基本信息
- 项目名称：
- 基于数字矿山的综采工作面自动化设计系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 基于数字矿山的综采工作面自动化设计系统在全面分析国内外研究现状的基础上，基于数字矿山完成了综采工作面自动化设计系统开发，实现了综采工作面“三图三表”、端头及加强支护设计、采煤机进刀方式自动化设计，实现了煤矿开采设计、管理、数据共享和数据可视化。
- 详细介绍：
- 作品说明 打开AutoCAD绘图软件，点击回采工艺，在弹出的对话框中，分别有工作面设备布置、工作面循环图表、劳动组织表、工作面技术经济指标表、综采面采煤机进刀方式、综采工作面端头支护及加强支护等功能对话框。 点击工作面设备布置对话框，弹出的对话框。 在主运输顺槽中标题下：在顺槽形状中选择“矩形巷道”，主运输方式中选择“胶带运输”，在主运宽度中输入“5300”，在主运高度中输入“2700”，胶带运输机距内帮距离中输入“1600”，在胶带运输机宽度中输入“1200”，在转载机宽度中输入“1000”，在转载机与胶带连接长度输入“15000”等；在辅助运输顺槽对话框中：在顺槽形状中选择“矩形巷道”，在辅运运输方式中选择“单轨吊运输”，在辅运宽度中输入“5300”， 辅运高度中输入“2700”，在单轨吊距内帮距离输入“2500”；在右面的对话框中，在支架尺寸中输入“1750”，截深中输入“800”，工作面长度输入“215000”，在工作面倾角输入“90”，在煤层厚度输入“3110”，在支架尺寸中输入“4353”，在采煤机滚筒直径中输入“1800”，在采煤机机身高中输入“1600”，在采煤机机身宽中输入“1500”，在刮板输送机中部溜槽输入“1000”，在采高中输入“3000”，在采煤方法中选择“走向长臂”，在煤层倾角中输入“3”，然后点击绘图，系统则自动绘制CAD图。 点击循环作业图表对话框，选择起始位置进刀。 在作业方式中选择“三八制”，在端头长度输入“30”，在断头进到速度中输入“0.02”，在日进刀数中输入“14”，在起始割煤位置中选择“工作面端头”，在时间坐标轴起始时间中选择“0”，在工作面长度中输入“230”，在综采工作面工序配合方中选择“及时支护方式”，在检修班时间（起点或终点）中选择“起点：16”，选择“检修班割煤”，在割煤刀数中输入“2”，然后点击自动绘图，系统则自动绘制CAD图。 点击劳动组织表对话框，弹出的劳动组织表。 工作制中标题下：选择“三八制”；选择“检修班割煤”，在“跟班副队长”工种下：在夜班中输入“2”，在早班中输入“1”，在中班中输入“1”，在“班长”工种下：在夜班中输入“2”，在早班中输入“2”，在中班中输入“2”，在“采煤机司机”工种下：在夜班中输入“3”，在早班中输入“3”，在出煤中输入“3”等等，系统会在相应标题栏中计算出总数。根据实际情况添加项目和添加行。然后点击绘图，系统则自动绘制CAD图。 点击综采工作面技术经济指标表对话框，弹出综采工作面技术经济指标表对话框。 在工作面长度项目下：在单位中输入“m”，在指标中输入“215”，在走向长度项目下，在单位中输入“m”，在指标中输入“900”，在设计采高项目下，在单位中输入“m”，在指标中输入3.0”，如果有需要可以添加备注，根据实际情况添加项目和添加行。然后点击绘图，系统则自动绘制CAD图。 点击综采面采煤机进刀方式对话框，弹出的进刀方式对话框。 选择直接推入发进刀，在工作面端部斜切进刀中选择割三角煤，在端头进刀长度输入“45000”，在输送机弯曲段长度输入“18000”。然后，点击绘图，系统则自动绘制CAD图。 点击端头支护及加强支护对话框，弹出断头支护及加强支护对话框。 在支架尺寸（宽）中输入“1750”，在支架尺寸（长）中输入“4353”，在截深中输入“800”，在端面距中输入“340”，在主运顺槽宽度中输入“5300”，在辅运顺槽宽度中输入“5300”在工作面长度中输入“215000”。在工作面端头支护形式标题下选择自移式端头支架，在端头支架长度中输入“5500”，在端头支架（宽）中输入“2000”，在端头支架数（一侧）中输入“3”，在端头出支架距顺槽外侧距离中输入“1600”。选择端头需单体支柱进行支护。在右侧辅运顺槽标题下，在辅运顺槽高度中输入“2700”，在超前支护形式中选择单体液压支柱支护。在主运顺槽标题下，在输送机距煤壁距离中输入“1600”，在主运顺槽高度重输入“2700”。然后，点击绘图，系统则自动绘制CAD图。
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 基于数字矿山完成了综采工作面自动化设计系统开发，实现了综采工作面“三图三表”、端头及加强支护设计、采煤机进刀方式自动化设计，实现了煤矿开采设计、管理、数据共享和数据可视化。技术手段是应用VBA开发语言对AutoCAD进行二次开发。创新点在于基于数字矿山开发综采工作面自动化设计系统，实现设计过程自动化、信息化、网络化、标准化。应用VBA实现图形的输出，产生DWG格式图形，并且数据可以修改。
科学性、先进性
- 目前，中国的矿业科技含量和管理水平与世界发达采矿国家相比还存在相当大的差距，信息建设的总体水平不高，信息基础设施落后，数字化信息与知识存量较低，没有形成企业信息化决策和矿业信息化发展的规模优势。目前，中国矿山的数字化基本现状是：空间基础信息不足、信息孤岛现象严重。基于数字矿山综采工作面自动化设计系统的出现，具有资源数字化、技术一体化、信息集成化、业务协同化、管理集约化、决策科学化，智能化等优势。
获奖情况及鉴定结果
- 该作品于2010年与伊泰集团合作进行中期验收.
作品所处阶段
- 生产阶段
技术转让方式
- 综采工作面自动化设计系统技术开发、技术服务与技术转让.
作品可展示的形式
- 现场演示、磁盘
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 打开AutoCAD绘图软件，点击回采工艺，在弹出的对话框中，分别有工作面设备布置、工作面循环图表、劳动组织表、工作面技术经济指标表、综采面采煤机进刀方式、综采工作面端头支护及加强支护等功能对话框。应用VBA开发语言对AutoCAD进行二次开发，实现综采工作面设计过程自动化。软件适用于综采工作面设计，其应用前景广阔。每个矿井能节省10万元，若应用于是100个煤矿，经济效益为1000万元。
同类课题研究水平概述
- 美国、加拿大、澳大利亚等矿业发达国家在数字矿山方面的研究起步较早，美国首先提出“数字地球”的概念，随后被许多专家学者引用。之后，世界上许多国家结合各自的实际，分别进一步提出了数字矿山的发展规划和建设目标。数字矿山是“对真实矿山整体及其相关现象的统一认识与数字化再现，是一个硅质矿山，是数字矿区和数字中国的一个重要组成部分”。 目前，矿业发达国家建设数字矿山的重点是实现远程遥控和自动化采矿。20世纪9O年代初，加拿大国际镍公司(INCO)开始研究遥控采矿技术，目标是实现整个采矿过程的遥控操作。芬兰采矿行业也于1993年宣布了自己的智能采矿技术方案，涉及采矿实时过程控制、资源实时管理、矿山信息网建设、新机械应用和自动控制等28个专业。瑞典也制定了向矿山自动化进军的战略计划。美国已成功开发出一个大范围的采矿调度系统，采用计算机、无线数据通讯、调度优化以及全球卫星定位系统(GPS)技术进行露天矿生产的计算机实时控制与管理，并成功应用于工业中，已使露天矿近乎实现了无人采矿。加拿大已制订出一项拟在2050年实现的远景规划，即在加拿大北部边远地区建设一个无人化矿山，通过卫星操控矿山的所有设备，实现机械破碎和自动采矿。20世纪90年代以来，世界上一些矿业发达国家已经开发出了许多数字矿山建设方面的软件，并且已经在很多矿山得到了成功应用。 越来越多的中国矿业科技人员在积极思考如何推进中国矿山的信息化改造，以及如何发展数字矿山技术，政府和部门也对数字矿山高度重视，例如，国家“是五信息化发展规划”中明确指出窑利用信息技术改造和提升传统产业。 2001年以来，国内有关学术组织相继召开了一系列以数字矿山为主题的学术会议。2001年，中国矿业联合会组织召开了首届国际矿业博览会，其中包括一个以“数字矿山”为主题的分组会。2002年春，由吴立新、朱旺喜、张瑞新新任执行主席在中国科协第86次青年科学家论坛以“数字矿山战略及未来发展”为主题，在北京中国科协会堂召开。2006年，煤炭工业技术委员会和煤矿信息与自动化专业委员会在新疆乌鲁木齐召开了“数字化矿山技术研讨会”，提出了建设安全、高效、绿色、和谐的新型现代化矿井的目标。
