“智能化示范矿井”专题（《智能矿山》）

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“智能化示范矿井”专题（《智能矿山》）

来源：智能矿山

《智能矿山》常设“智能化示范矿井”专栏，邀请全国智能化矿井分享智能化矿井建设成果与经验。

行业视野: 智能化
类别; 4个
关键词; 225位
专家; 90篇
论文; 51867IP
点击量; 169713次
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国家电投内蒙古公司露天矿智能化建设实践与创新

作者(Author)：徐长友

摘要：国家电投集团内蒙古能源有限公司(简称内蒙古公司) 是国家电力投资集团有限公司在内蒙古的全资子公司,是集煤炭、火电、新能源、电解铝、铁路、港口等产业一体化协同发展的大型综合能源企业。拥有5 座千万吨级露天煤矿,核定产能8 300万t,煤炭产量居全国排名第九位、内蒙古自治区排名第二位、大东北地区排名第一位,是东北地区重点煤炭生产单位及重要能源保供企业。内蒙古公司煤炭资源主要分布于霍林河煤田和锡林郭勒盟白音华煤田,主要煤炭品种为老年褐煤,含有少量长焰煤,平均发热量约13 395 kJ/kg,具有低磷、低硫、高挥发分、可选性好等特点,是良好的动力煤。近年来,随着煤炭产业高质量发展,智能化建设已成为煤矿企业可持续发展的必然趋势,内蒙古公司坚持科技创新和能源革命,按照“开采环境数字化、工程装备智能化、生产过程少人/无人化、经营管控智慧化”的发展原则,大力实施科技创新和矿山智能化建设,依靠装备提升带动生产和劳动组织优化,全面推动煤矿向安全、高效、智能化开采加速转型,形成“无人则安、少人则安”的安全生产新局面。内蒙古公司智能化矿山建设总体架构如图1 所示。

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2024年第06期

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疆纳矿业智能化综合管控平台的设计与应用

作者(Author)：曾祥玉, 黄俊婷, 辛凤阳, 王磊, 张飞, 周浩, 王港

摘要：中国是煤炭能源消费大国,如何实现煤炭的安全、高效开采一直是我国煤矿行业关注的重点问题。2022 年,我国露天煤矿以仅占比8%的煤矿数量贡献了全国约23%的煤炭产量。然而,由于自动化和信息化水平相对较低,智能化建设基础薄弱,露天煤矿采剥工效仅为世界一流露天矿的62%。近年来,国内掀起了一股加快推进矿山智能化建设的浪潮,并迅速风靡了整个煤炭行业。作为保供煤矿,新疆疆纳矿业有限公司(简称疆纳矿业)坚持以科技为先导,在各个生产环节引入自动化、信息化和智能化系统,是一座集矿山勘探,煤炭开采,煤炭资源开发、转化、综合循环利用为一体的科技型煤矿。目前,疆纳矿业使用4G/5G网络进行主流无线通信,具有完善的边坡、水害等多种灾害监测预警机制,具备完善的工业视频监控系统和调度显示大屏。然而,根据国家能源局发布的《煤矿智能化建设指南(2021 年版)》对中级智能化矿山建设的要求,疆纳矿业智能化综合管控在平台建设方面仍然存在诸多问题,如在系统层面,现有系统智能化水平不足且各系统相对分散,各系统以个体作业模式为主,系统间存在严重的“信息孤岛”;在数据层面,尚不具备矿山全周期全环节实时数据的统一采集、存储和管理能力,数据结构、存储属性等问题导致数据采集多样性不足、数据算法对煤矿生产作业环境的适应性差、数据信息挖掘不足等问题。基于此,笔者团队对现有智能化系统和业务进行梳理、解耦和重构,统一数据标准、传输协议和运行规则,设计了由中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司(简称中国煤科沈阳设计院) 自主研发的疆纳矿业综合管控平台,基于统一的信息化标准体系有效接入各分散子系统,实现数据的深度挖掘、融合以及系统间的纵向贯通和横向联动。综合管控平台的建设有效推动了信息化、智能化和煤炭产业的融合发展,实现了整体矿山生产系统的实时监控和统一管理。

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2024年第06期

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柠条塔煤矿智能化综采工作面建设探索

作者(Author)：黄彦德

摘要：煤炭是我国的主体能源,在未来较长时期内,煤炭在我国一次能源供应中的地位和作用难以改变。但我国煤炭开采主要是地下作业,生产环境恶劣多变,并受地质条件及瓦斯、水、火、冲击地压等多种自然灾害的威胁,煤矿安全生产面临严峻挑战;同时,我国人口老龄化趋势加快,劳动力资源明显减少,也给煤矿未来发展带来巨大影响。随着科学技术的快速发展,物联网、大数据、云计算、5G、人工智能等技术得到快速发展,已成为新一轮科技革命及产业升级的重要着力点,采用新一代智能化技术改造煤矿传统生产方式,改善煤矿生产环境条件,减少井下作业人员,构建安全、高效、绿色的无人或少人化智能矿山,已经成为煤炭企业转型升级发展的重要举措。煤矿智能化是煤矿的发展趋势,综采工作面是煤矿的核心,综采工作面的智能化水平直接决定了煤矿智能化程度。笔者以陕煤集团神木柠条塔矿业有限公司(简称柠条塔煤矿) S1206 智能化综采工作面为例,介绍了智能化工作面的建设应用情况,从生产一线的角度出发,针对柠条塔智能化综采工作面现场应用存在的问题提出对策及建议,为智能化综采工作面建设提供经验。

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2024年第05期

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曹家滩煤矿大断面智能快速掘进系统应用与示范

作者(Author)：雷亚军, 李增林, 王龙, 韩春福

摘要：煤炭是我国最经济、稳定的能源,根据当前社会经济需求,未来50 年内,煤炭仍将是我国的主体能源。近年来,国家出台了一系列政策文件,围绕智能化无人开采的重大技术需求,把突破行业共性核心问题,加快智能、安全、高效现代煤炭生产体系建设作为主要目标。多年来,煤炭人在掘进施工作业中一直沿用着传统的综掘和连采工艺,这仅能解决掘进施工机械化的问题。在采煤工艺智能化高度发达的今天,掘进工艺已经远远落后于智能化采煤工艺,严重制约着矿井的安全高效生产。陕西陕煤曹家滩矿业有限公司(简称曹家滩煤矿) 建井初期,沿用传统的连续采煤机掘进系统,月进尺600 多m,造成采掘接替紧张。2019 年6 月,首套快掘系统在曹家滩煤矿122109 回风巷道掘进工作面投入使用,期间出现了掘支不同步、顶锚帮锚支护不同步、运输系统卡煤等问题。为解决上述难题,进一步提高设备性能,笔者团队结合现场实际,开展了大量写实、分析论证、技术改造工作,通过60 余项技术升级,优化了设备集成,顺畅了支护工艺,缩短了支护时间,匹配了掘支协同,提高了除尘效率,形成了适用性更加完备的自动化快掘成套装备2.0 版。投入工业性试验后,笔者团队针对设备运转过程中存在的问题,进行了40 余项技术改造,进一步降低了职工劳动强度,实现了“人机环管”高度融合。经过2 次升级,虽然提高了掘进效率,但还未彻底解决劳动密集型施工组织问题,掘进工作面作业人员劳动强度依然大。曹家滩煤矿作为陕煤集团在陕北地区智能化煤矿建设的“优质试验田”和榆神矿区新建千万吨矿28井,在智能化转型升级过程中,成立了智能快掘科研团队,结合矿井地质开采条件,依托中国矿业大学、中煤科工开采研究院有限公司等科研院所提出的智能掘进与岩层控制理论支撑,引进国内首套智能快速掘锚成套装备,通过工艺优化及装备技术改革,实施“机械化换人、自动化少人、智能化无人”专项行动。

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2024年第05期

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华阳一矿：数字引领 “智”取未来

作者(Author)：潘文龙, 李胜军, 郭润寿, 杨路余

摘要：华阳新材料科技集团有限公司一号煤矿(简称华阳一矿) 始建于1956 年7 月21 日,位于山西省沁水煤田北部,额定生产能力850 万t/a,是山西省委、省政府首批命名并连续20 多年保持的省级文明单位和山西省文明标兵和谐单位,在国家级智能化示范建设矿井中综合得分85.84,为Ⅱ类中级智能化示范煤矿。

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2024年第04期

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曹家滩煤矿智能辅助运输系统建设与应用

作者(Author)：王龙

摘要：曹家滩煤矿智能辅助运输系统经过总体规划设计,兼顾安全、环保、便捷、人性化,利用5G通信、AI 摄像头、图像识别、路径规划、扫描地图、精准定位技术,可节省调度排班时间、避免车辆安全事故、提升员工工作效率。智能辅助运输系统建设以车辆精确定位信息为基础,通过车载终端实现对井下车辆实时状态的监控,结合煤矿生产过程中约车、派车、运输物料的实际情况,搭建一套专属约车系统软件,并配合副斜井行车安全防护设施和井下重要交通路口的红绿灯,优化辅助运输作业流程,可实现辅助运输业务信息化全覆盖。

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2024年第02期

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黄陵矿业智能安全风险防控系统建设探索与成效

作者(Author)：李团结, 王博翰, 马骋

摘要：近年来,在安全生产领域,我国积极推行“安全风险分级管控和隐患排查治理双重预防机制”,出台(修订) 了《安全生产法》《关于推进安全生产领域改革发展的意见》《关于实施遏制重特大事故工作指南构建双重预防机制的意见》等一系列配套法律法规。推行“双重预防机制”,首要是做好安全风险防控,把安全风险防控挺在隐患治理前面的做法,在安全生产实践中得到了广泛认可。2017—2022年,全国共发生煤矿事故1 001 起,其中70.5%是由“人”的不可控性而引起“零敲碎打”的安全事故。同时煤炭开采地质条件复杂,各种不可预见的因素都可能造成安全事故,因此煤矿安全管理工作任重道远。陕西陕煤黄陵矿业有限公司(简称黄陵矿业)始终坚持“管安全就必须控风险”“一切事故基于风险”的核心理念,以解决由于煤矿人员安全意识淡薄及不按流程作业、井下设备和环境复杂而导致“零敲碎打”安全事故频发的问题为主要研究方向。在安全管理体系方面,黄陵矿业形成了“四治理一优化”的安全管理体系(强化灾害超前治理、加强安全生产环境治理、狠抓安全生产标准化动态达标治理、实施人的不安全行为治理、开展生产系统优化) 并积极引进NOSA五星安健环综合风险管理系统,通过全面开展安全风险辨识评估,将辨识评估结果应用到安健环企业标准的修订中,不断提高实际工作对法律法规和企业标准的“依从性”,发挥了动力引擎作用。针对“人”这一主要因素,为实现“零敲碎打”事故“零”的目标,黄陵矿业构建了智能安全风险防控系统,将人工智能等前沿技术赋能于风险分析、隐患识别、应急处置联动、员工教育培训等安全活动。该系统以保护职工安全为核心,以人员“三违”、岗位标准化作业、设备运行、作业环境等安全管控业务场景为出发点,以安全风险知识库建设为基础,以计算机视觉、物联网知识图谱和相关的人工智能算法为主要技术手段,通过智能采集系统对井下关键场所、关键岗位和关键作业流程进行实时监控,并通过智能决策系统及时对“人的不安全行为”“物和环境的不安全状态”“关键作业的不规范操作”进行全程防控,最终形成了“事前防范、事中控制、事后总结”的立体化安全管理体系,安全管理工作由“事后查处”向“全程预防”转变,为优化煤矿安全生产管理过程提供技术支撑。

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2024年第02期

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黄陵一号煤矿绿色低碳发展技术创新与实践应用

作者(Author)：薛国华

摘要：陕西陕煤黄陵矿业有限公司一号煤矿(简称黄陵一号煤矿) 核定生产能力600 万t/a,可采煤层为2号煤层,井田面积184 km2,地质储量3.59 亿t,可采储量2.81 亿t,矿井采用平硐开拓,单水平开采,分区抽出式通风,综合机械化长壁后退式采煤;主运输采用带式输送机,辅助运输采用无轨胶轮车,煤层自燃倾向性为Ⅱ类,属于水文地质类型中等的高瓦斯矿井。2013 年,黄陵一号煤矿在全国范围内率先完成全国产装备智能化开采技术研究与应用,首创了地面远程操控采煤模式,实现了地面采煤作业的常态化,填补了我国煤矿智能化无人综采技术的空白,整体技术达到国际领先水平;随后,黄陵一号煤矿持续创新推进智能采煤、智能掘进、生产辅助系统远程监控、巡检机器人及安全生产信息共享管理平台、4G+5G+WiFi 立体化通信网络等系统建设和提升;2020 年,黄陵一号煤矿被列入国家首批智能化示范煤矿建设名单,矿井智能化建设步入快速发展轨道,根据《智能化示范煤矿验收管理办法(试行)》整体要求,先后建成智能综合管控云平台、万兆连接数的云计算平台、矿井云GIS 系统、Al+NOSA智能风险管控系统、智能化开采技术与切顶卸压无煤柱自成巷工艺融合、智能掘进管控平台、生产辅助智能化升级系统、智能洗选系统等智能化建设项目,构建形成了“1 个智能管控云平台引领、1 个数据中心支撑、N 个子系统保障”的“1+1+N”智能化矿井建设模式。2021 年,《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035 年远景目标纲要》对碳达峰、碳中和路线图做了一系列规划部署,国务院发布的《2030 年前碳达峰行动方案》明确提出要推动我国工业领域绿色低碳发展,这对我国能源和相关矿产供需格局及以矿业为主的传统行业产生深远影响。绿色低碳发展是煤矿智能化建设中的必由之路和核心动能,煤矿智能化建设是煤炭行业高质量绿色发展的必然要求,是世界煤炭技术革命的新方向。煤矿企业通过拓展内部循环经济体,构建水、瓦斯、矸石等清洁利用体系,建设绿色矿山是未来煤矿发展的重要内容,围绕矸石充填机器人、瓦斯综合利用、老空水处理复用、矸石山治理、沿空留巷支护装备及搬运机器人等领域的智能化技术将是推动矿山绿色高质量发展的重要途径。近年来,黄陵一号煤矿为践行绿色发展理念,开展了煤矿采空涌水井下深度处理利用技术与煤矿沿空留巷支护装备及搬运机器人技术的研究与实践,取得了显著成效。

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2024年第02期

354

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