煤矿智能化生产技术应用

1赵新华煤矿智能化生产技术应用柴里煤矿山东能源枣矿集团柴里煤矿机械化科2智能化发展背景一3一智能化系统推广应用背景造成死亡率居高不下的主要原因在于:一是地质条件差二是技术装备落后三是矿工素质低四是执法不够严格五是安全管理不到位六是安全教育培训不到位4一智能化系统推广应用背景达到发达国家煤矿开采水平在技术装备上研发升级，推广自动化、智能化系统“无人则安、本质安全”理念要想势必树立5国内外智能化系统发展现状分析二6二国内外智能化系统发展现状分析实现工作面无人的智能化开采实现澳大利亚版的智能化综采工作面实现了德国版的智能化采煤模式德国澳大利亚美国7二国内外智能化系统发展现状分析国内来看，经历了机械化→自动化→智能化开采我国自主研发的YLT型液压支架电液控系统在大同马脊梁矿进行了试验与应用拥有自主产权的综采支架电液控制系统在宁煤石沟驿矿投入应用8美国煤炭产量7.15亿吨，煤炭产业工人只有7.7万人，我国煤炭产量40亿吨左右，产业工人580万人，美国煤炭产业的人均效率是我们的14倍，百万吨死亡率仅是我们的1/10。究其原因，除美国开采条件优于我们之外，根本原因是煤炭产业保持了100%的综合机械化率，自动化、智能化生产已成为常态。2017年二国内外智能化系统发展现状分析9枣矿集团及柴里煤矿智能化系统发展现状分析三10三枣矿集团及柴里煤矿智能化系统发展现状分析自动化排水系统电力监控调度系统矿井提升系统视频监控系统轨道信集闭系统出煤计量系统顶板在线监测系统水文系统枣矿集团达到的监测监控、远程操作等功能瓦斯监测系统井下胶带集中控制系统通风机在线监测系统人员定位系统11三枣矿集团及柴里煤矿智能化系统发展现状分析建成国内首家具有“实战”意义的薄煤层智能化无人值守工作面分别建成省内首个6米和6.5米一次性采全高综采智能化工作面“一小一大”两个智能化工作面入围中国煤炭行业“十大智能化工作面”，实现了“科技驱动”取代“人海战术”滨湖煤矿付村、新安煤矿滨湖、付村煤矿2015年枣矿集团通过装备升级、系统优化12三枣矿集团及柴里煤矿智能化系统发展现状分析井下采掘作业人员由2015年的1497人减至866人工作面生产工序由原来的8名员工现场作业，变为1人远程操控13三枣矿集团及柴里煤矿智能化系统发展现状分析推广工作面电液控制系统，替代手动阀组操作综采支架2018年2000年我矿就加大了设备升级、自动化推广实施柴里煤矿矿井越采越深头面越来越远14三枣矿集团及柴里煤矿智能化系统发展现状分析（一）机电自动化组成1井下胶带集中控制系统该系统能够实现远方控制功能，操作者在井下/地面集控中心完成对井下15部皮带的启停操作，只需一人就能实现对整条运输系统的控制，改变传统的一人一岗操作模式，从而减少岗位人员15三枣矿集团及柴里煤矿智能化系统发展现状分析（一）机电自动化组成2水文监测监控系统我矿目前使用的矿井水文自动监测系统是西安欣源数控有限公司产品，该系统利用计算机技术、通讯技术和传感器技术解决矿井水害防治问题，能直观地反映含水层的水文地质条件，长期监测多种水文参数.该系统还具备降雨量自动观测功能,为灾害性天气停产撤人提供可靠数据保障16三枣矿集团及柴里煤矿智能化系统发展现状分析（一）机电自动化组成通风（压风）机的PLC进行数据通信，采集通风（压风）机自身的运行参数，实现远程对通风（压风）运行参数监控和控制功能。主要以组态画面形式动态显示风机轴瓦温度、电动机当前运行电流和温度、风机当前负压值和风量、风门的开关状态以及压风机电机电流、轴承温度、排气压力、排气温度、进水压力、风包压力、风包温度等重要参数3通风（压风）机在线监测系统17三枣矿集团及柴里煤矿智能化系统发展现状分析（一）机电自动化组成4排水系统自动化本控制系统以PLC作为控制核心，触摸屏和上位机为显示和主要操作设备，通过PLC检测水泵设备和传感器的信号，控制水泵、真空泵等设备和电动阀门、电磁阀等执行器。主要对电机电流、温度、流量及运行情况进行监测，实现远程对水泵的启停操作，并根据异常情况进行报警18三枣矿集团及柴里煤矿智能化系统发展现状分析（一）机电自动化组成柴里煤矿对全矿供电系统规整优化，采用南京南自公司生产的智能化系统，实时监测电网系统的运行情况，对系统电压、用户电流、开关分合闸状态及事故判断实时记录，具有远程控制分合闸、负荷曲线分析、事故报警灯等功能5电力监测监控系统19三枣矿集团及柴里煤矿智能化系统发展现状分析（一）机电自动化组成6矿井安全监控系统KJ90X安全监控系统实现全数字化传输、环网运行。该套系统既能实现对井下甲烷、一氧化碳、二氧化碳、粉尘、风速、温度、风门状态、风筒状态、局部通风机开停、主要风机开停等环境因素及设备状态进行实时的监测，又可以实现井下作业地点甲烷超限时声光报警、断电和风电闭锁控制等所有功能。20三枣矿集团及柴里煤矿智能化系统发展现状分析（一）机电自动化组成7便携设备智能管理系统该系统能够有效实现便携设备智能化的发放、回收以及人员的信息化管理，领取仪器只需扫描领取人员脸部，系统自动打开相应的橱柜门,并进行语音提示21三枣矿集团及柴里煤矿智能化系统发展现状分析（二）综采工作面智能化系统柴里煤矿在综采自动化、智能化方面相对而言起步比较晚，2018年元月份首个电液控制系统工作面安装调试成功原来的采煤工作面支架操作工每班不低于6人，现在每班仅2名支架工就可以完成整个工作面综采支架的操作22三枣矿集团及柴里煤矿智能化系统发展现状分析一键启动支架自动跟机采煤机记忆截割23三枣矿集团及柴里煤矿智能化系统发展现状分析（二）综采工作面智能化系统采煤机控制系统工作面运输控制系统支架电液控系统视频系统柴里煤矿智能化系统泵站控制系统及供电系统24三枣矿集团及柴里煤矿智能化系统发展现状分析（二）综采工作面智能化系统就是将原来的手动操作阀组，通过电控的方式改变为电控制液的变革，可以实现邻架/隔架单架操作、单架/成组降、移、升等功能。在采煤机上安装红外线发射器,支架上安装红外线接收器,来监测采煤机的位置和方向信息。1、综采支架电液控制系统25三枣矿集团及柴里煤矿智能化系统发展现状分析（二）综采工作面智能化系统能够实现顺槽、固定胶带机等的保护、控制、沿线通话、故障检测及语音报警等功能可以对皮带机、三机、泵站系统进行单机、联机起动,具有点动、检修、就地、集控四种工作模式通过集中控制台2、三机集中控制系统26三枣矿集团及柴里煤矿智能化系统发展现状分析（二）综采工作面智能化系统采煤机运行动作和指令根据先前采集的运行工作参数自动运行实时显示采煤机循环作业曲线，有效对生产情况和产量进行统计和分析顺槽箱通讯服务器通过485接口与北京天地玛珂煤机操作台通讯，实现智能化控制3、采煤机记忆截割功能27三枣矿集团及柴里煤矿智能化系统发展现状分析（二）综采工作面智能化系统主要实现在监控中心对工作面的液压支架、采煤机、运输机、皮带机等设备的远程监视，使工作人员通过视频监视器看到工作面设备情况，指导工人生产4、视频系统28电液控系统三机控制系统综采智能工作面采煤机记忆截割视频系统智能化工作面主要组成29三枣矿集团及柴里煤矿智能化系统发展现状分析（三）柴里煤矿综采智能化系统实现的功能1在地面调度中心对综采工作面设备监测2在地面调度中心对井下设备（采煤机、液压支架、泵站控制、运输机、转载机、破碎机、皮带机系统）的“一键”启停控制和远程干预操控功能3在顺槽控制中心（简称控制台）与地面调度中心对工作面设备的集中监控4对采煤机工况监测与远程控制功能5对液压支架工况监测与远程控制功能6对工作面运输设备工况监测与远程自动化控制功能柴里煤矿综采智能化系统实现的功能30三枣矿集团及柴里煤矿智能化系统发展现状分析（三）柴里煤矿综采智能化系统实现的功能7对皮带系统工况监测与远程启停控制功能8对泵站系统工况监测与集中自动化控制功能9对工作面综采设备的数据集成、处理功能有自动化系统故障诊断功能（包括对采煤机、液压支架、三机、泵站的故障诊断），故障类型显示、管理等功能有工作面工业以太网，在工作面实现数据的高速传输有工作面视频系统，实现对主要综采设备的全方位实时监控柴里煤矿综采智能化系统实现的功能101112有转载机、皮带机尾自移功能1331三枣矿集团及柴里煤矿智能化系统发展现状分析（四）枣矿集团智能化系统推广应用取得的成效截止2018年底枣矿集团建成7个自动化、11个智能化工作面，开采自动化、智能化率达90%中央泵房、压风机房、变电所、主运及采区运输皮带等重要作业场所实现无人值守32三枣矿集团及柴里煤矿智能化系统发展现状分析（四）枣矿集团智能化系统推广应用取得的成效2、生产系统保障能力有了新提高全集团30个煤仓扩容工程全面完成，源头生产缓冲能力显著提升，做到了“产停运不停，减时不减量”3、全员生产效率有了新提高通过智能化建设实施，整个集团公司采掘专业人员减少，人均工效同比分别提升25.3%、37%4、安全生产和员工幸福感有了新提高取消采掘日检修班组，“率先取消夜班生产”得到了业内媒体和各级领导关注33国内综合智能化系统目前存在问题及解决办法四34设备统一性差，控制算法不够先进技术不成熟、处在摸索试验阶段通讯线路重复投资建设，费用过高设备稳定性、可靠性差，监测保护系统需进一步发展和加强目前自动化监测监控系统都处在相互独立的状态123456各种自动化系统无法实现网络共享，无法统一监测，无法统一调度很难从系统工程的角度来整体对矿山进行统一的自动化管理78各个自动化系统都有自己的组态软件，互不相通，重复投资米四国内综合智能化系统目前存在问题及解决办法近些年，智能化系统的研究，虽然局部设备的技术有了一定的进步，但总体水平仍没有跨越性发展，常态化的应用仍无法实现35矿井智能化技术发展展望五361、自动化发展5、机器人采煤2、高精度发展4、智能自适应3、可视化发展无论是目前的“可视远程干预式”综采智能化，还是基于工作面直线度控制的综采智能化，两者只是实现智能化无人开采一种有效的技术路径五矿井智能化开采技术发展展望37谢谢大家！