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智能化综采工作面煤岩识别与采煤机自适应截割技术研究

发布时间: 2026-09-20
截止日期:2026-12-31

价格 ¥20万

地区： 陕西省 西安市 市辖区

需求方： 陕西***公司

行业领域

高端装备制造产业,其他产业

需求背景

智能化开采是煤矿安全高效生产的必然方向，采煤机截割是综采工作面的核心工序。目前公司服务的矿井综采工作面采煤机截割高度、滚筒调高与截割速度多依赖司机目测和经验判断，截割过程中煤岩界面识别困难，常出现“割顶破底”现象：截割坚硬顶底板岩石时截齿磨损加剧、设备振动大、粉尘产生量大，同时造成顶底板破坏、资源损失和安全隐患。现有记忆截割技术依赖人工示教轨迹，难以适应煤层起伏与夹矸变化，自适应能力不足。企业亟需研发基于多源传感的煤岩识别与采煤机自适应截割技术，实现工作面“少人化、智能化”截割，提升设备可靠性、回采率与作业安全性。

需解决的主要技术难题

1、煤岩界面在线识别：研究基于截割振动、截割电流、红外热成像、雷达探测等多源信号的煤岩界面识别方法，建立煤岩特征数据库，解决井下高粉尘、强振动环境下煤岩界面模糊、识别滞后的问题；

2、采煤机自适应截割控制：研发基于煤岩识别的采煤机滚筒自动调高、截割速度自适应控制策略，实现截割轨迹实时优化，解决人工操作截割质量不稳定、设备冲击载荷大的问题；

3、复杂地质适应性：研究煤层倾角变化、夹矸层分布、断层构造等复杂条件下截割参数的自适应调整方法，提高系统对不同地质条件的适应性；

4、截割状态监测与保护：建立采煤机截割载荷、截齿磨损状态监测模型，实现异常工况预警与设备保护联动，延长截齿与设备使用寿命；

5、数据融合与智能决策：开发煤岩识别—截割控制—状态监测一体化软件平台，实现采煤机截割过程的数据融合、智能决策与人机协同。

期望实现的主要技术目标

1、煤岩界面识别准确率：≥85%，识别响应时间≤2秒；

2、自适应截割：实现滚筒自动调高与截割速度自动调节，截割轨迹跟踪误差≤100mm；

3、资源回收：顶煤、底煤回收率较人工截割提高3～5个百分点；

4、设备可靠性：截齿消耗量降低20%以上，采煤机故障停机时间减少30%以上；

5、输出成果：形成智能化工作面采煤机自适应截割技术规范1套，申报专利、软件著作权等知识产权成果不少于5项；

6、推广应用：在公司服务的矿井不少于2个智能化综采工作面完成工业性试验与应用。