煤矿智能化总结9篇煤矿智能化总结 第1期宁夏煤业公司智能化建设探索与实践杨成龙（国家能源集团胜利能源公司，内蒙古锡林浩特，026000）摘要： 国家能源集团宁夏煤业公司下面是小编为大家整理的煤矿智能化总结9篇,供大家参考。
篇一：煤矿智能化总结
期宁夏煤业公司智能化建设探索与实践杨成龙（国家能源集团胜利能源公司，内蒙古 锡林浩特，026000）摘 要：国家能源集团宁夏煤业公司长期开展煤矿智能化建设的探索与实践，形成了以无人化操作为核心的采掘、辅助生产、洗选加工智能化生产新模式，构建了以日清日结为核心的“经营管控+绩效管理”数字化运营体系，搭建了以安全管理为核心的“生产执行+安全感知”智慧化管理平台。在煤矿智能化建设成果方面，宁夏煤业公司累计建成23个智能化综采工作面，归纳了4种综掘装备及建设智能化综掘的思路和实践经验，提出了智能化主煤流运输系统“三位一体”的思路，自主完成了选煤厂智能化升级改造，减少岗位工50%以上，完成了金家渠、金凤、清水营煤矿智慧矿山建设示范应用，实现了矿井“少人、无人”的建设目标，规划到2022年全面建成金凤、枣泉、红柳国家级首批智能化示范煤矿。宁夏煤业公司通过总结分析多年来煤矿智能化建设的探索与实践经验，分系统提出了实施智能化建设的方案和主要技术路线，并从“人、机、环、管”4个方面提出了煤矿智能化建设保障措施。关键词：
宁夏煤业公司 煤矿及选煤厂 智能化生产 数字化运营 智慧化管理 一体化中图分类号：TP76 文献标识码：A 文章编号：2096-7691（2021）01-001-07作者简介：杨成龙（1970-），男，在读博士，正高级工程师，现任国家能源集团胜利能源公司党委副书记、总经理（曾任国家能源集团宁夏煤业有限责任公司副总经理）。Tel：15719577588，E-mail：150311140@qq.com1 引 言目前，以人工智能、5G、云计算、大数据为代表的新一代科技正推动着全世界传统产业转型升级和高质量发展。随着我国“四个革命、一个合作”能源安全新战略的不断深化实施，煤炭工业转向高质量发展阶段，井工煤矿已由炮采、普采、高档普采发展到了综合机械化、自动化开采，并在多个煤层赋存条件较优越的矿区实践了智能化开采。2019年11月，国家煤监局发布了《煤矿机器人重点研发目录》［2］ ，为煤矿智能化开采指明了方向。2020年3月，国家八部委联合印发了《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》［1］ ，全面开启了煤矿智能化建设。山东省、山西省、河南省、陕西省、贵州省、内蒙古自治区、宁夏回族自治区相继出台了煤矿智能化建设相关政策，煤矿智能化建设工作已全面深入展开［4-6］ 。近几年，以王国法院士为代表的科研学者在煤矿智能化的顶层设计、主体架构、系统平台、关键技术与装备、核心标准等方面取得了显著成果，并于2020年制定了智能化煤矿分类、分级评价指标体系与评价方法，开发了智能化煤矿分类、分级评价软件系统。煤矿智能化开采主要指煤矿采掘、运输、辅助生产、洗选、供电供水、安全保障、生产管理等主要系统在自动化、数字化、信息化基础上，深度融合“人—机—环—管”的自感知、自决策、自执行的巨系统，是综合机械化、自动化开采的创新发展，是煤炭工业安全、高效、清洁、高质量发展的核心技术支撑，其目标是建设少人、高效、安全的智慧矿山［7］ 。宁夏煤业公司根据国家八部委《关于加快煤矿智能化建设的指导意见》，结合自身中长期生产接续、工艺技术装备、科技项目计划和现阶段各矿井资源条件及生产工艺技术状况，在现有机械化、自动化、数字化、信息化和智慧矿山、智能化工作面、无人值守机房（硐室）、智能化洗煤厂建设的基础上，按照“效益、务实、可靠、先进”的原则，出台了《宁夏煤业公司煤矿智能化建设实施方案》，全面深入推进煤矿智能化和智慧企业建设。方案规划到2022年，实现6个100%目标，即：煤矿智能化技术及建设100%覆盖，灾害预警系统100%实现智能化，采煤工作面100%实现智能化，掘进工作面100%实现智能化，通风系统100%实第19卷 第1期VOL.19 NO.12021年2月Feb.2021
第1期现智能化，井下固定岗位100%实现无人值守，同时建成金凤、枣泉、红柳国家级首批智能化示范煤矿。到2025年，宁夏煤业公司各煤矿全部实现智能化，煤矿智能化技术达到行业先进水平，充分发挥煤矿智能化在安全高效生产中的核心支撑作用，实现安全、少人、高效生产。2 智能化综采2.1 智能化综采现状2015年我国只有3个智能化综采工作面，2018年发展至80多个，2019年达到275个，截至2020年上半年，我国智能化采煤工作面已达338个，范围覆盖全国各主要矿区。根据《全国安全生产专项整治三年行动计划》要求，到2022年，全国智能化工作面力争达到1000个，产能15亿t［6，11］ 。煤矿智能化综采共有4类开采模式，分别是薄煤层和中厚煤层智能化无人开采模式，大采高智能高效人机协同巡视模式，综放智能操控与人工干预模式，复杂条件机械化+智能化开采模式，如图1所示［12-13，20］ 。（a）薄煤层和中厚煤层智能化无人开采模式（c）综放智能操控与人工干预模式 （d）复杂条件机械化+智能化开采模式（b）大采高智能高效人机协同巡视模式图1 智能化综采4类开采模式煤矿智能化综采技术发展分为4个阶段：第一个阶段，智能化1.0是采煤机记忆割煤+自动跟机移架，能够达到工作面人机分离，局部自动化割煤，人工辅助干预，大幅降低劳动强度；第二个阶段，智能化2.0是惯性导航技术+低照度高清可视化+工作面设备协同控制，综采装备的成套配置，单机设备智能化可靠性提高，能够达到高度可视化自动控制割煤，顺槽人工辅助干预，大幅减少工作面用工；第三个阶段，智能化3.0是目前正在研发的基于三维可视化+智能规划割煤+工作面自动调斜技术，能够达到较好地质条件的工作面智能无人化开采，复杂地质条件的高度自动化开采+可视化远程辅助干预；第四个阶段，智能化4.0是基于智能自感知透明工作面+设备智能自学习、自决策开采技术，能够达到智能无人化开采，具体情况如图2所示［8-10］ 。2.2 宁夏煤业公司智能化综采实践2013年，宁夏煤业公司在梅花井煤矿、金凤煤矿等4个煤矿进行了初试，主要是阶段性工业实验记忆截割+人工干预+支架中部跟机，大幅降低了人工的劳动强度，提高了工作效率。2017 年，在红柳煤矿I040301工作面实施1个基于惯性导航自动调直+记忆截割+三角煤自动截割工艺，实现了惯性导航系统自动调直控制使用率79.6%的常态化运行，采煤机12m/min自动跟机移架，300m走向工作面约1h割一刀煤，2.7m煤层自动化模式下产能35万t/月以上，工作面生产作业人员由11人递减至3人，红柳煤矿也成为国内复杂地质条件下智能化开采典型代表性矿井。2018年，宁夏煤业公司在总结金凤、红柳等煤矿智能化工作面成功经验的基础上，分别在羊场湾、红柳、金凤、麦垛山、双马煤矿5对矿井实施5个综采智能化工作面，达到出勤人数减至2/3的目标。2019年，复制推广成功经验，实施7个综采智能化工作面。2020年，宁L0L1L2L3L4-L5普采、综采智能化1.0智能化2.0智能化3.0智能化4.0□支架自动跟机□采煤机记忆截割□工作面协同控制□可视化远程干预□智能规划开采□工作面自动调直□工作面三维可视化技术□系统自主决策、自主学习□自适应智能开采2013 2015 2018 2022 2030自动开采等级L0L1L2L3L4L5人工开采辅助开采局部自动开采高度自动开采超高度自动化开采全自动开采人工系统+人工系统+人工系统+人工系统系统人工系统+人工系统+人工系统+人工系统系统人工系统+人工系统+人工系统+人工系统系统/部分部分部分部分全部阶段主要开采设备控制对环境的感知复杂地质条件的应对应对工况感知认知控制图2 智能化综采技术4个阶段杨成龙：宁夏煤业公司智能化建设探索与实践 · · 2
第1期夏煤业公司实施10个综采智能化工作面，生产班出勤人数减少一半以上，突破大倾角厚煤层单向割煤智能开采与工作面智能调直技术，真正建成1个综采智能无人化工作面（枣泉煤矿220704工作面）。宁夏煤业公司规划2022年，实现100%综采全工作面自动移架和姿态智能调整、采煤机记忆截割或自主截割，超前支护自动化和设备列车自移动或远距离供液供电，推进基于TGIS智能化工作面科研项目，实现薄煤层智能无人化开采，人员配置减少 1/3 的目标。2025年，透明智能化工作面占比50%以上，薄煤层工作面全部实现透明化智能无人化开采，具体情况见表1。时间2013年2017年2018年2020年2022年2025年技术特征记忆截割+跟机移架惯导自动调直+记忆截割+三角煤自动截割惯导自动调直+记忆截割+三角煤自动截割记忆截割+跟机移架+远程干预惯导自动调直+记忆截割+三角煤自动截割+超前自动支护+远距离供电供液惯导自动调直+记忆截割+三角煤自动截割+4D动态地质模型应用情况梅花井煤矿、金凤煤矿4个自动化工作面红柳煤矿1个智能化工作面红柳煤矿、金凤煤矿、麦垛山煤矿、羊场湾煤矿、双马煤矿5个智能化工作面共配置10个智能化工作面，建成1个无人化工作面（枣泉煤矿220704工作面）工作面100%实现智能化，基于地质透明的智能化工作面进入工业性试验阶段透明智能化工作面占比50%以上，自适应智能化工作面进入工业性试验阶段应用效果采煤机14m/min跟机移架的高效割煤生产班职工减少1/3生产班职工出勤减少50%采煤队人员配置减少1/3薄煤层透明智能化工作面实现无人作业表1 宁夏煤业公司智能化综采实践与规划3 智能化综掘3.1 智能化综掘现状我国为采煤而新掘的巷道平均达到12000km/a，相当于地球直径长度，规模世界第一。对比1978年和2018年，全国采煤机械化程度由32.34%升至78.5%，而掘进机械化程度由14.5%升至60.4%，采掘失衡已成为制约煤矿安全高效生产的主要因素。康红普院士指出：
“掘进自身发展也极不平衡，陕北、神东等条件较好的矿区，煤系地层完整、构造少，煤巷最高月进尺超过3000m，但其他一般及复杂地质条件矿区，数量约占全国的90%，平均月进尺不足200m。自1975年，国内引进第一台三井三池悬臂式综掘机，到目前国内大部分煤矿的悬臂式综掘机仍然是主力机型。2017年上半年，小保当矿引进快掘装备进行工业性试验，2018年研制了较为成熟的半自动化快掘成套装备1.0版，通过60多项技术优化，形成适用性更加完备的自动化2.0版，创下单巷91m/d的最高纪录，目前已形成高度智能化的3.0版，3个人能完成1套循环作业。近几年，无空顶掘锚一体机发展较快，技术逐渐成熟，国内山西焦煤、冀中能源等公司大量推广应用。宁夏煤业公司正在研发复杂条件下全断面智能化快速掘进系统［18，23-24］ 。煤矿综掘主要有悬臂式掘进机、连续采煤机、掘锚护一体机、快速掘进系统4种装备。煤矿综掘工作面作业空间小、系统复杂，有落、装、运、支、风、水、电、尘、监测等多个子系统，装备技术集成度低，用人多、单进低。巷道掘进已成为我国煤炭工业最大痛点，采掘失调现象在大部分煤炭公司不同程度都存在。近年来，为实现智能化快速掘进，综掘设备截割向大功率自动化、高强度可靠性转变，支护装备向多钻头、自动化、一体化转变，支护技术由“钻、装、锚”三步工艺向“自钻式中空注浆锚杆”一步工艺过渡［21-22，25-26］ 。3.2 宁夏煤业公司智能化综掘实践宁夏煤业公司2019年共有240个掘进工作面，进尺约209886m，其中岩巷54个，进尺约41260m；半煤岩巷 74 个，进尺约 64032m；煤巷 112 个，进尺约104594m，最多同时掘进73个工作面。自2017年起，宁夏煤业公司综掘装备开始由EBZ/150/160轻型向大功率、高强度EBZ/200/260重型转变，实现一次全宽全高截割和清渣。2019年开始应用大功率综掘机、锚破运一体机和智能调速联运胶带运输机，推行4h检修制， “掘—支—运—锚”协同作业，实现20m 2 断面11根顶锚索+8根帮锚杆的月进尺500m以上。2020年引进了40台大功率高强度掘进机，实现掘进遥控和自移机尾伸缩机身连续运输功能，其中红柳煤矿实现了掘进规划自动截割功能，掘进作业时迎头实现无人化操作；枣泉煤矿创造了全断面锚索支护巷道月进尺516m的宁夏地区纪录；麦垛山煤矿1台EBZ/315重型掘进机实现了岩巷月进尺315m。宁夏煤业公司规划· · 3
第1期用2~5年时间完成工艺优化和推广升级，开发应用掘锚一体机+锚运机+自移机尾+喷浆机器人+快速地坪施工的工艺组合，实现巷道掘、锚、支、运、喷平行作业，力争2022年单进500m/月以上，用工6人/班，到2025 年实现智能化掘进工作面，复杂条件下单进1000m/月，具体情况见表2。表2 宁夏煤业公司智能化综掘实践与规划时间2017年2018年2019年2020年2022年2025年技术特征由轻型150、160型向200、260型转变小断面、大断面的快速掘进技术装备研发与应用，掘锚护一体机项目立项应用200、260型大功率综掘机、钻锚车、锚破运一体机、后配套智能调速联运无人化胶带机应用大功率高强度的智能远程遥控掘进机和自移机尾伸缩机身连续运输系统推广无空顶掘锚一体机应用，研发复杂条件下多刀头全断面快速掘进系统推广掘支平行作业快速掘进系统应用应用情况配置200型7台，260型6台增加配置200型5台，260型10台，具备遥控功能、干式除尘装置配置200型及以上掘进机66台，采用4h检修， “掘—支—运—锚”协同作业增加40台智能加强型掘进机，其中200型35台，260型5台工业性试验掘支平行作业快速掘进系统试验复杂条件下多刀头全断面快速掘进系统应用效果一次全宽全高截割和清渣一次全宽全高截割和清渣，较大幅度提高掘进效率和除尘效果枣泉煤矿 8 根锚杆+11 根锚索同步支护，20m 2 断面月进尺500m以上红柳煤矿实现了掘进规划自动截割，掘进作业时单进水平500m/月以上，用人班6人/班以下单进水平100m/月，透明智能化工作面实现无人化作业4 智能化生产辅助系统国家“十三五”规划发布以来，宁夏煤业公司实施以国家能源集团数字矿山规划为指导，以鼓励型A类矿井为目标，全面建设“无人值守、有人或机器人巡视”为主要特征的智能...
篇二：煤矿智能化总结
第 ４９ 卷（Ｓ２）煤 炭 科 学 技 术 Ｖｏｌ
