神东公司一次采煤技术的“天问”-新闻动态--榆林市地质矿业协会-Powered by www.laoy.net

   “不见矿工身和影，只见煤炭滚滚来”。几代煤矿人梦想中的“天堂”，在神东煤炭变成了现实。
    历史的车轮滚滚向前，新时代新征程，如何安全高效、绿色低碳地将煤炭开采出来，如何借助科技创新的力量，将煤矿工人从艰苦的环境中、从繁重的劳动中解放出来，是煤炭行业面临的时代课题。
    作为煤炭行业井工煤矿智能化发展的先驱者和探索者，早在2000年，公司就以机械化、自动化为起点，向智能化发展的目标不断探索前进。在二十余年孜孜不倦的探索中，破解了一系列制约煤矿无人化采煤的“卡脖子”技术难题，为煤矿安装“智慧大脑”，打造智能化建设煤炭开采的“神兵利器”，为井工煤矿探索出一条智能化建设的新路径。
    公司地处晋陕蒙三省交界处，下辖13座井工矿，各矿井地质赋存条件不同，设备、工艺也不尽相同，公司因地制宜、逐矿施策，探索多条智能化发展路径，并取得了丰硕成果。2023年9月9日，榆家梁煤矿43207无人化工作面经过中国煤炭工业协会鉴定，达到国际领先水平，这一成果堪称我国采煤技术的“天问”水平，也是公司探索智能化建设众多成果的代表之作。
    2018年前后，工业智能化方兴未艾。传统煤炭工业顺应科技潮流，开始脱胎换骨、加速发展。作为我国煤炭智能化建设的领跑者，公司乘势而上，加快智能技术与传统井工煤矿开采技术的深度融合，探索井工煤矿智能化发展的新路径。
公司在榆家梁煤矿启动全国首个“薄煤层智能化综采工作面”项目，作为煤炭工业智能化建设的“试验田”，为国内多项重要自动化科研项目提供安装调试和进一步研究论证的实践平台。
    榆家梁煤矿建设无人化采煤工作面可追溯到2002年，发展至今跨越“半自动化生产，少人化生产，无人操作、有人巡视生产，无人化生产”四个发展阶段，历经艰辛探索，目前已建成“自主割煤+无人跟机+智能决策”的0人采煤工作面。
    该工作面在生产期间无人操作，只需井下顺槽2人监护，地面2名操作员远程监护即可，真正实现了无人化采煤的“矿工梦”。同时，该工作面无人化采煤效率首次超过人工割煤效率，为无人化采煤工作面工业化应用奠定了基础。
“科学技术只有转化为现场应用，才能变为新质生产力，我们就是要把创新成果推广出去，让科技成果惠及更多的煤矿、更多的矿工，为煤炭行业进步作出神东贡献。”榆家梁煤矿综采二队党支部书记、队长赵云飞笃定地说。
    近年来，公司围绕“综采工作面内少人或无人操作”发展目标，积极探索无人化开采技术，根据不同区域煤矿地质赋存条件，选择典型煤矿作为试点进行重点攻关。薄煤层智能化开采便是攻克重点之一。
    薄煤层指地下开采时厚度在1.3米以下的煤层，它也是珍贵的一次性能源，不能浪费，既要采得出，又要采得尽。虽然用机械代替了人工，但由于开采煤层厚度小，与中、厚煤层相比，仍然困难重重，特别是综采工作面，当最小采高降到1米以下时，正常成年人在井下作业时根本无法直起腰身，在煤层薄地段工人甚至需要爬行生产。
    对此，公司对榆家梁煤矿智能化工作面部署了基于设备集中控制系统的一体化集控中心，实现了对工作面所有数据集成、存储、分析和设备自动控制。智能工作面集中控制系统将采煤机、液压支架、刮板运输机、转载机、破碎机等主要设备的控制功能集中到顺槽，将视频监控、音频控制、网络管理、数据集成等功能融为一体，在工作面顺槽和地面远程控制中心实现对综采设备集中操控，提高了生产效率。
    工作面内要实现“少人”“无人”的首要条件，就是配置先进感知装备，代替人“看”“听”“感觉”。公司按照这一思路，在43207工作面配置了固定视频系统、移动红外及可见光双视摄像仪、移动拾音器等设备。工作面视频监控系统形成了以多目摄像仪为固定监控方式、以巡检机器人视频摄像仪为移动监控方式的固定、移动相融合的工作面全景视频监控。这项技术实现了对工作面生产状况、设备运行情况的全景监控，保证了工作人员在集控中心能够及时干预工作面异常状况。
    此外，公司通过大数据平台实现了工作面生产数据统计、设备工况分析，并将分析结果应用于生产指导，实现设备故障预警、连续推进生产建议，为工作面生产智能决策提供数据支撑。最终，依托工业互联网平台，通过对采煤工作面“人—机—环—管”的全要素、全环节、全流程的数字化转化，实现综采工作面万物互联、智能感知、自主协同，解决了“人—机—环—管”协同作业难的问题。
    榆家梁煤矿无人化采煤工作面建成以来，首创了“地面规划割煤、装备自动执行、面内无人作业”的无人化采煤模式，实现了生产时采煤机、刮板输送机及液压支架联合作业区无人进入，生产效率提升16.7%；发明了综采工作面采煤工艺驱动引擎技术，实现了“一套采煤工艺、二道控制工序、三项控制参量”的主从调度控制，突破了综采装备群复杂工序协同控制难题；创新提出了一种采煤机沿煤层精准割煤控制的新方法，采用“三维动态地质建模+全局截割模板预测+局部地质写实修正”数据融合方式，实现了采煤机精准割煤；创新了综采工作面三角煤割煤采煤机控制工艺，实现了采煤机定位、分段调速，三角煤完全无人化截割。
    这些成果应用后，榆家梁煤矿薄煤层工作面移架速度、综合自动化率及干预率、设备开机率、设备故障率、煤质提升指标、人工工效、生产效率、节约人工成本等8项关键指标达到了国际领先水平，彻底把员工从低矮的采煤工作面解放出来，降低了劳动强度和安全风险，实现了安全效益、经济效益和社会效益的综合提升，为煤炭行业转型升级贡献了神东智慧、神东方案。
    榆家梁煤矿破解了薄煤层智能化生产的难题，而保德煤矿的智能化则是复杂地质条件煤矿开展智能化开采的范例。
    位于山西省忻州市保德县境内的保德煤矿采用“平硐+斜井”综合开拓方式，属高瓦斯矿井，井下地质条件复杂，埋深大、有奥灰水，煤层顶板强度低、稳定性差、易破碎冒落，在复杂条件煤矿智能化建设的探索中，极具典型性和代表性。
    公司针对保德煤矿特殊的地质条件和高瓦斯的实际情况，遵循“统一数据、统一模型、统一平台、统一方案”的煤矿智能化建设原则，采用5G、工业互联网、云计算、物联网、大数据、人工智能、多网融合等新一代信息技术与煤炭开采技术深度融合、创新应用，有针对性地实施了“5G+工业互联网”无人化矿井关键技术研发与工程示范项目，将传统煤矿业务与智能化系统进行重构与融合，布局透明矿井工程数字化与仿真、透明工作面智能化放煤、智能掘进平行作业与集中远控、主运无人化、辅运少人化、安控机器人等研究内容，构建形成了云边协同、管控一体化的智能无人化矿井建设创新范式，突破了“自动放煤+记忆放煤+智能放煤”三级联动放煤和瓦斯安全联动等矿井级、系统级和边缘端等一系列智能化关键技术，全面提升矿井智能系统常态运行水平，将81202综放工作面打造成公司智能化建设的闪亮名片。
    星光不负赶路人。2020年，公司13个矿井均通过国家或者地方组织的智能化验收。2022年，实现了“5个100%”建设目标，即综采工作面100%智能化、掘进工作面100%智能化、煤矿建设100%智能化、选煤厂建设100%智能化、固定岗位100%无人值守。2023年，所属矿井全部通过集团智能化中级验收，建成29个智能综采工作面。
    创新永无止境，在新质生产力加快赋能传统产业的新一轮技术革命中，公司正向着“2025年，建设2亿吨智能矿井群，实现井下车辆无人驾驶，打造一个‘5G+工业互联网’体系助力煤矿智能化建设，推广井下百人矿井生产模式”的宏伟目标进发，力争为集团全面建设世界一流清洁低碳能源科技领军企业贡献更多“神东力量”！   （协会办）

神东公司一次采煤技术的“天问”

时间：2024/4/15 16:33:18

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