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機器人群協同作業,減人降耗有了最優解
發布時間:2021-03-17 08:38:01     作者:中國煤炭報   瀏覽量:626   分享到:

國家能源集團神東煤炭公司錦界煤礦加快探索礦井數字化建設步伐,實現了采煤機自動化割煤、支架自動跟機、設備遠程集中控制等關鍵技術點的突破,為礦井建設向智能化轉型,打造采煤工作面機器人群智能開采新模式奠定了堅實基礎。

智能協同是新常態

“智能化,不單單指采煤機的智能化,同時還要實現支架、三機智能聯動,各環節之間有效聯動聯控,故障診斷、修復等。”有多個智能綜采工作面開采經驗的綜采一隊隊長李軍說。如今,在綜采一隊應用的采煤工作面機器人群智能開采新模式、采煤全鏈條聯動聯控,讓工作了快20年的李軍,對未來充滿希望。

綜采一隊所在的綜采工作面采用了由采煤機器人,支架機器人,供電、供液、照明等輔助系統組成的機器人群協同作業,通過集中控制協同作業平臺實現了各個子系統的數據采集、信息交互和協同控制。工作面一端的協同控制平臺是實現工作面智能開采的中樞環節,在開采工作中,采煤機器人可自主自適應預測割煤,液壓支架機器人協同采煤機器人實現全工作面自動跟機作業,采煤機與三機雙閉環協同控制,智能化水平明顯提升。

“我們主要采用的是綜采采煤機自主預測割煤、支架跟機拉架、采煤機與三機聯動控制技術,井下綜采所有設備可以在協調控制臺集中控制。”錦界煤礦智能運維組副組長于在川介紹。

目前,采煤工作面機器人群已經在錦界煤礦綜采一隊、綜采三隊兩支綜采隊伍常態化運行。

核心技術再升級

錦界煤礦從自動化割煤到智能化割煤,基礎建設升級與先進技術的結合,為采煤機器人智能AI算法預測割煤提供了可能。

該礦在采煤機機身上安裝了搖臂角度傳感器、機身俯仰角傳感器、D齒輪傳感器等,為割煤提供了數據感知。智能AI算法結合定位、采高、姿態等數據與人工操作經驗,實時分析煤層地質數據及斷面數據,建立工作面頂底板及煤層的三維模型,計算出最優截割輪廓線,并以數據形式反饋到煤機自動化割煤程序中,實現采煤機器人自主自適應預測割煤。

新技術的使用,讓采煤機司機從2人變為1人,作業內容也從人工操作變為人工干預。不僅如此,于在川介紹:“人工干預的數據會實時傳回控制系統,為下一刀提供數據依據。在運行中,采煤機器人具有自主行走、自適應預測截割、連續運行等特點,在降低職工勞動強度的同時,工程質量較人工操作更優。”

智能聯動降能耗

“以前兩個支架一起作業,1個班單人得操作近千次,下班后胳膊發麻,手指發木,自從實現跟機聯動后,不僅減少了1名支架工,而且工作量也降了下來。”綜采一隊支架工劉鵬飛感受到了智能化帶來的變化。

而他所說的跟機聯動,指的就是液壓支架機器人協同采煤機器人實現全工作面自動跟機作業。他們在液壓支架中應用了支架采高、推移行程、紅外監測、油缸壓力等傳感器,實現工作面支架群的有序動作。通過協同控制工藝,支架機器人群自主完成自動收打互幫板、自動推溜、自動拉架等動作,與泵站聯動實現恒壓供液等控制,最終實現液壓支架機器人群基于自主檢測、自動控制、故障診斷的智能化協同作業。

與劉鵬飛一樣,隊里的技術員劉俊杰也感觸頗多。他說:“三機實現自動調速以后,三機電量節約很明顯,節約量能達到10%至20%,對三機鏈條、刮板、機頭機尾的鏈輪磨損也減少了,檢修工的日常維護量顯著降低。”

據了解,采煤機與三機雙閉環協同控制,則是基于采煤機位置、牽引速度、截割電流、割煤工步等數據基礎,通過AI算法,自動識別并調整刮板、運輸機和轉載機速度,同時三機的速度、功率、溫度等數據,也可以閉環控制采煤機速度,實現采掘、運輸環節高效協同作業。

“液壓支架機器人群協同控制技術的應用,把我們支架工從繁重、反復的勞動中解放了出來。”劉鵬飛在嘗到智能化帶來甜頭的同時,也深刻地感受到了壓力,“一專多能才是生存發展的硬道理,智能化的成果應用也激發了我樂于嘗試的熱情。”

如今,在綜采一隊,井下用工人數已經減了下來。目前,該隊共有53人,其中有4人掌握了4種崗位技能,12人掌握了3種崗位技能。


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