岩脚煤矿智能化综采工作面汇报材料2020.11.10.11.10

《岩脚煤矿智能化综采工作面》汇报材料众一金彩黔岩脚煤矿2020年11月11日汇报提纲一、矿井概况二、背景及目标三、项目建设过程与成果四、项目总结矿井概况1织金县少普乡岩脚煤矿位于织金县少普镇联盟村境内，隶属贵州众一金彩黔矿业有限公司，属民营企业。矿井设计生产能力为30万吨/年，2016年核定生产能力为45万吨/年。矿区面积0.962km2。矿井开采煤层地层为二叠系上统龙潭组(P3l)，可开采煤层6层，即M6、M16、M21、M23、M27、M34等煤层，可采储量739万吨。矿井为高瓦斯矿井，2019年矿井瓦斯等级鉴定，矿井绝对瓦斯涌出量为24.67m3/min，相对瓦斯涌出量为35.53m3/t。目前所采煤层为M27煤,开采保护层后，M27煤残余瓦斯含量为6.36m3/t。1矿井概况1.基本情况矿井可采煤层煤尘均不具有爆炸危险性；M21煤层自燃倾向性属Ⅰ类为容易自燃煤层，M23煤和自燃倾向性属III类不易自燃煤层，M27煤的自燃倾向性属Ⅱ类自燃煤层。矿井水文地质条件为中等，无冲击地压，地温正常，工程地质条件中等。矿井通风方式为中央并列抽出式，目前矿井总风量为5900m3/min。1矿井概况1.基本情况矿井为斜井开拓，布置有三个井筒（主井、副井、风井）。根据《开采设计》，矿井井田划分为一个水平、二个采区进行开采。其中，水平标高为+1452m，+1452m标高以上为一采区，+1452m至+1300m之间为二采区。矿井将M6煤层划分为上煤组，将M16、M21、M23、M27煤层划分为中煤组，M34煤下煤组。目前开采的22703智能化综采工作面所采煤层为M27煤，属二采区。12102备用采面为21煤，属一采区。22305风巷掘进工作面属M23煤，属二采区。1矿井概况2.开拓开采情况矿井高负压抽采主要抽采采掘工作面瓦斯、邻近层瓦斯，低负压主要抽采空区瓦斯。高、低负压瓦斯抽放泵各两台，型号均为2BEC-620型，配套电机功率355KW，额定流量323m3/min，主管管径高负压φ400mm，低负压φ500mm，支管均为φ315mm的抽放管路。另外安装了2台2BEC-420型低负压专门抽采空区瓦斯，管径为315mm，专供发电机组发电。瓦斯发电站装备6台瓦斯发电机组，单台机组额定发电量为700，日均发电量5万度左右。1矿井概况3.矿井抽放系统及瓦斯防治情况矿井设置有健全的安全生产管理机构，配齐了“五职矿长”；同时下设了职能科室，分别为生产科、技术科、安全科、通防科、机电运输科、调度监控室。“三项人员”配备齐全：已配备主要负责人及安全管理人员共13人，各专业技术人员12人。配备特种作业人员共76人，矿井从业人员均按有关规定进行了培训并考试合格。1矿井概况4.矿井机构建立、人员配备情况自矿井实现智能化辅助系统运行及自动化开采以来，采面人数由原来的42人减少至15人，降幅65%。另井下皮带机、转载机司机共减少人员18人，乳化泵站、抽水泵站、瓦斯抽放泵站、通风机房、压风机房共减少人员18人。人员的减少既减少了人工成本，也大大提升了矿井安全系数。1矿井概况4.矿井机构建立、人员配备情况背景及目标2煤炭长期以来仍是国家发展的重要支撑能源，国家安全监管总局提出了“机械化换人、自动化减人”科技强安专项行动通知目前“机械化换人”已基本普及，在狭小的工作面空间下操作采煤机设备，工作人员劳动强度依然较大，“自动化减人”有待进一步落地贵州省政府下发《省人民政府关于煤炭工业淘汰落后产能加快转型升级的意见》煤炭行业人力资源紧张，劳动人员日益紧缺岩脚煤矿工作面煤层厚度稳定，顶底板条件好、适合机械性自动化工作面升级改造2背景及目标1.项目背景2背景及目标2.总体目标智能化综采工作面建成后将达到如下效果：·智能化辅助系统实现远程操作、监控，相应岗位实现无人值守；智能化采煤工作面，正常采煤生产过程实现以采煤机记忆割煤为主，人工干预为辅；以液压支架跟随采煤机自动动作为主，人工干预为辅；以综采运输设备集中自动化控制为主，就地控制为辅；以综采设备数据监测为主，视频监控为辅；以工作面自动控制为主，人工干预控制为辅，达到工作面少人安全高效开采。

3建设过程与成果1.智能化综采工作面改造项目于：2017年12月份确定方案，2018年4月份设备到矿，2018年7月份设备安装、系统调试运行。该套设备目前已经服务完成了12701综采工作面、22701综采工作面，目前服务于22703综采工作面，预计该工作面于2020年12月初能够结束。该套设备各系统和功能运行正常。3建设过程与成果2.智能化采煤工作面项目建设历程方案确定合同签订设备到矿设备安装系统联调Web部署历时9个月2017年12月2018年4月2018年7月8月3建设过程与成果3.22703工作面情况介绍——配套设备说明序号设备名称型号数量备注1液压支架ZY3600/7.5/17D102架郑州煤机2液压支架（过渡）ZYG3600/7.5/17D6架郑州煤机3液压支架（端头）ZYG3600/15/332架郑州煤机4采煤机MG2×160/710-WD71台天地科技5刮板输送机SGZ730/5001台天地奔牛6转载机SZZ764/1601台7皮带机DSJ80/40/2×751套8乳化泵BRW315/31.52台南京六合9喷雾泵BPW315/6.32台10固定变电站KBSGZY-1000/102台11组合开关QJZ2-1600/1140-6QJZ2-1600/1140-4各1台华荣防爆3建设过程与成果4.项目整体方案3建设过程与成果5.支架电液控系统3建设过程与成果项目成果介绍——液压支架自动跟机中部上行:从20号架向100号架前行

端头斜切:从1号架到20号架

中部下行:从100号架向20号架前行

端尾斜切:从100架到120架

3建设过程与成果6.视频监控系统3建设过程与成果视频自动跟随3建设过程与成果设备连接图7.乳化液保障系统3建设过程与成果8.采煤机控制系统采煤机主电缆供电+通讯控制按钮显示结果顺槽交换机采煤机顺槽通讯站工作面视频交换机接组合开关以太网光纤光纤顺槽主机特点：通讯距离远，抗干扰性强。适用于集控中心距采煤机500米以上的场合3建设过程与成果9.三机设备集中控制控制按钮显示结果顺槽主机KTC101RS485先导回路控制组合开关皮带运输机转载/破碎机泵站RS485运行状态反馈电源回路控制功能：闭环检测、单机启停、顺序启停、急停、连锁控制3建设过程与成果10.顺槽集控系统3建设过程与成果11.顺槽集控系统3建设过程与成果液压支架远程控制控制按钮显示结果CAN总线，下发指令/上传数据状态反馈姿态监控视频辅助顺槽主机中继器/数据网关控制器3建设过程与成果采煤机远程控制采煤机主电缆供电+通讯控制按钮显示结果顺槽交换机采煤机顺槽通讯站工作面视频交换机接组合开关以太网光纤光纤顺槽主机3建设过程与成果运输设备与供液设备远程控制1皮带2破碎3转载刮板4停机顺序启动顺序3建设过程与成果一键启停特点：状态监测、视频辅助、闭环控制、全设备预警3建设过程与成果顺槽集中监测-采煤机界面采煤机状态监测3建设过程与成果项目成果介绍——采煤机记忆截割3建设过程与成果顺槽集中监测-支架界面液压支架状态监测3建设过程与成果项目成果介绍——工作面底板与采高监测工作面采高监测原理：安装倾角传感器计算支架高度（底座）倾角传感器（后连杆）倾角传感器（顶梁）倾角传感器支架高度3建设过程与成果项目成果介绍——工作面底板与采高监测煤机轨迹倾角曲线底板起伏曲线工作面底板起伏监测原理：记录位置、倾角数据，滤波+积分3建设过程与成果顺槽集中监测-集控界面三机、皮带、泵站状态监测3建设过程与成果4.项目成果介绍——数据分析单架压力分析3建设过程与成果4.项目成果介绍——数据分析工作面压力分布3建设过程与成果4.项目成果介绍——数据分析采煤机轨迹分析自动跟机手动跟机3建设过程与成果4.项目成果介绍——数据共享及云平台建设特点：云端存储、实时推送、历史查询、多终端支持、访问控制3建设过程与成果4.项目成果介绍——数据共享及云平台建设成果展示Web访问3建设过程与成果4.项目成果介绍——数据共享及云平台建设成果展示App访问12701项目总结44项目总结1.项目效益分析经济效益安全效果：远程操作,危险区域无人操作，改善作业环境产量提升：自动割煤、自动拉架、自动推溜提高生产效率，比普通综采单产提高20%-30%减少人工：综采队减少27人，辅助工种减少36人成本效益：减少人工成本，提高单产效率社会效益设备智能化升级，减轻工人劳动强度，保障生产安全劳动密集型向技术密集型转变，增强煤矿工人和企业的荣誉感示范效应，对贵州地区类似矿井的自动化升级提供了借鉴经验4项目总结2.首次采用采煤机位置角度积分测底板曲线与液压支架倾角测顶板曲线相结合的方式，对工作面顶底板起伏情况进行还原，以真实坐标尺寸表现出工作面底板、顶板、煤机位置、当前采高、支架高度之间的相对位置关系，是自动化采煤技术的发展的一次全新探索。项目创新点4项目总结3.现存主要问题调直依赖与支架的自动移架和推溜功能依赖三机配套关系，在顶底板条件变差时直线度难以保证，自动化系统没有主动干预支架进行调直。采煤机自动化主要靠记忆截割，记忆截割对工作面地质条件要求很高，在顶底板起伏变化大时需要频繁人工干预，适应性较差。4项目总结4.未来发展规划——基于图像识别的自动调直系统可变色LED灯检测到的运输机弯曲形状在上安装LED灯，通过图像识别算法对视频中的LED灯的位置进行识别，计算出运输机弯曲形状，配合支架推溜实现自动调直4项目总结4.未来发展规划——低成本的惯性导航系统目标校正轮廓线此次校正的目标轮廓线下次校正的推移距离当前校直与目标轮廓间的推移误差刮板运输机/采煤机实际运行轨迹根据工作面地质条件，确定预期目标校直轮廓线AB线为刮板运输机实际运行轨迹，由采煤机陀螺仪数据生成C曲线与A曲线平行，作为本次刮板运输机推移的参考曲线，即基于C曲线测算下刀煤支架推移距离F曲线为下刀校直目标线，与B、C曲线结合形成下刀煤期间，指导支架推移4项目