基于顶煤运移跟踪仪的自动化放煤技术原理及应用

作     者：潘卫东 李新源 员明涛 袁永康 杨克虎 PAN Weidong;LI Xinyuan;YUAN Mingtao;YUAN Yongkang;YANG Kehu

作者机构：中国矿业大学(北京)能源与矿业学院北京100083 中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院北京100083 

出 版 物：《煤炭学报》 (Journal of China Coal Society)

年 卷 期：2020年第45卷第S1期

页      面：23-30页

核心收录：

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2018YFC0604501) 中央高校基本科研业务费资助项目(2020YQNY09) 

主　　题：智能开采 自动化放煤 顶煤运移跟踪仪 射频识别 多轮放煤 

摘      要：为解决智能化综放开采放煤过程的自动化控制难题,在总结现有煤矸识别技术存在不足的基础上,提出以射频识别(RFID)为技术核心的基于顶煤运移跟踪仪的自动化放煤技术,阐述了该技术的主要技术原理及自动化放煤控制流程,构建了基于该技术的自动化放煤控制系统,介绍了该系统的组成及各部分的安装布设方式,提出自动化放煤条件下应优选多轮顺序放煤,给出确定每一轮次放煤时间的方法。以朱仙庄矿8105综放工作面为研究背景,建立沿工作面倾向的数值计算模型,分别比较单轮顺序、单轮间隔及多轮顺序放煤方式下的煤岩分界面形态特征及顶煤采出率,结果表明,采用多轮顺序放煤方式可以实现煤岩分界面缓慢均匀下降。顶煤采出率方面,单轮间隔放煤方式下顶煤采出率比单轮顺序放煤高3.42%,而采用多轮顺序放煤方式时,顶煤采出率随放煤轮数的增加基本呈增加趋势,且放煤轮数为5~6轮时的顶煤采出率增长最为明显,达到98.01%。多轮顺序放煤方式的顶煤采出率相较于单轮放煤可提高0.59%~2.00%。以朱仙庄矿8105综放工作面为应用现场,进行基于顶煤运移跟踪仪的自动化放煤技术的现场测试,沿工作面倾向共布置顶煤运移跟踪仪18个,当工作面推过顶煤运移跟踪仪布置区域后,测得顶煤运移跟踪仪采出率为88.9%,顶煤的平均流动速度为0.03 m/s。现场测试采集的顶煤流动速度等数据为后期多轮顺序放煤轮数的设计提供了设计依据,结果表明基于顶煤运移跟踪仪的自动化放煤技术可以实现放煤过程的自动化控制。