國家能源集團神東煤炭公司錦界煤礦加快探索礦井?dāng)?shù)字化建設(shè)步伐，實現(xiàn)了采煤機自動化割煤、支架自動跟機、設(shè)備遠程集中控制等關(guān)鍵技術(shù)點的突破，為礦井建設(shè)向智能化轉(zhuǎn)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(chǔ)。

智能協(xié)同是新常態(tài)

“智能化，不單單指采煤機的智能化，同時還要實現(xiàn)支架、三機智能聯(lián)動，各環(huán)節(jié)之間有效聯(lián)動聯(lián)控，故障診斷、修復(fù)等。”有多個智能綜采工作面開采經(jīng)驗的綜采一隊隊長李軍說。如今，在綜采一隊?wèi)?yīng)用的采煤工作面機器人群智能開采新模式、采煤全鏈條聯(lián)動聯(lián)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(tǒng)組成的機器人群協(xié)同作業(yè)，通過集中控制協(xié)同作業(yè)平臺實現(xiàn)了各個子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、信息交互和協(xié)同控制。工作面一端的協(xié)同控制平臺是實現(xiàn)工作面智能開采的中樞環(huán)節(jié)，在開采工作中，采煤機器人可自主自適應(yīng)預(yù)測割煤，液壓支架機器人協(xié)同采煤機器人實現(xiàn)全工作面自動跟機作業(yè)，采煤機與三機雙閉環(huán)協(xié)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(yù)測割煤、支架跟機拉架、采煤機與三機聯(lián)動控制技術(shù)，井下綜采所有設(shè)備可以在協(xié)調(diào)控制臺集中控制?！卞\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(jīng)在錦界煤礦綜采一隊、綜采三隊兩支綜采隊伍常態(tài)化運行。

核心技術(shù)再升級

錦界煤礦從自動化割煤到智能化割煤，基礎(chǔ)建設(shè)升級與先進技術(shù)的結(jié)合，為采煤機器人智能AI算法預(yù)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(shù)據(jù)感知。智能AI算法結(jié)合定位、采高、姿態(tài)等數(shù)據(jù)與人工操作經(jīng)驗，實時分析煤層地質(zhì)數(shù)據(jù)及斷面數(shù)據(jù)，建立工作面頂?shù)装寮懊簩拥娜S模型，計算出最優(yōu)截割輪廓線，并以數(shù)據(jù)形式反饋到煤機自動化割煤程序中，實現(xiàn)采煤機器人自主自適應(yīng)預(yù)測割煤。

新技術(shù)的使用，讓采煤機司機從2人變?yōu)?人，作業(yè)內(nèi)容也從人工操作變?yōu)槿斯じ深A(yù)。不僅如此，于在川介紹：“人工干預(yù)的數(shù)據(jù)會實時傳回控制系統(tǒng)，為下一刀提供數(shù)據(jù)依據(jù)。在運行中，采煤機器人具有自主行走、自適應(yīng)預(yù)測截割、連續(xù)運行等特點，在降低職工勞動強度的同時，工程質(zhì)量較人工操作更優(yōu)。”

智能聯(lián)動降能耗

“以前兩個支架一起作業(yè)，1個班單人得操作近千次，下班后胳膊發(fā)麻，手指發(fā)木，自從實現(xiàn)跟機聯(lián)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(lián)動，指的就是液壓支架機器人協(xié)同采煤機器人實現(xiàn)全工作面自動跟機作業(yè)。他們在液壓支架中應(yīng)用了支架采高、推移行程、紅外監(jiān)測、油缸壓力等傳感器，實現(xiàn)工作面支架群的有序動作。通過協(xié)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(lián)動實現(xiàn)恒壓供液等控制，最終實現(xiàn)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(xié)同作業(yè)。

與劉鵬飛一樣，隊里的技術(shù)員劉俊杰也感觸頗多。他說：“三機實現(xiàn)自動調(diào)速以后，三機電量節(jié)約很明顯，節(jié)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?！?/p>

據(jù)了解，采煤機與三機雙閉環(huán)協(xié)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(shù)據(jù)基礎(chǔ)，通過AI算法，自動識別并調(diào)整刮板、運輸機和轉(zhuǎn)載機速度，同時三機的速度、功率、溫度等數(shù)據(jù)，也可以閉環(huán)控制采煤機速度，實現(xiàn)采掘、運輸環(huán)節(jié)高效協(xié)同作業(yè)。

“液壓支架機器人群協(xié)同控制技術(shù)的應(yīng)用，把我們支架工從繁重、反復(fù)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(fā)展的硬道理，智能化的成果應(yīng)用也激發(fā)了我樂于嘗試的熱情。”

如今，在綜采一隊，井下用工人數(shù)已經(jīng)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。