方面:无人机通过卫星、地面、舰上、飞行器等多种方式实现与控制中心之间的互相通信;(2)控制技术方面:可靠的导航和定位系统,使机体可精确定位;(3)动力和飞行控制技术方面:常见的动力系统包括内燃机、电动机和液压动力系统;(4)结构材料方面:无人机采用轻质化、高强度的材料,并对机体内部结构进行精细优化;(5)传感器技术方面:现有的传感器技术已经完全能够满足各类任务的需要。
三、国家无人机技术未来趋势分析1.技术发展趋势未来国家无人机技术的发展将会出现以下几个趋势:(1)智能化发展:随着技术的进一步发展和应用领域的不断拓展,人工智能技术将应用到无人机的控制和引导系统中,实现自动化控制;(2)小型化发展:无人机将会向着更小、更轻、更精细化的方向发展,进一步提高无人机的机动性和适应性;(3)多功能化发展:尽可能实现一机多能,从而最大限度地提高无人机的使用价值;(4)网络化发展:无人机可以通过云计算、大数据等技术实现更优质的信息交互、智能数据处理和共享。
2.应用前景展望未来国家无人机技术的应用前景仍是非常广阔的,主要表现在以下几个方面:(1)军事领域:在各类作战任务、侦察、轰炸、侦查等领域都能得到广泛的应用;(2)民用领域:在电力供应、油田勘探、飞行监测、救援等方面有重要的应用价值;(3)物流配送领域:无人机可以自由进出各类地形环境,且提供快速便捷的物流配送服务。
无人机技术的发展现状及未来发展趋势
无人机技术的发展现状及未来发展趋势无人机技术是一项迅猛发展的技术,既有广泛应用的现状,也有激动人心的未来发展趋势。
本文将从多个角度对无人机技术的发展进行探讨。
首先,无人机技术在军事和安全领域有广泛的应用。
随着传统战争趋于减少,无人机作为一种代替传统军用飞机的武器系统,已在冲突地区广泛使用。
无人机能够提供实时监视、侦察和目标打击等功能,使得军队在战场上获得更大的优势。
此外,无人机还可以用于情报收集、边境巡逻和反恐作战等领域,对维护国家安全具有重要意义。
而在民用领域,无人机技术也取得了长足的进步。
例如,在农业上,无人机可以用于农田的植保、农作物的检测和管理,提高生产效率和降低成本。
在物流领域,无人机可以用于货物的运输,快速送达目的地。
在电力领域,无人机可以用于电线和输电塔的巡检,提高工作效率和安全性。
此外,无人机还被用于应急救援、环境监测和科学研究等领域,拓展了人类活动的边界。
无人机技术的发展离不开关键技术的突破。
首先,无人机的自主飞行和避障能力是关键技术之一。
目前,自主避障技术已经取得了很大的突破,能够通过感知环境并做出合理决策,避免与障碍物相撞。
其次,无人机的组网和多机协同也是关键技术。
通过无线通信和协同控制,多架无人机可以形成一个网络,共同完成复杂任务。
此外,无人机的能源和电池技术也在不断提升,延长了无人机的续航时间,扩大了其应用范围。
未来,无人机技术有着广阔的发展前景。
首先,无人机将成为智能城市建设的重要组成部分。
无人机可以用于城市交通管理、城市巡逻和城市服务等方面,提升城市管理和民众生活质量。
其次,无人机也可以被应用于电商和快递行业。
随着电商的兴起,无人机可以实现快递的自动化和无人化。
此外,无人机还可以用于旅游和娱乐,为人们提供独特的体验和景观拍摄。
再次,随着无人机技术的持续进步和普及,个人用户也能够享受到更多个性化和便利化的服务,例如无人机摄影和航拍。
同时,无人机技术还面临着一些挑战和问题。
浅谈无人机的发展现状及发展趋势
浅谈无人机的发展现状及发展趋势无人机(Unmanned Aerial Vehicle,简称UAV)是一种可以在没有人操控的情况下执行任务的飞行器。
近年来,无人机技术取得了巨大的发展,并在各个领域得到了广泛应用。
本文将就无人机的发展现状及发展趋势进行浅谈。
一、无人机发展现状1. 技术成熟度提升:随着科技的不断进步,无人机的技术成熟度不断提升。
现代无人机配备了先进的传感器、导航系统和通信设备,能够实现高精度的飞行控制和数据传输。
2. 应用领域广泛:无人机已经广泛应用于军事、民用和商业领域。
在军事方面,无人机可以执行侦察、目标打击和无人侦查等任务。
在民用方面,无人机可以用于航拍、物流配送和灾害救援等领域。
在商业方面,无人机可以用于农业、建造和电力巡检等任务。
3. 市场规模不断扩大:随着无人机技术的成熟和应用领域的拓展,无人机市场规模不断扩大。
根据市场研究公司的数据显示,全球无人机市场规模估计将在未来几年内达到数百亿美元。
二、无人机发展趋势1. 自动化技术的应用:未来无人机将更加注重自动化技术的应用。
通过引入人工智能、机器学习和自主导航等技术,无人机可以实现更高级别的自主飞行和任务执行能力,减少对人工操作的依赖。
2. 多旋翼无人机的发展:多旋翼无人机由于其垂直起降和悬停能力,适合于城市环境中的低空飞行任务。
未来,多旋翼无人机的技术将进一步提升,飞行时间将得到延长,载荷能力将增加,应用领域将更加广泛。
3. 高空长航时无人机的研发:高空长航时无人机将成为未来无人机发展的重要方向。
这种无人机可以在高空飞行,执行长期的侦察和监测任务。
通过采用太阳能供电、高效能源管理和轻量化材料等技术,无人机的飞行时间可以达到数天甚至数周。
4. 无人机与物联网的融合:无人机与物联网的融合将推动无人机应用领域的进一步拓展。
通过与传感器、云计算和大数据等技术的结合,无人机可以实现更高效的数据采集、处理和分析,为各行各业提供更精确的信息支持。
浅析无人机未来发展方向
浅析无人机未来发展方向无人机指的是无人驾驶的空中机器人,它在军事、民用、科学以及娱乐等众多领域都有广泛的应用。
随着技术的不断进步和成本的不断降低,无人机的市场需求也在不断扩大,并且发展方向也在持续变化。
本文将从三个方面浅析无人机未来发展方向。
一、技术升级和大规模应用当前无人机在军事、安防、测量、农业、消防等多个领域已经得到广泛的应用,但从全面实现大规模的商业化应用,还存在一些技术瓶颈。
比如无人机的自主飞行技术、安全装备、云台技术、多机编队控制技术、通讯和导航系统等,在实现更加复杂任务的时候还有待完善。
未来无人机的技术升级和应用的大规模化将成为无人机行业发展的方向。
二、多元化产品和智能化随着无人机的技术不断发展,未来的无人机产品将更加多元化,与传统的无人机架构和用途有所不同。
未来可能会出现更加轻便的穿戴装备或更加符合用户个性化需求的无人机款式等。
同时,由于人工智能和自动化技术的不断发展,无人机的智能化水平将不断提升。
未来的无人机可以自己判断空气、落地的平稳性以及设定自主飞行路径等,这些技术的升级将会在无人机运用中发挥重大作用。
三、应用范围更加广泛当前无人机应用较广,未来应用范围将更加广泛。
随着社会对环保问题的关注不断增强,无人机将被广泛用于环境监测和空气污染治理。
另外,随着5G技术的不断普及和应用,无人机在天基通信和网络覆盖上也将发挥巨大作用。
此外,无人机还可以应用于城市规划、物流配送、医疗卫生、地理勘探等多个领域。
总之,未来无人机的发展将是技术升级、产品多元化和应用范围更广泛的方向。
在未来的发展中,随着国内外市场需求的不断增长,无人机的保密、智能化将会成为无人机行业在未来的又一重大发展趋势。
谈谈综掘工作面开采技术的现状及发展趋势
Mineral Technology410《华东科技》谈谈综掘工作面开采技术的现状及发展趋势乔兴军(淮北矿业集团公司西北分公司淖尔壕煤矿,内蒙古 鄂尔多斯 017200)摘要:本文简要地介绍了我国综掘工作面开采技术与装备研究现状,并对综掘工作面的智能化开采技术进行了简要的介绍。
关键词:综掘工作面;技术与装备作为煤炭井工开采的重要环节之一,井下的采掘作包括掘进、支护、运输、探测等工序,由采掘活动中煤炭和矸石被采出后所产生的空间是井工开采中的重要生产空间,其中掘进工作面的数量一般占到掘进和回采工作面总数量的四分之三左右。
采掘活动的工作环境通常都很恶劣,一般都存在高粉尘、高湿度、高噪声等多环境,由于其作业强度大、用工数量多、环境复杂多变等原因,掘进作业发生的重大事故占矿井全部重大事故的比例在四成以上。
因此,综掘工作面的少人化、智能化势在必行,通过相关从业人员的科研攻关和长期努力,我国在综掘工作面的自动化、智能化、无人化等方面取得了长足的进步。
据不完全统计,我国已投入使用的智能综采工作面至少有五十个以上,为我国下一步的智能化掘进和开采积累了宝贵的经验。
1 我国综掘工作面开采技术与装备研究现状 随着矿井开采体系的发展,在上个世纪中后期,我国的煤巷开拓在矿井开拓布局中的比例开始大幅的增加,到目前为止,据不完全统计,煤巷掘进占总掘进量的七成左右。
我国综掘技术的发展经历了从大力引进到消化吸收阶段,再进入到自主设计、自主研制阶段,并在掘进机和综掘机技术方面已经形成一定的规模,为了进一步满足安全高效开采的现代化大型矿井生产的需求,需要我们大力推进轻型掘进机、中型掘进机在煤巷掘进中的应用,大力推进重型掘进机在半煤岩巷、大断面巷道掘进中的应用,大力推进采掘锚一体化机组的研制和应用。
跟综掘技术的发展相配套的是综掘开采技术准备,目前主要有适用于单巷掘进、普氏系数较小的岩巷或半煤岩巷的悬臂式掘进机,根据需要,在掘锚不能平行作业时可以配套使用单体锚杆钻机,在需要提高支护效率和作业安全性时可以配套使用机载锚杆钻机;在进行巷道条件较好的大断面双巷掘进时,可以采用连续采煤机配套梭车等装备;在进行巷道条件较好的大断面单巷掘进时,可以采用掘锚机组配套桥式转载机等装备;另外,在需要快速掘进时,可以采用掘进、支护、运输三位一体的快速掘进系统。
阐述信息化装备智能化的发展趋势
阐述信息化装备智能化的发展趋势信息化装备的发展趋势是无人化、一体化、智能化。
新概念武器将用于实战、远程精确打击兵器新型号层出不穷,精确制导弹药正在向智能化、多功能化方向发展,军队指挥自动化系统将具有更强的实战能力、可靠性、抗干扰性和抗毁力。
综合电子战和各种计算机病毒武器将用于未来战争、作战平台正在向信息化、隐形化和多功能化方向发展,防空和反导武器正在向一体化方向发展。
无人化:面对“无人化”的横空出世,很多人都在担忧着自身的工作将何去何从;无人驾驶会使一个整日在外辛苦奔波的出租车司机感到危机重重,会担心解决生计的工作还能维持多久?无人零售会使一个杂货店老板开始考虑是否整改业态;无人厂会使底层工作人员开始为自己的失业没有收入犯愁。
每一项“无人技术”的出世都会给一批工作人员带来危机带来焦虑;那么“无人化”时代的到来,我们还能做些什么呢?
一体化:是指多个原来相互独立的主权实体通过某种方式逐步结合成为一个单一实体的过程。
基本特征在于自愿性、平等性和主权让渡性。
其核心是主权的让渡,是一个长期的、渐进的过程,在这一过程中制度化和法律化就成为实现一体化的基本前提和保障。
智能化:智能化是指事物在网络、大数据、物联网和人工智能等技术的支持下,所具有的能满足人的各种需求的属性。
浅谈无人机的发展现状及发展趋势
浅谈无人机的发展现状及发展趋势无人机(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)是一种可以在没有人操控的情况下完成各种任务的飞行器。
近年来,随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展,无人机的发展取得了显著的成就。
本文将就无人机的发展现状及发展趋势进行浅谈。
一、发展现状1. 技术成熟度:目前,无人机的技术已经相对成熟,包括飞行控制、导航定位、通信传输、传感器等方面。
各种传感器技术的发展,尤其是图像传感器和激光雷达的应用,使得无人机在航拍、测绘、农业、环境监测等领域具有了更广泛的应用前景。
2. 应用领域:无人机的应用领域非常广泛。
目前主要包括航拍摄影、农业植保、物流配送、环境监测、灾害救援等。
其中,航拍摄影是无人机应用最为广泛的领域之一,无人机的机动性和灵活性使得其能够拍摄到传统航拍方式无法达到的角度和高度。
3. 市场规模:无人机市场规模逐年扩大,预计未来几年仍将保持较高的增长率。
根据市场调研机构的数据显示,2019年全球无人机市场规模达到了1000亿美元,预计到2025年将突破2000亿美元。
中国是全球无人机市场的主要推动力之一,无人机制造商和应用服务提供商在中国市场的竞争也日趋激烈。
二、发展趋势1. 智能化:随着人工智能和自动化技术的不断进步,无人机的智能化程度将不断提高。
未来,无人机将具备更强的自主飞行和任务执行能力,能够根据环境变化自主调整飞行路径和执行任务。
2. 多样化:未来无人机的形态将更加多样化。
除了目前常见的四旋翼、六旋翼和固定翼无人机外,还有垂直起降无人机、水下无人机、潜水无人机等。
这些不同形态的无人机将能够适应更多不同的应用场景和任务需求。
3. 高效性:未来无人机将更加注重飞行效率和能源利用效率的提升。
新一代无人机将采用更轻、更坚固、更高效的材料,同时配备更先进的动力系统和电池技术,以提高飞行时间和载荷能力。
4. 无人机系统集成:未来无人机将更加注重与其他技术的融合和系统集成。
自动化行业中的无人化与智能化趋势
自动化行业中的无人化与智能化趋势随着科技的迅猛发展和人工智能的广泛应用,自动化行业正朝着无人化和智能化的方向快速发展。
这一趋势不仅改变了传统生产方式,也给我们带来了巨大的机遇和挑战。
一、无人化趋势1. 机器人应用的广泛推进机器人作为自动化行业的重要组成部分,正逐渐取代人类工人在许多领域的工作。
在工厂生产线上,机器人可完成重复性、精度要求高的工作,提高生产效率和质量。
在仓储物流领域,无人物流设备和机器人协同工作,实现了仓库操作的自动化,提高了效率和准确性。
2. 无人驾驶技术的突破无人驾驶技术正逐渐在交通运输领域得到应用。
通过激光雷达、摄像头和传感器等设备,无人驾驶车辆能够实现自主导航和避免事故。
在物流运输方面,自动驾驶卡车的出现使得货物运输更加高效和安全。
3. 无人化办公环境的实现随着人工智能技术的不断发展,企业和机构越来越倾向于使用智能办公设备来提高工作效率。
智能办公设备可以自动完成文档处理、会议安排等繁琐的工作,大大减轻了人力负担。
二、智能化趋势1. 物联网技术的广泛应用物联网技术将传感器与设备相连接,实现设备之间的信息传输和互联互通。
在自动化行业中,物联网技术被广泛应用于工厂设备监控、远程维护和设备故障预警等方面,提高了生产效率和设备可靠性。
2. 人工智能技术的融合应用人工智能技术在自动化行业中的应用愈发广泛,可以实现机器学习、自动决策和模式识别等功能。
例如,通过深度学习算法,机器人可以实现对复杂环境的识别和处理,提高生产自动化水平。
3. 大数据分析的发展大数据分析技术能够快速处理和分析庞大的数据量,为企业提供决策支持和优化方案。
在自动化行业中,大数据分析能够对设备运行状态进行监控和预测,提高设备的可靠性和故障诊断能力。
总结:无人化和智能化作为自动化行业的趋势,将在未来持续发展。
机器人、无人驾驶、智能办公等技术的广泛应用将极大地提高生产效率和质量,为人类创造更多的便利和经济效益。
同时,物联网技术、人工智能技术和大数据分析技术的发展也将为自动化行业带来更多的创新和突破。
煤矿无人化智能开采系统理论与技术研发进展
二、技术研发进展
在煤矿无人化智能开采技术方面,近年来也取得了显著进展。以下是一些关 键技术的研发情况:
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 1、无线通信技术
无线通信技术是实现煤矿无人化智能开采的重要基础。通过运用Zigbee、 WiFi、蓝牙等无线通信技术,实现井下各设备之间的信息交互和远程控制。同时, 借助4G/5G网络,将井下设备与地面控制中心进行连接,实现数据的高速传输和 远程控制。
参考内容
随着社会对能源的需求日益增长,煤矿作为传统的能源产业,其开采技术的 绿色、智能化已经成为全球范围内的重要议题。在我国的能源战略中,煤矿的智 能绿色开采技术不仅是提高开采效率、降低环境影响的有效手段,也是推动能源 结构调整、实现可持续发展的重要途径。
一、我国煤矿智能绿色开采技术 的现状
近年来,我国在煤矿智能绿色开采技术上取得了显著的进步。通过引进和创 新,已经形成了一系列具有中国特色的煤矿智能绿色开采技术体系。
1、煤矿自动化开采技术
自动化采矿是煤矿智能绿色开采的核心技术之一。我国通过不断的技术研发 和引进,已经能够在一些大型煤矿实现全自动化采矿。这种技术不仅可以提高采 矿效率,降低人力成本,还可以通过精准的控制,减少资源浪费和环境破坏。
2、煤矿清洁能源利用技术
在绿色开采中,清洁能源的利用是减少环境污染的重要手段。我国在煤矿清 洁能源利用方面,已经研发出了一些具有代表性的技术。例如,利用煤层气进行 发电,将煤矸石、煤泥等废弃物转化为清洁能源等。这些技术的应用,有效地降 低了煤矿对环境的污染。
2、数据传输与处理技术
针对矿井复杂环境下的数据传输与处理,科研人员提出了多目视频帧图像融 合和全景视频拼接技术。这些技术能够将不同传感器获取的视频数据进行融合, 形成连续、全面的矿井全景视频,为决策和控制提供更为直观和准确的信息。同 时,通过运用深度学习算法,对视频数据进行处理和分析,提取有用的特征信息, 为实现自动化开采提供支持。
我国露天煤矿智能化建设现状及困境与发展路径
我国露天煤矿智能化建设现状及困境与发展路径摘要:智能化技术为各个领域的发展带来了巨大的改变。
为了推进露天煤矿智能化建设进程,露天矿已进行了科学规划和全面建设。
结合露天矿智能化建设情况,详细解读了露天煤矿智能化建设总体架构,对智能化建设各个方面的建设成果及应用效果进行了阐述和分析,总结了露天煤矿智能化建设的意义,探讨了露天矿山智能化建设的前景,旨在为国内露天煤矿提供智能化建设经验。
关键词:露天煤矿;智能化建设;现状;困境;发展路径引言智能化煤矿数据治理是指对煤矿数据及其相关技术和业务全生命周期的权利、责任和利益进行合理制度优化,在“沉淀、复用、共享、协同”的治理理念引导下,认识和构建煤矿信息世界,改造和描述煤矿物理世界,优化和映射煤矿意识世界,奠定煤矿数据底座,解决数据运营合规、数据质量保障、数据安全防控、数据价值提升难题,促进煤矿战略协同、组织协同、业务协同、数据协同和技术协同,赋能煤矿数字化转型和高质量发展。
1露天煤矿智能化总体设计露天煤矿的正常运转是多个环节、上百个子系统之间的复杂交互过程,为建成完善、高效、稳定的智能运行新体系,需要运用系统工程思维,以减人、增安、提效为出发点和落脚点,因矿制宜、因矿施策,选择合适的技术路线,加强煤矿整体智能化的顶层设计,制定分步实施方案,促进煤矿安全、质量、效率与效益的稳步提升。
煤矿智能化是对生产煤矿的持续智能化升级改造。
首先需要根据煤矿的各系统现状进行顶层设计,厘清全流程、全环节、全系统的关联关系。
然后,针对具体的系统采用先进技术装备进行智能化建设,自下而上逐步完成智能化升级。
最后,通过升级信息基础设施,打通系统间的壁垒,解决跨系统跨平台的数据信息交互问题,从而实现整体意义上的煤矿智能化,而不是局部的、单一系统的智能化。
智能化煤矿技术架构,设备层利用先进传感技术、物联网技术、智能控制技术与边缘计算技术,依托通用控制和数据处理平台,全面感知煤矿人、机、环信息,实现设备数据采集与控制。
浅析无人机未来发展方向
浅析无人机未来发展方向无人机作为近年来科技热点之一,其在军事、商业、民用等领域的应用越来越广泛。
但是随着技术的不断发展,无人机的未来发展方向又将会怎样呢?本文将从军事应用、商业应用和民用应用三个方面对无人机的未来发展进行浅析。
一、军事应用无人机在军事领域一直扮演着重要角色,从侦察、监视到打击等多种任务都有无人机的身影。
未来,军事领域对无人机的需求将会继续增加,并且会有以下一些趋势:1. 智能化:随着人工智能技术的发展,军事无人机将会更加智能化,能够自主完成一些任务,减轻人员的负担。
比如在搜索救援任务中,无人机可以通过人工智能技术在复杂的环境中自主搜索目标。
2. 隐身化:未来,无人机将会更加注重隐身性能,以应对对手的雷达监测和导弹攻击。
未来无人机的外形设计和材料选择将更多的考虑隐身性能。
3. 多用途化:未来军事无人机将会趋向于多用途化,不仅可以完成侦察、监视和打击任务,还可以进行空中加油、运输和布设雷达干扰等任务。
二、商业应用随着科技的不断进步,无人机在商业领域的应用也越来越广泛,比如农业植保、物流配送、航拍摄影等。
未来,无人机的商业应用还将会有以下几个方向:1. 自动化:未来商业无人机将会更加注重自动化操作,能够自主完成任务,大大降低人力成本。
比如在农业植保中,无人机可以利用植保航线规划系统自动完成农田的喷洒作业。
2. 多样化:未来商业无人机的形态将会更加多样化,根据不同的应用场景和任务需求,将会有不同形态的无人机出现,比如垂直起降飞行器、固定翼飞机、多旋翼飞机等。
3. 安全性:未来商业无人机将会更加注重安全性能,能够通过传感器和避障系统来避免碰撞,降低飞行事故的发生概率。
三、民用应用1. 精细化:未来民用无人机将会更加注重精细化应用,能够完成一些细致的任务,比如在环境监测中,无人机可以利用高精度传感器对空气质量进行监测。
2. 网络化:未来民用无人机将会更加注重网络化应用,能够通过互联网和云端平台进行数据传输和监控,实现远程操控和共享应用。
煤矿综采工作面智能化技术及装备管理与趋势
当代化工研究Modem Chemical Research50技术应用与研究2021•03煤矿综采工作面智倉E化技术及装备管理与趋势*胡旭辰(山西汾西矿业集团水峪煤业有限责任公司综釆二队山西032302)摘耍:随着当今社会经济和科学技术的发展,煤炭产晶的需求量也开始日益提升,这就需要煤矿企业在开采作业方面实现进一步的优化,以九来提升煤炭生产效率与质量,满足当今社会所需.在煤矿开采作业中,将智能化技术应用到工作面中,可有效保障开采效果.基于此,本文以实际工程为例,对煤矿综采工作面的智能化技术及其装备管理进行分析,并分析了其应用与管理趋势.希望本次分析可以为煤矿综采作业效率与质量的提升提供出相应的参考.关键词:煤矿企业;综采作业;工作面;智能化技术;装备管理中图分类号:T文献标识码:AManagement and Trend of Intelligent Technology and Equipment in Fully MechanizedCoal Mining FaceHu Xuchen(No.2Fully Mechanized Mining Team of Shuiyu Coal Industry Co.,Ltd.,Shanxi Fenxi Mining Group,Shanxi,032302) Abstractz With the development of s ocial economy and science and technology,the demand of c oal p roducts is increasing day by day,which requires coal mining enterprises to realize f urther optimization in mining operations,so as to improve coal p roduction efficiency and quality and meet the needs of t oday's society.In the coal mining operation,applying intelligent technology to the working/ace can effectively guarantee the mining effect. Based on this,taking the actual p roject as an example,this paper analyzes the intelligent technology and equipment management offiilly mechanized coal mining f ace,and analyzes its application and management trends.It is hoped that this analysis can provide corresponding reference for the optimization of t he efficiency and quality offiilly mechanized coal mining operation.Key words:coal mining enterprises;Jully mechanized mining operation^working f ace\intelligent technology\equipment management下转第51页上接第49页20ml加入20ml双倍乳糖胆盐培养基(含中和剂)到灭菌的试管中,按《化妆品安全技术规范》2015年版要求进行试验。
煤矿智能化最新技术进展与问题探讨
煤矿智能化最新技术进展与问题探讨摘要:现代自动化、信息化、智能化技术及先进制造技术与煤炭开采技术的深度融合,使煤矿综采成套装备实现自动化、智能化、无人化成为可能。
煤矿井下工作条件恶劣,安全隐患和危害职业健康的因素多,加强煤矿智能化开采技术的研究和应用,淘汰落后的开采方法和装备,引导煤矿向安全高效绿色开采方向发展,提升装备的自动化和智能化水平,逐步实现少人化、无人化开采是煤炭综采技术发展趋势和矿井现代化生产的必然要求。
关键词:煤矿智能化;综采自动化技术;进展煤炭高效智能开采具有减人、增效、促安等多重效益,是煤炭工业技术创新的重要方向,也是煤炭工业转型升级发展的必然要求。
近年来,我国在煤炭智能化开发领域加大政策扶持、资金支持和科技创新的力度,煤炭智能化开发技术得以起步并不断取得突破。
但是,当前我国煤炭智能化开发水平整体上仍处于初步阶段,煤炭开发技术装备在可靠性、稳定性、自动化和智能化等方面仍无法完全满足煤炭企业现场需求和煤炭工业转型升级发展的要求。
在智能化矿山推广建设的过程中,仍存在一些问题需要煤矿从业人员注意,不能盲目启动项目,应在充分了解最新技术的同时,结合煤矿实际情况,制订符合煤矿智能化建设具备实际意义和建设方案。
一、综采自动化技术特征综采自动化一般可泛指在综采成套装备中应用自动化和智能化控制技术,实现不同程度的工作面少人化或无人化开采作业。
为更好地反映和表述综采工作面的自动化技术内涵和水平,依据综采工作面成套装备控制系统在感知、决策和执行三要素方面的水平,定义为自动化综采工作面、智能化综采工作面、无人化综采工作面。
1、自动化综采工作面,是指综采工作面采用了具有自动化控制功能的液压支架、采煤机、刮板输送机等机电一体化成套装备,实现了工作面少人操作、安全高效开采。
自动化综采工作面主要技术特征是: ①液压支架电液控制,可实现邻架、成组、程序控制和跟机移架等功能; ②采煤机电牵引、自动调高控制、自定位、故障自诊断,可实现与液压支架及工作面控制系统的通信和自动控制功能;③工作面运输设备具有电气软启动、机尾自动张紧、故障诊断及与工作面控制系统的通信和自动控制功能; ④工作面自动控制系统能实现工作面设备间的信息通信、工作面人工干预协调控制等。
煤矿智能化开采技术发展现状及展望
煤矿智能化开采技术发展现状及展望摘要:在当前新时代发展的大环境下,中国煤炭行业的前景令人担忧,发展既有机遇的号召,又有挑战的影响,在机遇和挑战的双重推动下,中国煤炭行业困难重重,势必要努力寻找一条适合自身发展的道路。
虽然中国煤炭行业发展历史悠久,规模也比较成熟,但是也存在一些问题,比如,中国煤炭行业的采掘技术还停留在一味追求煤炭生产量这一层面,不能实现机械自动化和智能化。
因此,本文对煤矿采掘机械自动化和智能化进行概述,阐述了煤矿采掘机械自动化和智能化的具体运用,为煤矿采掘机械自动化和智能化的进一步发展提供些许参考。
关键词:煤矿;采掘机械;自动化;智能化中图分类号:TD67 文献标识码:A引言在我国经济水平不断提升的今天,科学技术起到了重要的支撑作用。
煤炭行业作为关系到国计民生的重要行业,加快其发展和革新,始终是国家高度关注的重点。
智慧煤炭的建立及发展,是煤炭行业的重要技术革新之一,也是促进行业转型的重要途径。
而在智慧煤矿的建立过程中,智能化开采是核心技术,因此有必要提高对这一技术的研究力度。
为了响应可持续发展的战略目标,在智能化开采的过程中,还应将清洁技术融入其中,运用先进科技实现对传统煤炭行业的革新,促进其长远发展。
1 煤矿采掘中机械自动化和智能化的重要性1.1 提升煤矿作业的生产效率煤矿采掘生产向机械自动化与智能化趋势发展,可以提升煤矿作业的生产效率。
机械自动化和智能化可以将煤矿采掘生产作业中的各个环节都结合起来,并以一种最佳的方式实现最优结合,一定程度上可以降低采掘作业各个环节所需的时间成本,从而提升生产作业的综合工作效率。
例如,以前中国煤矿企业进行采掘作业时大多使用的是普通的采掘工艺,煤炭产量每年只有几十万吨,不能满足中国人民对煤炭的需求量。
相反,如果在煤矿采掘过程中选取综合采掘工艺,煤炭产量可以翻几番,每年高达几百万吨,甚至采掘效率高的时候每年可以有几千万吨的煤炭产量。
与此同时,采用普通采掘工艺时,使用的支护顶板是单体液压支柱支护顶板,施工完毕后必须进行相应的顶板支护,即人为操作促使支护过程中使用的单体液压支柱适当移动至正确、合适的位置,以实现所需的顶板管理。
无人机技术的前沿进展与未来趋势
无人机技术的前沿进展与未来趋势随着科技的不断发展,无人机技术在近年来得以迅速发展,逐渐成为了许多领域的重要工具。
本文将以无人机技术的前沿进展和未来趋势为主题,探讨无人机技术在农业、物流、安防和航空等领域的应用以及其带来的挑战和机遇。
一、农业领域无人机技术在农业领域的应用已经成为农业生产的重要工具。
它可以通过航拍、图像识别和数据分析等功能,为农民提供全面的农田信息,并快速检测并预测农作物的生长状况。
无人机还可以通过精确的喷洒系统,将农药和肥料精确喷洒在农田中,减少了浪费和对环境的污染。
二、物流领域无人机技术在物流领域的应用也是前景广阔。
传统物流存在的问题,如交通拥堵、运输效率低等,在无人机技术的帮助下得到了解决。
无人机可以在城市中使用空中通道进行快速配送,大大提高了物流效率。
同时,无人机还可以通过使用传感器和机器视觉技术来进行货物监控和追踪,提高货物的安全性。
三、安防领域无人机在安防领域的应用也日益增加。
它可以通过高分辨率相机和红外传感器进行监控和侦查,用于查找和跟踪目标,以及提供实时图像和视频。
无人机的应用可以大大增强公共安全和辅助执法,例如在紧急情况下,可以迅速到达现场,提供图像和信息支持。
四、航空领域无人机技术的发展对航空领域也产生了深远的影响。
传统的飞行测试需要花费大量的时间和金钱,而无人机可以进行更加安全和经济的飞行试验。
此外,无人机还可以用于航空监测和空中测绘,提供高分辨率的地理信息数据,用于城市规划、资源管理等领域。
未来的趋势随着无人机技术的不断发展,未来的趋势将更加多样和先进。
首先,无人机将进一步实现自主飞行和智能化操作,提高安全性和效率。
其次,无人机将与人工智能、物联网等领域的技术相结合,构建更加智能化和自动化的系统。
再次,无人机技术将进一步减小尺寸和提高飞行稳定性,以适应更多领域的需求。
然而,无人机技术的发展也面临一些挑战。
首先,无人机的隐私和安全问题需要解决,避免被用于非法活动。
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㊀第42卷第9期煤炭科学技术Vol 42㊀No 9㊀㊀2014年9月CoalScienceandTechnologySept.㊀2014㊀综采自动化智能化无人化成套技术与装备发展方向王㊀国㊀法(天地科技股份有限公司开采装备技术研究所ꎬ北京㊀100013)摘㊀要:针对煤矿综采自动化技术发展中的焦点问题ꎬ分析综采成套技术与装备发展现状ꎬ阐述综采工作面自动化㊁智能化和无人化概念与关键技术特征ꎬ介绍综采成套装备自动化智能化无人化最新技术发展成果ꎬ剖析综采工作面自动化㊁智能化和无人化开采的主要技术难题㊁制约因素及目前发展中存在的问题ꎬ探讨综采成套装备自动化智能化无人化发展方向和技术途径ꎮ关键词:煤矿ꎻ综采工作面ꎻ成套装备ꎻ自动化ꎻ智能化ꎻ无人化中图分类号:TD67ꎻTD421㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:0253-2336(2014)09-0030-05DevelopmentOrientationofCompleteFully-MechanizedAutomationꎬIntelligentandUnmannedMiningTechnologyandEquipmentWANGGuo ̄fa(ResearchInstituteofMiningEquipmentandTechnologyꎬTiandiScienceandTechnologyCompanyLimitedꎬBeijing㊀100013ꎬChina)Abstract:Accordingtofocalproblemsoccurredintheautomationtechnologydevelopmentofthefully-mechanizedcoalmimingfaceꎬthepaperanalyzeddevelopmentstatusofthefully-mechanizedcompletetechnologyandequipmentandstatedautomationꎬintelligentandun ̄mannedideaandkeytechnologyfeaturesofthefully-mechanizedcoalminingface.Thepaperintroducednewtechnicaldevelopmentachievementsoftheautomationꎬintelligenceandunmannedfully-mechanizedcoalminingcompleteequipmentꎬanalyzedthemaintechnicalproblemsoftheautomationꎬintelligenceandunmannedminingappliedtothefully-mechanizedcoalminingfaceꎬtherestrictedfactorsandproblemsexistedinthepresentdevelopmentanddiscussedthedevelopmentorientationandtechnicalrouteoftheautomationꎬintelligenceandunmannedfully-mechanizedminingcompleteequipment.Keywords:coalmineꎻfully-mechanizedcoalminingfaceꎻcompleteequipmentꎻautomationꎻintelligentꎻunmanned收稿日期:2014-05-06ꎻ责任编辑:赵㊀瑞㊀㊀DOI:10.13199/j.cnki.cst.2014.09.007基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2012AA06A407)ꎻ国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2014CB046302)作者简介:王国法(1960 )ꎬ男ꎬ山东文登人ꎬ研究员ꎬ博士生导师ꎬ现任天地科技股份有限公司开采装备技术研究所所长ꎮ引用格式:王国法.综采自动化智能化无人化成套技术与装备发展方向[J].煤炭科学技术ꎬ2014ꎬ42(9):30-34ꎬ39.WANGGuo ̄fa.DevelopmentOrientationofCompleteFully-MechanizedAutomationꎬIntelligentandUnmannedMiningTechnologyandEquipment[J].CoalScienceandTechnologyꎬ2014ꎬ42(9):30-34ꎬ39.0㊀引㊀㊀言㊀㊀国家 十五 ㊁ 十一五 期间以来ꎬ我国煤炭开采技术及装备取得重大进步ꎬ推动了煤矿安全高效绿色开采技术的发展ꎬ建成了一大批综合机械化和高自动化程度的现代化矿井ꎬ生产效率㊁安全指标和煤炭产量大幅度提高ꎬ满足了国民经济发展的能源需求ꎮ煤矿综合机械化长壁开采是煤炭主要开采方式ꎬ综采成套装备的技术进步是促进煤炭安全高效绿色开采技术发展的引擎ꎮ现代自动化㊁信息化㊁智能化技术及先进制造技术与煤炭开采技术的深度融合ꎬ使煤矿综采成套装备实现自动化㊁智能化㊁无人化成为可能ꎮ煤矿井下工作条件恶劣ꎬ安全隐患和危害职业健康的因素多ꎬ加强煤矿智能化开采装备技术的研究和应用ꎬ淘汰落后的开采方法和装备ꎬ引导煤矿向安全高效绿色开采方向发展ꎬ提升装备的自动化和智能化水平ꎬ逐步实现少人化㊁无人化开采是煤炭综采技术发展趋势和矿井现代化生产的必然要求ꎮ我国煤炭资源赋存条件千差万别ꎬ井下采场围岩变化规律复杂ꎬ影响综采成套装备可靠性的因素多ꎬ特别是安全制约因素ꎬ使实现无人开采成为很大难题[1-3]ꎬ近年来ꎬ在攻克这些难题方面取得了重要突破ꎬ取得了一批综采自动化和智能化技术创新成果ꎬ一些先进矿井实现了综采工作面少人化[4-7]ꎮ03王国法:综采自动化智能化无人化成套技术与装备发展方向2014年第9期近年来ꎬ我国一些学者虽取得一些综采工作面自动化㊁智能化和无人化创新成果ꎬ对推动新技术的推广应用有积极意义ꎬ但一些项目技术内涵㊁实际效果与名称不符ꎬ造成了一些技术概念模糊ꎮ笔者基于在本领域的长期研究和实践ꎬ通过研究分析国内外综采技术装备发展概况和近年来对综采成套装备自动化㊁智能化和无人化技术装备的创新研发ꎬ对综采工作面自动化㊁智能化和无人化概念与关键技术特征进行科学界定ꎬ针对综采工作面自动化㊁智能化和无人化开采的主要技术难题㊁制约因素及目前发展中存在问题ꎬ提出我国煤矿综采自动化智能化无人化成套技术与装备创新思路和发展方向ꎮ1㊀综采自动化发展概况与技术特征1 1㊀综采自动化发展概况㊀㊀美国和澳大利亚煤矿开采自动化水平普遍较高ꎬ自20世纪80年代起ꎬ就建立了 一井一面 高效集约化的长壁开采模式ꎬ在工作面采用了计算机技术㊁大功率变频牵引采煤机控制技术㊁液压支架电液控制技术㊁刮板输送机软启动和变频技术ꎬ逐步实现了工作面少人操作自动化采煤ꎬ每个生产班工作面全员仅有6~8人ꎮ我国自2000年以来ꎬ逐步引进和创新高效集约化现代化矿井生产模式ꎬ发展高端综采装备ꎬ开发应用自动化和智能化技术ꎬ实现井下工作面少人化高效生产ꎬ在薄煤层和大倾角等复杂难采煤层综采㊁大采高㊁特厚煤层综采放顶煤开采技术水平方面走在了世界前列ꎮ㊀㊀国际煤矿综采装备制造商经过了市场激烈竞争的优胜劣汰和多轮兼并重组ꎬ形成了JOY㊁Eickhoff㊁CAT等高端设备制造商ꎬ其产品在可靠性和自动化㊁智能化程度方面达到了很高水平ꎮ在采煤机㊁刮板输送机㊁液压支架等设备实现高可靠性单机自动控制功能的基础上ꎬ通过工作面 三机 与巷道监控中心联网㊁通信ꎬ实现监控中心对 三机 及井下环境安全信息实时监测与控制ꎮ1 2㊀综采自动化概念和技术特征㊀㊀综采自动化一般可泛指在综采成套装备中应用自动化和智能化控制技术ꎬ实现不同程度的工作面少人化或无人化开采作业ꎮ为更好地反映和表述综采工作面的自动化技术内涵和水平ꎬ依据综采工作面成套装备控制系统在感知㊁决策和执行三要素方面的水平ꎬ定义为自动化综采工作面㊁智能化综采工作面㊁无人化综采工作面ꎮ㊀㊀1)自动化综采工作面ꎬ是指综采工作面采用了具有自动化控制功能的液压支架㊁采煤机㊁刮板输送机等机电一体化成套装备ꎬ实现了工作面少人操作㊁安全高效开采ꎮ自动化综采工作面主要技术特征是:①液压支架电液控制ꎬ可实现邻架㊁成组㊁程序控制和跟机移架等功能ꎻ②采煤机电牵引㊁自动调高控制㊁自定位㊁故障自诊断ꎬ可实现与液压支架及工作面控制系统的通信和自动控制功能ꎻ③工作面运输设备具有电气软启动㊁机尾自动张紧㊁故障诊断及与工作面控制系统的通信和自动控制功能ꎻ④工作面自动控制系统能实现工作面设备间的信息通信㊁工作面人工干预协调控制等ꎮ㊀㊀2)智能化综采工作面ꎬ是指综采工作面采用了具有充分全面的感知㊁自学习和决策㊁自动执行功能的液压支架㊁采煤机㊁刮板输送机等机电一体化成套装备ꎬ实现了工作面的高度自动化少人远程监控㊁安全高效开采ꎮ智能化综采工作面主要技术特征是:①液压支架智能控制ꎬ液压支架以电液控制系统为基础ꎬ同时ꎬ具有支架与围岩耦合监测控制㊁超前压力预报㊁初撑和移架状态自决策控制㊁姿态监测与智能决策控制㊁煤帮智能决策控制㊁记忆时序控制放煤㊁智能喷雾降尘控制等功能ꎻ②采煤机智能控制ꎬ采煤机具有位置监测精确定位㊁自学习智能轨迹规划㊁基于智能决策或煤岩识别的滚筒自动调高㊁自动记忆割煤㊁防碰撞安全避险㊁故障自诊断等功能ꎬ并具有基于产量需求㊁输送机设备负荷㊁工作面环境等信息的智能决策调速㊁采高自动控制㊁远程可视化控制等功能ꎻ③工作面运输设备具有电气软启动㊁负载及运行状态监测㊁系统运行参数在线监测㊁机尾自动张紧㊁故障诊断及与工作面控制系统的通信和自动控制功能ꎻ④工作面智能控制系统能实现工作面设备间的信息通信㊁自学习和智能决策远程控制与工作面人工干预协同控制等ꎮ㊀㊀3)无人化综采工作面ꎬ是指综采工作面采用了具有完全自动化㊁智能化控制功能㊁高可靠性的液压支架㊁采煤机㊁刮板输送机等机电一体化成套装备和远程智能化综合控制系统ꎬ实现了工作面(两端头以内)完全无人操作的安全高效开采ꎮ无人化综采工作面主要技术特征是:①液压支架智能耦合群组控制ꎬ液压支架以电液控制系统为基础ꎬ同时ꎬ具有支架与围岩耦合监测控制㊁超前压力预报㊁初撑和移架状态(擦顶移架和移架直线度导航)自决策控制㊁煤帮智能决策控制㊁姿态监测与智能决策群组协同132014年第9期煤炭科学技术第42卷控制㊁记忆时序控制放煤㊁智能喷雾降尘控制等功能ꎻ②采煤机智能控制ꎬ采煤机具有位置监测精确定位㊁自学习智能轨迹规划㊁基于智能决策或煤岩识别的滚筒自动调高㊁自动记忆割煤㊁防碰撞安全避险㊁故障自诊断等功能ꎬ并具有基于产量需求㊁输送机设备负荷㊁工作面环境等信息的智能决策调速㊁采高自动控制㊁远程可视化控制等功能ꎻ③工作面运输设备具有电气软启动㊁负载及运行状态监测㊁系统运行参数在线监测㊁机尾自动张紧㊁故障诊断及与工作面控制系统的通信和自动控制功能ꎻ④工作面远程集控中心和地面调度中心集中控制ꎬ综合智能控制系统能实现工作面设备间的信息通信㊁自学习和智能决策远程协同控制㊁工作面全景实时视频跟踪㊁安全信息实时报告和预警ꎬ工作面无人作业ꎮ2㊀综采自动化最新技术发展成果2 1㊀薄煤层综采自动化成套技术与装备㊀㊀ 0 6~1 3m复杂薄煤层自动化综采成套技术与装备 获得2013年度国家科技进步二等奖ꎮ项目根据我国薄煤层赋存条件复杂㊁滚筒采煤机适应性较好的特点ꎬ对薄煤层滚筒式采煤机自动化综采成套技术与装备进行了长期攻关研究ꎬ在大功率薄煤层滚筒式采煤机㊁矮槽帮刮板输送机㊁超大伸缩比电液控制液压支架㊁工作面无人自动化控制关键技术方面取得重大突破ꎬ研发了世界领先的0 6~1 3m复杂薄煤层自动化综采成套技术与装备ꎮ图1㊀薄煤层综采自动化成套装备㊀㊀1)研发了基于滚筒采煤机的薄煤层无人自动化开采模式和智能监控预警系统ꎬ研发了首套0 6~1 3m复杂薄煤层综采自动化成套装备(图1)ꎬ建立了薄煤层开采技术体系ꎬ开创了薄煤层安全高效开采新途径ꎮ建立薄煤层工作面围岩活动模型㊁工作面生产能力预测BP神经网络模型㊁综采设备参数预测神经网络设计模型及综采工艺系统分析模型ꎬ优化工作面参数ꎬ确定薄煤层液压支架合理工作阻力㊁采煤机参数㊁运输系统参数ꎬ建立0 6~1 3m薄煤层工作面无人自动化开采模式ꎮ采用高清网络摄像机获取现场视频信号ꎬ通过定位系统㊁智能跟踪系统来实现采煤机位置信号的获取和视频画面的切换ꎮ基于智能传感和运动视频序列的动态全景界面拼接图像分析对综采设备的安全感知㊁定位及防碰撞ꎮ采用多路视频编码器㊁多路视频解码器㊁光纤发射器㊁光纤接收器ꎬ将网络摄像机输出信号通过以太网或者光纤传送至地面监控中心ꎬ通过矩阵主机ꎬ实现图像信号的浏览㊁录像㊁回放和管理ꎮ采用防爆型计算机㊁人机交互模块㊁可编程控制器模块㊁视频模块㊁音频模块㊁交换机模块和通信模块ꎬ实现了综采设备控制㊁工作面视频和音频通信系统运行控制㊁工作面以太网络运行控制ꎮ采用铠装电缆与3层交换机连接ꎬ实现工作面中央控制中心与以太网络的数据连接ꎮ将数字语音系统与模拟语音系统相结合ꎬ建立了工作面语音通信系统ꎮ㊀㊀2)研发了超大伸缩比薄煤层液压支架及紧凑型电液控制系统ꎬ突破了液压支架工作阻力决定最小高度的极限ꎬ提高了液压支架的工作可靠性ꎬ实现了液压支架与围岩及成套装备间的智能控制ꎮ㊀㊀3)研制了最小机面高度580mm的大功率滚筒采煤机综采自动化机组ꎬ解决了电动机尺寸制约采煤机功率㊁装煤效果差的难题ꎬ实现了厚度0 6m以上坚硬夹矸㊁半煤岩或硬煤薄煤层自动化开采ꎮ㊀㊀成套装备在薛村矿开采0 6~1 3m薄煤层ꎬ实现了巷道集中控制ꎬ正常生产过程中工作面内无需人工操作ꎬ自动化生产ꎬ月产量达到11 8万tꎬ年产量达到100万tꎮ2 2㊀综采智能化成套装备㊀㊀国家智能制造装备发展专项项目 煤炭综采成套装备智能系统 于2013年8月通过国家验收ꎮ该项目改变了以成套单机装备为主㊁总体协调的研制思路ꎬ建立了以工作面成套装备总控制网络为主ꎬ单机装备为执行机构的体系结构ꎬ实现具有感知和层级控制的智能系统ꎮ通过分析自动化采煤过程中煤壁片帮ꎬ支架顶板支撑压力不足ꎬ自动平衡难以保证ꎬ输送机负荷经常过载ꎬ感知参数缺失等问题ꎬ通过研制采煤机割煤和智能调高控制ꎬ支架与围岩耦合智能控制ꎬ顶板初撑力自动补偿㊁超大采高液压支架三级联动护帮智能控制和平衡千斤顶自动调节㊁支架高可靠性升降承载执行机构ꎬ刮板输送机智能化软启动和自动张紧控制装置ꎬ工作面装备直线度导航和煤流平衡控制系统等得到有效解决ꎬ为减人提效㊁安全高效生产提供技术保障ꎮ煤炭综采成套装备智能化系统ꎬ包括单机智能化控制系统(如采煤机智能控制系统㊁支架围岩智能耦合电液控制系23王国法:综采自动化智能化无人化成套技术与装备发展方向2014年第9期统㊁刮板输送机智能软启动及其自动张紧控制系统)ꎬ以及基于上述单机控制系统信息互联和协调决策的综采工作面井下智能化集控中心ꎬ实现工作面设备闭环控制和运行参数自动调节ꎬ实现远程控制和自动化生产ꎮ其主要创新成果有3个方面ꎮ㊀㊀1)改变传统多单机控制系统集成的控制方式ꎬ建立一种综采工作面生产智能化系统(图2)ꎬ以成套装备总控制网络为核心ꎬ单机装备为执行机构的体系结构ꎻ建立系统级别的互联协议和层级控制机制ꎬ开发了真实数据驱动的三维虚拟现实监视系统(图3)ꎬ实现液压支架跟机自动化㊁煤流平衡等设备间的逻辑控制和整体协调执行功能ꎻ建立单机自动控制及基于感知系统反馈的动态决策机制ꎬ实现液压支架围岩耦合控制㊁采煤机摇臂自动调高等设备级的自适应调整功能ꎮ图2㊀综采工作面智能化系统图3㊀真实数据驱动的三维虚拟现实监视系统㊀㊀2)开发了具有自除尘装置的网络摄像头及综采工作面视频监控系统ꎮ研制了倾角传感器㊁液压支架的无线测距装置和测距方法㊁围岩状态及支架动作量感知系统ꎬ如图4所示ꎮ研制了振动传感器㊁铁相谱检测仪等感知传感元部件ꎬ提升工作面设备工况和生产环境的实时感知能力ꎬ同时ꎬ建立了系统级的故障诊断体系ꎮ㊀㊀3)利用工作面的综合接入器㊁光电转换器和交换机ꎬ建立一个统一开放的工作面100MB工业以太网ꎬ构建控制平台ꎮ100MB工业以太网控制网络具备有线和无线接入功能ꎬ单点故障时网络自愈时图4㊀围岩状态及支架动作量感知系统间不超过12msꎬ网络传输延时不超过0 6msꎬ实现工作面设备的巷道和地面远程控制一键启停ꎮ㊀㊀创新研制的7m超大采高综采成套装备集成应用上述智能化控制系统ꎬ在陕西煤业化工集团红柳林煤矿15205示范工作面进行了工业性试验ꎬ设备运行稳定可靠ꎬ最高月产量达到134 6万tꎬ达到年产量1200万tꎮ3㊀技术难题和发展方向3 1㊀技术难题㊀㊀1)煤层赋存条件的复杂性和安全制约因素的多样性是综采自动化㊁智能化㊁无人化面临的最大难题ꎬ煤层不稳定㊁夹矸断层㊁破碎顶板㊁软底板㊁冲击地压㊁水害㊁瓦斯等很多问题都会造成工作面片帮冒顶ꎬ支架倒架㊁扎底ꎬ刮板输送机飘溜ꎬ采煤机截割困难ꎬ设备损坏严重ꎬ导致生产不连续ꎮ㊀㊀2)综采工作面成套装备系统庞大㊁相互关联配套运行ꎬ对动作顺序㊁准确性㊁响应速度等要求高ꎬ三机 设备获取环境信息和自身工况的感知能力有限ꎬ只能对顶板压力㊁采煤机牵引电动机参数㊁采煤机位置等主要信息进行采集ꎬ采集的信息孤立于控制系统之外ꎬ无法实现闭环反馈实时控制采煤进程ꎬ无法全面了解采煤过程中岩层和装备系统的状态变化情况ꎬ难以实现工艺过程的快速㊁准确配合ꎬ提高开采效率ꎮ煤矿井下高频㊁高压设备多ꎬ电磁干扰强ꎻ空间狭窄ꎬ信号衰减严重ꎬ生产过程中线缆移动㊁拉扯㊁弯曲ꎬ有线/无线长距离传输困难ꎬ可靠性332014年第9期煤炭科学技术第42卷差ꎮ目前ꎬ综采工作面设备各家制造商的接口方式与协议多种多样ꎬ难以形成统一通用的工作面通信协议标准ꎬ亟待制定相关标准ꎮ㊀㊀3)煤岩界面识别被许多人认为是综采工作面无人化的必要条件ꎬ然而国内外几十年的研究和实践表明ꎬ煤岩界面性状在线识别从理论上虽存在可行性ꎬ而由于受诸多不确定性因素影响ꎬ技术上难以实用ꎮ自20世纪80年代起ꎬ欧洲一些主要产煤国和煤机研究者就致力于研究试验煤岩界面识别技术[8-10]ꎬ研制试验了基于射线㊁振动㊁声频㊁激光㊁热成像等多种原理的传感器ꎬ许多研究人员从理论上阐述了其可行性和合理性ꎬ甚至肯定了其实用性[11-14]ꎮ但是ꎬ至今无一成功的工程实用案例和产品ꎬ在我国 863计划 ㊁ 973计划 等国家项目重复立项支持研发的同时ꎬ国际煤机巨头却低调地放弃了这一方向的研发投入ꎮ由于煤岩物理性状的多样性和复杂性ꎬ采煤机工况振动影响因素的复杂性及工作面生产环境条件的复杂性ꎬ要实现煤岩界面在线识别准确㊁稳定和实用将是一个长期难以突破的难题ꎮ应当另辟新径ꎬ探索实用有效的综采自动化㊁智能化㊁无人化技术途径ꎮ㊀㊀4)综采工作面两端头及过渡段自动化截割和支护是综采自动化㊁智能化㊁无人化的难点ꎬ特别是下端头既是工作面安全出口ꎬ又是设备集中的区域ꎬ支护难度大ꎬ占用人力多ꎬ实现自动化㊁智能化㊁无人化难度很大ꎮ㊀㊀5)工作面自动化㊁智能化㊁无人化的前提条件是以综采成套装备的高可靠性㊁高开机率为保证的ꎬ由于设备无法实现自维修ꎬ因此ꎬ任何设备故障都会使工作面自动化㊁智能化㊁无人化目标落空ꎮ控制系统本身的各种感知和控制元件可靠性也存在很大差距ꎬ使系统的可靠性难以充分保证ꎬ这正是目前一些企业实施的自动化工作面难以达到预期效果的关键所在ꎮ3 2㊀技术发展方向㊀㊀大力发展推广综采自动化技术ꎬ实现少人化生产ꎬ减人提效是实现煤矿安全高效绿色开采的重要方向[15]ꎬ目前ꎬ我国已能大批量生产综采自动化成套装备ꎬ高端产品技术成熟度和可靠性能可以满足煤矿生产要求ꎮ在一些先进矿井发展智能化综采ꎬ完善提高综采成套装备的智能化水平ꎬ提高设备可靠性和开机率ꎬ实现最大限度的少人化生产ꎮ综采自动化和智能化是实现工作面无人化开采的基础ꎬ无人化开采是煤矿开采技术发展的终极目标ꎮ笔者认为当前和今后一个时期有4个主要攻关方向ꎮ㊀㊀1)基于液压支架与围岩耦合原理ꎬ研发液压支架围岩耦合自适应控制技术ꎻ基于排队理论ꎬ研究综采工作面群组支护系统协同控制技术ꎻ研发智能型液压支架姿态工况监测预警与耦合控制装置ꎬ研发高可靠性液压支架智能感知和控制元件ꎻ研发基于智能决策㊁时序控制㊁记忆放煤和人工干预协同控制的自动化放顶煤控制系统ꎮ㊀㊀2)研究煤岩性状对截割负载及调控的敏感性ꎬ建立煤岩截割负载突变的在线检测及截割状态判别准则ꎬ提出截割转速与进给速度相结合的自适应截割自主控制方法ꎬ研发采煤机自主精确定位和自学习㊁智能调高㊁记忆截割的智能化控制技术ꎬ研究综采工作面采煤机截割-液压支架支护-运载集成系统的多源信息融合方法ꎬ解决多机协同作业的冲突消解与避让算法和技术ꎬ研发可靠㊁实时㊁安全的工作面多机协同控制系统ꎮ㊀㊀3)研究综采装备关键元部件失效模式与故障机理ꎬ构建装备关键部件及系统可靠性评价体系ꎬ完善可靠性设计ꎬ攻克关键元部件材料和制造工艺ꎬ切实解决综采装备的可靠性问题ꎬ特别是提高采煤机的可靠性ꎬ提高工作面综合开机率ꎬ为工作面自动化㊁智能化和无人化提供可靠保障ꎮ㊀㊀4)加强工作面端头与超前支护系统自动化的研究ꎬ解决工作面端头与超前支护的制约ꎬ同时ꎬ要进一步研究突破工作面两端过渡段斜切进刀工艺自动化和智能化难题ꎮ4㊀结㊀㊀语㊀㊀开发和推广应用综采自动化和智能化技术ꎬ减人提效是实现煤炭安全高效开采的根本途径ꎬ提高综采工作面成套装备的可靠性和适应性ꎬ并与自动化和智能化控制技术融合ꎬ目前已经在部分先进矿井实现了工作面少人化或有限条件下的无人化生产ꎮ通过不断的技术攻关ꎬ逐步解决上述技术难题ꎬ发展综采自动化和智能化技术ꎬ最终实现煤矿工作面无人化开采是煤炭开采技术发展方向ꎮ参考文献:[1]㊀王国法.煤矿综采自动化成套技术与装备创新和发展[J].煤炭科学技术ꎬ2013ꎬ41(11):1-5.(下转第39页)43。