煤炭科学技术

作者：雷志勇, 马小龙, 赵树军, 张世明, 燕斌,

关键词：智能化, 连续采煤设备, 数字化平台, 数字孪生, 故障诊断,

为提高采煤效率、降低工人劳动强度并实现智能化，本研究开发出国内首台套露天矿连续采煤装备智能化协同管控平台。该平台集成了双环网传输、网络安全、多机协同控制、数字孪生和大数据技术，能够对采煤机、转载机、卸料机和输送机进行有效控制，实现连续采煤的协同作业。研究解决了3个关键技术难题：① 通过双环网传输技术降低了数据传输延迟并提高了网络的稳定性；② 开发了安全的网络传输技术，确保数据的机密性和完整性；③ 实施的多机协同控制系统整合了数据采集、工艺控制和三维可视化模块，利用实时监控和优化控制算法提升了开采和运输效率，确保了多机作业的连续性。基于数字孪生理论，构建了多机同步数字孪生系统，解决了露天矿作业中的数据集成和实时响应问题，制定了统一通信标准，支持多种协议以确保设备间的信息共享。同时，边缘计算技术快速处理现场数据，减少了延迟并支持实时分析与决策，显著提升了采煤作业的监控能力，实现了数字模型与实物状态的高度同步。该平台实现了多项功能：一是全方位、全流程的多机同步监测；二是设备在线故障自诊断与预警；三是提升多机协同控制的工作效率。测试结果表明，该平台实现了多机同步控制，数据丢包率≤0.25%，延迟≤2 s，能够开采高11 m煤，年生产能力达13.0万t，且连续工作时无故障率可达90%；各项功能均满足实际生产需求。

来源：2025年第4期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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