“神东煤炭集团智能化建设成果”专栏(《智能矿山》)

近年来，国能神东煤炭集团认真贯彻新时期国家能源战略规划，紧抓煤矿智能化建设历史机遇期，加速打造智能化建设“神东样板”，先后在智能综采模式、智能掘进、煤矿机器人研发等方面攻克了一系列技术与装备难题，取得了一批重大科技成果，建成多个矿井智能化示范项目，为行业智能化发展提供了实践经验和典型示范。

行业视野: 智能矿山
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布尔台煤矿灾害综合预警监控平台的建设与应用

作者(Author)：任建慧, 李宣良, 刘春生, 宋小飞, 刘耀辉

摘要：煤矿灾害的发生往往造成大量人员伤亡和财产损失,严重影响国家经济发展和社会稳定。《煤矿安全监察员管理办法》明确要求煤矿企业建立健全的安全生产监控预警系统,加强对煤矿的实时监测和预警,提高煤矿的安全生产管理水平。然而,目前煤矿灾害综合预警监控存在着监测参量单一且独立、监测数据实时共享性差、联合分析的时效性差等问题。因此,加强煤矿灾害预警监控系统的建设与应用,对完善煤矿应急管理理论与方法、减少和避免事故发生、保证煤炭产业安全健康发展等具有重要的现实意义。国能神东煤炭集团有限责任公司布尔台煤矿(简称布尔台煤矿) 秉承矿井灾害“可防、可控、可治”的理念,以“灾害监测实时化,预测预报自动化,解危检验标准化”为目标,基于“多参量综合预警算法+实时数据采集+综合数据分析”技术,利用多种软硬件接口,构建了全矿井统一、稳定和高效的布尔台煤矿灾害综合预警监控平台(简称煤矿灾害预警监控平台)。煤矿预警监控平台以煤矿灾害预报和防治为主,包括对矿井灾害的“分类、评价、解危、预警、检验、支护、管理”等主要环节进行多因素全流程的数据采集、智能分析、措施优化,事先预控矿井灾害事故,实现矿井灾害预警智能化决策。

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2023年第11期

541

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基于UWB技术的采煤机定位系统

作者(Author)：谢巧军, 蒙昱璋

摘要：采煤机精确定位是煤矿智能开采的重要环节,目前,采煤机定位主要基于惯性导航系统(简称惯导系统) 来实时获取采煤机的位置信息。然而,随着惯导系统的长时间使用,其累积误差不断增大,导致采煤机定位不准确,需要定期进行校准。笔者提出了一种基于UWB技术的采煤机定位系统(简称采煤机UWB定位系统),采用定位系统结合原有惯导系统的采煤机动态定位方法,不仅具备惯导系统的自主定位特性,同时可解决单一惯导系统因累计误差大而失准的问题,从而适应煤矿工作面复杂工况,可实现高精度采煤机位姿定位。UWB技术具有厘米级的定位精度,通过UWB无线通信的TDOA定位算法来确定采煤机的精确位置。采煤机UWB定位系统具有定位精度高、抗干扰能力强等优点。

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2023年第11期

531

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选煤厂智能决策系统在神东矿区的研发与应用

作者(Author)：李江涛, 王安佳

摘要：国能神东煤炭能源集团有限责任公司洗选中心(简称神东洗选中心) 坚决贯彻落实党的二十大精神和“四个革命、一个合作”能源安全新战略,以集团公司“一个目标、三型五化、七个一流”发展战略为主线,深入落实集团公司“41663”总体工作方针,持续巩固“五个100%”建设成果,大力推进“黑灯”选煤厂建设,夯实信息基础设施建设、推进选煤厂全流程智能控制、提升设备全寿命周期管理能力、完善安全风险智能预警功能,深化数据分析应用和数字化转型,发挥洗选中心集中高效管理优势,形成神东全区域选煤厂协同生产组织能力,提升选煤厂智能决策水平,全面推动智能化建设向纵深发展。

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2023年第10期

454

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薄煤层智能化综采技术

作者(Author)：彭廷发, 武瑞杰

摘要：煤炭是我国的重要能源之一,占据能源行业总量的70%。然而,煤炭开采仍然具有一定的危险性,如何能够安全高效地进行煤炭开采尤为迫切,因此以无人化开采为目的的智能技术与装备升级改造,有助于我国煤炭行业实现新的突破。从我国现有煤炭赋存情况看,薄煤层煤炭储量在煤炭总储量中占比约20%,但是相较厚煤层开采而言,薄煤层开采存在工人劳动强度大、设备机械化程度低、安全隐患大等问题,因此薄煤层工作面产量仅占全国煤炭总产量的10%左右。薄煤层开采效率低、资源浪费问题突出,如何提高薄煤层的生产效率,尤为关键。我国煤矿综采工作面技术与装备经历了从机械化、自动化、智能化到无人化(最高级) 的发展阶段。2020 年2 月,国家八部委联合印发了《关于加快煤矿智能化发展指导意见》,明确了我国煤炭工业智能化发展方向,吹响了我国煤矿智能化建设的号角。以国能神东煤炭集团有限责任公司乌兰木伦煤矿(简称乌兰木伦煤矿) 22201 综采工作面为例,现已实现生产班常态化无人生产(生产班由6 人减至0 人),突破了351 m工作面单班生产13 刀,效率首次超过人工割煤效率。

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2023年第10期

546

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基于动态开采控制模型的自主割煤关键技术研究与实践

作者(Author)：王挨荣, 曹宁宁, 陈广立, 张飞超, 赵旭

摘要：煤炭是我国的主体能源,全国薄煤层工作面数量占比43%,储量占比20%,而产量仅占10.4%,薄煤层开采存在效率低、资源浪费严重的问题。我国对智能化开采技术及综采自动化装备的研究起步较晚,而煤炭赋存条件多样,地质条件复杂,缺乏自适应智能开采控制模型及面向复杂地质条件的工作面综采成套装备智能控制系统。一直以来,薄煤层开采成本高、难度大、效率低、出煤质量差、洗选成本高、销售价格低,严重制约了煤炭企业的开采积极性。国家能源集团发挥了国家能源稳定器与压舱石的作用,作为国内大型煤炭生产企业的国能神东煤炭集团有限责任公司(简称神东煤炭集团),肩负起了薄煤层开采的重任。神东煤炭集团薄煤层产量计划由2020 年的860 万t,增加至2035 年的2 680 万t,产量占比将近20%,迫切需要安全、高效、精准控制的薄煤层智能化开采技术,实现产得快、产得好、产量高,并大幅降低吨煤成本。因此,2019 年神东煤炭集团与北京天玛智控科技股份有限公司联合攻关,以榆家梁煤矿为试验矿井,开展基于动态开采控制模型的自主割煤关键技术研究与实践。根据较薄煤层工作面开采实践经验,总结出4点技术难题:①低矮工作面如何代替人工进行巡检与操作,解决劳动强度大、安全性差、开采效率低的问题;②如何获得煤层赋存精确模型以便动态进行工艺截割规划;③如何提前精确获取煤岩分界线;④如何实现采煤机沿分界线精准截割,少割岩石,提升煤质。

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2023年第10期

485

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一种智能集成式多功能低压配电装置的设计与应用

作者(Author)：冯国庭

摘要：安全用电是保证矿井安全生产的关键之一。井下环境条件恶劣,容易发生各种电气事故,需要采取各种预防措施和设置必要的保护装置,提高矿井供电的安全水平。现井下综采工作面设备列车低压开关数量较多,主要有馈电开关、磁力起动器、照明综保。根据《煤矿安全规程》第四百五十九条规定:设备与墙壁之间应当留出0.5 m 以上的通道,各种设备之间留出0.8 m 以上的通道。各设备之间通过电缆连接,再加上安全通道距离,因此1 节平板车最多放置4 台开关,这大幅增加了设备列车平板车的数量。设备列车在运输时,由于长度和质量的增加,惯性增大,导致视线不清,不便控制,存在安全隐患。部分综采工作面采用远程集中供电供液工艺,即在满足工作面设备供电半径和管路压降的前提下,采用“一点多面式”来满足多个工作面供电供液需求。此工艺虽然减少了工作面设备列车平板车数量,但是由于组合开关布置在工作面外,“三机”驱动电机、支架电液控电源无法由组合开关供电,反而增加了低压开关的数量。根据现场使用需求,研制出一种高度集成式多功能永磁配电装置,该装置共有8 回路,可将馈电开关、起动器、照明综保等开关组合集成在一起,作为一个整体配电装置,满足综采工作面及井下其他配电硐室的使用需求。

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2023年第10期

317

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煤矿胶轮式智能掏槽装备的研制与应用

作者(Author)：刘隽宁, 焦育乐

摘要：保证煤矿巷道的质量是煤矿安全生产的重要前提,密闭墙的构筑成为巷道施工的一个重要环节,很多煤矿事故的发生往往是由于密闭墙没有及时得到完善,导致生产过程中出现重大安全隐患和人身财产的损害。为了能够更好地解决这一问题,全面提高生产效率和安全性,研制了一种代替人工进行开槽作业的设备。

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智能矿山

2023年第04期

407

205
较薄煤层无人化智能开采技术示范

作者(Author)：贺海涛, 白正平, 王泰基, 张森浪

摘要：我国煤炭智能化开采经历了基于远程可视化的智能化开采1.0阶段，以及基于设备自适应的智能化开采2.0阶段，现已实现了工作面“无人操作、有人巡视”。但综采智能化开采仍停留在设备、围岩、地质、地理信息无关联，设备不能自适应煤层赋存变化，依赖人工在巷道和地面集中控制设备启停、调节状态的阶段。

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智能矿山

2023年第02期

528

426