近年来，山西省煤炭企业认真贯彻落实“四个革命、一个合作”能源安全新战略，创造性推进煤矿智能化建设，涌现出了一大批技术先进、管理科学、运行可靠的煤矿，为推动煤炭行业技术进步、装备提升、管理创新、效益改善做出了重要贡献。
为充分发挥典型煤矿的示范引领带动作用，推动煤矿智能化建设迈向更高水平，山西省能源局从全省范围内征集了124项煤矿智能化建设案例，经组织专家评选，共有65项案例入选。入选的案例兼顾国有企业和民营企业、采煤和洗选、井工和露天煤矿以及各种不同地质灾害、采掘工艺、运输方式等条件，涵盖信息基础设施、智能掘进系统、智能综采系统、全矿井智能化、其它智能化系统、露天煤矿智能化、智能洗选共计7个方向，确保具有可复制、可推广性。现编辑形成《山西省煤矿智能化建设典型案例汇编（2023年）》，供各地市、各有关企业和研究机构在工作实践中学习借鉴。
山西潞安集团和顺李阳煤业智能掘进系统
山西潞安集团和顺李阳煤业有限公司
（一）矿井概况
山西潞安集团和顺李阳煤业有限公司，成立于2004年，位于山西省晋中市，是一家以从事煤炭开采和洗选业为主的企业，现隶属于晋能控股集团，省属国有企业。
李阳煤业井田面积16.0869平方公里，年生产能力120万吨/年，批准开采煤层为8#、9#、14#、15#，现开采15#煤层，平均煤厚5.44米，可采储量10265万吨（其中15#煤层保有储量5342万吨，可采储量4693万吨）。李阳煤业为高瓦斯矿井，水文地质类型为中等。
（二）建设内容
李阳煤业两个智能化综掘工作面分别为15310辅助运输顺槽工作面和15308辅助运输顺槽工作面。两个智能化掘进工作面配置同样设备，智能掘进设备主要由智能型掘进机及智能化液压锚杆钻车、安全保障系统、运输系统和智能化控制中心等设备组成。各系统实现功能如下：
2.1掘进系统建设情况
（1）采用EBZ200H型智能掘化进机，搭载智能车载系统，具备手动、遥控及远程控制模式；能实现掘进机自主导航、位姿适应、坡度追踪和自动截割功能，并通过高清视频监控、结合数字化地图将掘进机的位置、航向和姿态等信息三维可视化显示。
图1掘进系统拓扑图
（2）采用ZLJ-20机载临时支护加CMM2-25Y型矿用液压锚杆钻车实现顶板超前支护及锚装机械化联动作业；并能够实现自动确定锚护位置、自动钻孔、工况在线监测及故障诊断、锚固质量自检验等功能。
图2机载临时支护
（3）采用DSJ80/40/2×75胶带输送机加DWZY800/1000加TKC101语音集控系统实现顺槽胶带输送机的状态监测、负荷保护、集中控制、自动张紧和机尾自移功能。
（4）在井下和地面建设有顺槽控制中心和远程控制中心，并同步部署有智能化管控平台，能实现工作面掘进机、皮带机、自移机尾等设备的运行工况监测，故障诊断、全方位视频监控，能够实现一键启停及远程智能操控等功能。
图3智能控制系统操作界面
图4井下集控中心及井下集控中心内监控画面
（5）采用电子围栏防误入装置：具备人员精准定位功能，能实现人员接近危险区域自动识别并触发报警及停机闭锁功能。
图5电子围栏防误入装置
（6）环境监测系统能不间断监测工作面顶板、供风、水文、气体、粉尘等数据，超过规定值实现断电闭锁，并通过智能管控
平台预警和撤出人员。
李阳煤业以落实《晋能源煤技发[2021]40号》和《市能源煤技发[2021]1号》文件精神，根据晋能控股集团智能化建设发展思路的总体安排，结合李阳煤业实际生产状况，依据可行性、实用性、先进性的原则，统一规划智能化发展方向和发展目标。围绕发展方向和目标，积极调研煤矿智能化行业技术现状，主动对接智能化厂家，采用先进的装备与技术，将李阳煤业掘进机工作面打造成为系统先进、功能齐全、操作方便、安全高效的掘进工作面，实现机械化换人、智能化减人的目的。
此套智能掘进系统通过在掘进机机身上增加行程、压力、流量、温度、加速度等传感器，配备激光雷达或惯导系统，通过一整套程序算法实现视距遥控、远程操作、一键启停、记忆截割、自动截割、自适应截割、电子围栏防误入、环境检测、作业计划提醒等功能，满足煤矿掘进机工作面无人或少人操作、实时监测巷道掘进的需求。
系统通过截割臂行程传感器及掘进机机械结构设计数据确定截割头相对于机身的位置及姿态，通过三维激光扫描仪、倾角传感器定位机身相对与巷道的位置和姿态，将前两步数据结合形成截割头相对于巷道的坐标，将测算得到的坐标与人工录入的目标坐标对比，形成控制指令，控制机身、截割臂动作，实现截割头沿设定路径的自动截割、自主导向、坡度追踪等。
系统利用激光扫描仪、油缸行程传感器、三维建模软件等将掘进机自身姿态、掘进机相对与巷道的位置进行实时数字孪生，给远程操作人员展现实时三维动作及场景，使掘进机的各个动作能够在三维环境中复原，更直观、形象，操作人员通过观察三维场景即可实现对掘进机的远程控制，降低因粉尘对远程操作产生的影响。
系统配备有井下综掘智能集控中心布置在皮带机头（或专用硐室），配置有2台矿用爆兼本安型计算机作为工作面集控系统上位机，1台矿用本安型交换机，4台矿用本质安全型显示屏;其中2台显示屏作为视频监控；1台矿用UPS后备电源。安装的智能掘进控制软件除了能控制掘进机外，还能与胶带输送机保护装置、实现通讯融合，局扇风机及启动器设备、顺槽排水电泵、配电点馈电开关等井下设备实现通讯融合，实现集中控制各种掘进后配套设备的启停、运行和监测。
掘进工作面智能化建成后，配套的掘进系统在李阳煤业掘进巷道得到了较好的应用，取得了很好的效果。整套系统配置先进，均采用了国内知名品牌，并保有较大的安全裕度，保证了系统的先进性能。同时整套控制软件由专业的技术研发团队开发，并通过井下实际运行操作并进行了多代改进，保证了系统具有很高的成熟度和稳定性。目前此套智能化系统无论在技术性能方面还是
在使用操控方面均处于国内领先水平。
李阳煤业智能化矿井的建设实现了矿井掘进工作面的智能化管控，减少了掘进工作面的人员数量，单班掘进队由13人降低到10人以下，同时其中一部分人员从井下高危区域置换到了地面或井下集控室，通过井下集控室和地面操作台对巷道掘进设备进行远程操作控制，改变了之前的掘进模式。同时配备的智能化锚杆钻机和机载临时支护，将传统人工抬网、抬锚杆钻机、人工上钻杆的全人工模式换成了机器铺网、机器打钻、机器上钻杆的模式，再使用视距或远程操作锚杆钻机和临时支护设备，将纯手动搬运操作转变成全机械自动化搬运操作，节省了人员，大大降低了操作人员的劳动强度，改变了煤炭行业的开拓模式和社会形象。
智能化掘进工作面建设通过对工作面的掘进设备、运输设备、环境检测设备以及其他设备的集中统一管控和数据上传，制定清楚运行边界条件，通过智能自动分析解决了煤矿掘进系统安全生产相关业务数据的统一管理和集成问题，实现了煤矿企业安全生产技术的分布式、协同管理，实现网络环境下的远程指挥与调度管理，彻底改变了煤矿原先的分散式、点状化、信息相互孤立的调度管理模式。同时自动化与监测数据共享提高了劳动效率，减轻了劳动强度；数据的自动传输，消除了人为误差，进一步提高了决策的准确性、可靠性。系统建成后，各种监测数据通过井下环网快速上传至调度室，工作人员在调度室通过监控大屏，就能够实时看到井下掘进工作面的一切工作状态，了解到各设备的运行状态和参数情况，直接准确掌握到工作面的环境参数，让整个矿山的生产效率得到有效提升，让各项工作安全高效快速的推进。
智能化掘进工作面的建成应用，提高了掘进工作面的基础地理信息的标准化程度，保证了数据的实时性和准确性，提升了掘进工作面的安全性和高效性，为企业宏观管理、保障安全生产、领导决策支持等提供了重要数据支撑。
