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山西省煤矿智能化建设典型案例汇编（2023年）
毛则渠煤矿智能化综放工作面探索与应用
山西乡宁焦煤集团毛则渠煤炭有限责任公司
（一）矿井概况
山西乡宁焦煤集团毛则渠煤炭有限公司井田位于山西省乡宁县西南边缘，行政区划属西坡镇管辖，隶属于山西乡宁焦煤集团有限责任公司，为乡宁县地方国有独资企业。矿井“六长”、管理人员及特种作业人员配备齐全，证照齐全有效。
矿井核定生产能力90万吨/年，井田面积8.1342平方公里，矿井保有储量7364.4万吨，可采储量3704.5万吨，批准开采2-12号煤层，煤尘自燃倾向性等级为Ⅱ级，煤尘具有爆炸性，属低瓦斯矿井，水文地质类型为中等。采用斜井开拓，中央分列式通风，双回路供电，主扇工作方式为抽出式。
211综放工作面开采2#煤层，顺槽巷道长度1440m，工作面切眼长度185m，工作面倾斜度：3°-5°,煤层平均厚度5.4m。
采用综采放顶煤采煤法，采放比为1:1.6。
（二）建设内容
在智能化综放工作面建设进程中，公司积极响应“机械化换人、自动化减人、智能化少人”的思路，从“智能化、信息化”两个重点出发，大力提高装备水平，推广应用新技术、新装备、新工艺，优化生产系统和劳动组织，不断依靠科技创新逐步实现企业减人提效。在集团公司的大力支持，协作单位的积极配合下，矿井将211综放工作面作为智能化建设示点，并达到预期目标。
项目于2022年11月18日正式开工建设，2023年4月5日联合试运转完成，实现了综放工作面设备信息实时采集显示存储、工作面“远程控制、一键启停”、采煤机记忆截割、支架自动跟机移架、工作面自动调直、视频系统自动跟机切换等功能，形成了工作面“自动控制为主、人工干预为辅”的生产模式，为最终实现工作面智能化、少人化开采筑牢根基。
1、割煤系统：升级改造MG300/730-WD交流电牵引采煤机，实现本地操作、遥控操作和远程控制。该系统主要由记忆截割系统、远程监控控制及显示系统等组成。装配摇臂摆角传感器、行走箱编码器、温度油位传感器、遥控发射器等，利用采煤机监控平台接入到综放智能化集中控制平台，实现采煤机运行状态采集、自主定位、远程控制、姿态控制、智能调速、记忆割煤等功能，并实现与瓦斯监控系统联动控制。通过原有系统传感器及新加装液压压力、总支水路压力及流量传感器，来构建“采煤机传感网络”，实现对采煤机摇臂电机、牵引传动箱、液压、水路系统多部件实时监测及采煤机的实时故障诊断与预警，实现采煤机自动化控制。
2、支护系统：由ZF6100/14/28D型液压支架和ZFG6600/17/30D型过渡支架、ZTZ9375/16/30D型端头支架和ZCZ8000/16/30D型超前支架以及ZDYZ网络型液压支架电液控制系统等组成。该系统集嵌入式技术、工业以太网技术、控制技术和液压技术于一体，采用分布式控制系统架构和实时以太网通讯技术，实现液压支架邻/隔架控制、视距遥控、远方控制、单架/成组自动控制，实现了支架伸缩高度、压力、倾角等支护状态监测，护帮板收到位状态监测，跟随采煤机在全工作面范围自动完成支架伸收护帮、移架、推溜、喷雾除尘等动作，并具备自动调直、人工辅助放煤、自动补液、矿压监测及来压预警、支架全姿态监测与预警、数据集成分析及信息发布等功能。
3、运输系统:主要由SGZ764/630型刮板输送机、SZZ-800/315型转载机、PLM-2000型破碎机、DSJ100/80/2×200（B)型胶带输送机、运输系统监测监控综合系统、煤流监测系统、转载机自移机尾电液控制系统、皮带自移机尾电液控制系统等构成，配备齐全各类保护装置，综放智能化集中控制平台可对电机电流、温度、启停、速度、跑偏、堆煤、撕裂、烟雾、语音闭锁等状态信息进行实时监测。刮板输送机和转载机采用智能变频调速控制，与采煤机进行智能联动，实现了运输三机和皮带系统远程控制、逻辑控制等功能。
4、综合保障系统：
1）工作面顺槽配备了集控中心进行远程集中控制，主要由计算机、显示器、操作台、千兆以太环网交换机、后备电源等硬件，以及综放智能化集中控制平台、视频监控平台、数据分析平台、工艺管控平台等软件组成。地面调度指挥中心配备一套远程智能控制系统，实现了综放工作面设备集中控制与管理。
2）工作面集中供液系统采用远程供液方式，采用“两台乳化液泵+两台喷雾泵”。实现出口压力、浓度、流量、油温、油位等数据采集、在线监测和智能控制功能；全自动反渗透水处理设备、全自动反冲洗高压过滤站、回液过滤站、支架反冲洗过滤器，保障工作面设备用水用液清洁度。
3）建设了工作面千兆网络、视频监控、照明系统，实现了工作面和重点区域的高清视频监控覆盖。
1、网络型支架电液控制系统
选用行业内先进的网络型支架电液控制系统，具有良好的实时性和兼容性。控制器、驱动器、传感器的防护等级为IP68，满足工作面恶劣工况环境使用要求。遥控器为全功能遥控器，集成放顶煤功能，不再配置放煤键盘。LED信号灯集成动作指示、遥控接收、顶梁倾角功能，减少顶梁下方设备布置数量。集成工作面矿压分析功能，利用采集的每架支架立柱下腔压力，并结合支架动作情况，根据算法换算成支架初撑力、末阻力、工作阻力，自动生产矿压云图，为判断顶板来压周期提供数据支撑。
2、基于AI视觉的煤流量监测
配置煤流深度摄像仪，采用AI视觉技术进行转载机和皮带机上的煤流量监测。通过线型激光扫描转载机或皮带表面，高速摄像仪采集图像，采用边缘检测法、阈值分割法等多种算法对图像进行识别处理，结合皮带的宽度，计算转载机及皮带上煤的横截面积，再根据转载机或皮带的运行速度和运行时间以及密度，通过积分算法计算出煤量。
3、人工辅助放煤控制
利用遥控器实现视距范围内的放煤遥控操作，提升放煤作业的安全性和便利性。并在顺槽集控中心配置有综采工艺管控平台，具备放顶煤工艺参数的配置与调整功能，包含放煤方式、放煤轮次、放煤窗口、放煤步距的配置与调整，具备参数可调的半自动放煤功能。
4、后备电源保障数据安全
在顺槽集控中心配置有矿用隔爆型锂离子蓄电池电源，容量3072Wh，为顺槽集控中心提供后备电源，在集控中心断电后，可为集控中心继续提供2小时的持续供电，保障设备及数据的安全。
1、集控系统：顺槽集控中心及地面调度中心对工作面设备的“一键启停”功能，单设备启停以及对各设备(采煤机、液压支架、运输设备、泵站系统)进行远程控制和干预功能；对采煤机、液压支架、运输三机、皮带运输机、泵站系统、的相互自动联锁控制等功能。
2、视频监控系统：工作面视频跟机，工作面及煤流转载点重点区域视频实时监视功能；录像保存1个月以上。
3、采煤机控制系统：载荷联动、瓦斯联动功能、远程控制及数据监测功能；
4、支架电液控制系统：支架状态感知（包含立柱压力、推移行程、支架姿态）；邻架/隔架操作、视距遥控操作、远程操作；单架（成组）控制，自动跟机控制；自动补液；人工辅助放煤等。
5、运输控制系统：运输机沿线语音对讲通话；煤流联动；转载机迈步自移、皮带自移机尾电液控制挪移、遥控运行等功能。
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。
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