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智能化采煤技术的研究与应用

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成果主要完成人

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项目概况

立项背

1.由于井下生产的特殊性,井下综采工作面存在顶板冒落、煤壁片帮、煤层自燃发火、瓦斯引起的爆炸、窒息、中毒、燃烧、煤尘爆炸、煤与瓦斯突出、冲击地压、水灾、机电伤害、物体打击、粉尘噪声危害、热害等多种安全及健康隐患,在特别危险、环境特别恶劣的综采工作面,仍是事故高发地。因此实施智能化采煤技术,工作面减少人数,从根本上提高安全系数,从本质上防范和遏制重特大事故,达到少人则安、无人则安”的目标,是矿井实现安全生产的需要

2.矿井招收与留住青工愈发困难,井下生产一线员工短缺尤其青年员工与人才短缺,员工整体年龄结构偏大,骨干人才和高端技术人才匮乏,高技能人才偏少,人力资源结构难以适应发展需要的矛盾已日益凸显,严重制约了企业安全健康发展。因此实施智能化采煤技术,提高安全可靠性,改善员工作业环境,降低劳动强度,体现“以人为本、安全发展”的理念,增强员工的幸福感,大幅度减少生产作业人员,减少人力成本,是煤矿高质量发展的需要

内涵和主要做

经考察调研论证,最终确定工作面主体设备采用江苏鸡西煤矿机械制造有限公司的采煤机,液压支架由铁法能源公司生产配套,运输机、转载机、破碎机由、液压泵站、智能控制及智能集成供液系统、通讯系统由其他公司生产配套,组合形成第一套智能化回采设备,成功研制出各配套设备之间动力传动、信号采集、传输和利用等智能化控制子系统,创新研发N2-407综采工作面自动化控制系统的SAM2.0系统平台架构,从硬件与软件两方面进行升级,同时可兼容与扩展未来自动化高级功能,将多种跨学科技术(包括工业控制、以太网、无线、视频、音频、通信、液压等)综合应用,从而实现在地面监控中心对综采设备进行自动化控制,投资3400万元,在小青矿建成了省内首个智能化综采工作面。该工作面以采煤机记忆截割、液压支架自动跟机及可视化远程监控为基础,以生产系统智能化控制软件为核心,拥有远程集中操控、采煤机记忆割煤、液压支架自动跟踪拉架、推溜和设备联动闭锁等智能化功能,实现对综采设备的智能监测与集中控制,井下采煤设备在地面调度指挥中心“一键启动”。日常生产作业时,经过安全确认后,在地面调度室按下“一键启停”按钮,工作面的设备按顺序依次启动,设备数据高速上传和控制信号实时下达,自动完成工作面内的破煤、装煤、运煤、移架、推溜等采煤作业工序,实现工作面的连续、安全、高效开采

创新亮点和值得学习借鉴之

智能化采煤,实现对综采设备的智能监测与集中控制,井下采煤设备在地面调度指挥中心“一键操控”。实现了采煤技术革命,取得了显著的经济、安全、健康效益。引入VOIP语音通讯系统并入工作面KCT101通讯控制主机进入环网实现双向通讯;采取工作面开切眼分段供液和供电技术,解决液压支架不能自动推溜问题;将采煤机端头记忆截割系统划分为采煤机端头记忆截割系统、正常中间段记忆截割系统两大部分,重新进行整个端部进刀系统的软件设计,采用端部斜切进刀方式割三角煤、采煤机双向割煤工艺,重新设定8个阶段的工艺参数,从而实现工作面端头斜切进刀由人工干预转为智能操作

实施应用前后效

实现了采煤技术革命,为辽宁省的煤炭行业实现智能化采煤积累了经验,开创了先河

取得显著经济效益,智能化综采工作面生产煤炭160万吨,创造效益39100.8万元。工作面减员增效。综采队工作面作业人数由原来的12人降至3人,节约员工薪酬45万元

取得了巨大的安全效益。智能化工作面通过地面操作人员远程操控,自动化程度高,实现了无人跟机作业,2人巡视,具备了本质安全型工作而把条件,提高了安全系数,实现了“少人则安、无人则安”的目标

大幅度提高了采煤生产一线员工的职业健康水平。劳动强度降低。采煤机记忆割煤、液压支架自动跟机移架和运输机自动跟机推溜,降低了作业强度,提高了生产效率。减少职业病危害。智能化系统的应用,现场操作人员从工作面恶劣的作业环境撤离出来,保证了员工的身体健康

打造了智能化人才队伍。作业人员刻苦钻研业务,强化岗位技能训练,掌握多个专业知识,学习智能化技术,培育出了复合型、智能化的人才队伍,为今后的智慧矿山建设夯实了人才基础

提升了员工幸福指数。智能化采煤将员工从操作工变成巡视工,降低了劳动强度,改善了作业环境。践行了“以人为本、安全发展”的理念

可推广应用范

煤炭系统综采工作面均可推广应用