煤礦智能化項(xiàng)目背景

　　針對(duì)煤礦開采生產(chǎn)建設(shè)，國(guó)家出臺(tái)了一系列政策文件，將“信息化建設(shè)”“兩化融合”“現(xiàn)代化”“數(shù)字化”“智能化”等作為今后煤炭智能化的發(fā)展目標(biāo)和任務(wù)。
　　2016年3月，國(guó)家發(fā)改委和國(guó)家能源局發(fā)布的《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》（2016-2030年）要求，2030年實(shí)現(xiàn)智能化開采，重點(diǎn)煤礦區(qū)基本實(shí)現(xiàn)工作面無人化、順槽集中控制。
　　2017年，國(guó)家發(fā)改委發(fā)布《安全生產(chǎn)“十三五”規(guī)劃》，要求在礦山領(lǐng)域?qū)嵤?ldquo;機(jī)械化換人、自動(dòng)化減人”，推廣應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人、智能裝備等，減少危險(xiǎn)崗位人員數(shù)量和人員操作。
　　2020年，國(guó)家八部委聯(lián)合研究制定了《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》，明確指出煤礦智能化是煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐，將人工智能、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、機(jī)器人、智能裝備等與現(xiàn)代煤炭開發(fā)利用深度融合，形成全面感知、實(shí)時(shí)互聯(lián)、分析決策、自主學(xué)習(xí)、動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)、協(xié)同控制的智能系統(tǒng)。
　　基于此，為打造全礦井智能化，秉承“無人則安、智能開采”理念，形成統(tǒng)一的信息化建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，建成一個(gè)能用、實(shí)用、管用、高效運(yùn)行的智能化礦井標(biāo)桿，在山西焦煤集團(tuán)內(nèi)部礦井全面推廣和應(yīng)用，最終實(shí)現(xiàn)礦井“管、控、營(yíng)”一體化、安全可靠化、管理高效化、成本最小化、效益最大化的目標(biāo)。
　　煤礦智能化建設(shè)已經(jīng)成為化解國(guó)家能源供應(yīng)、保障能源安全與行業(yè)安全水平不高、生態(tài)影響大、開采效能低等問題的根本途徑。煤礦智能化成為煤炭行業(yè)發(fā)展的重大戰(zhàn)略方向，也是引領(lǐng)煤炭工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐。從煤礦生產(chǎn)來看，企業(yè)發(fā)展仍存在制約因素，其中最為突顯的是基層一線職工趨于老齡化，和生產(chǎn)組織矛盾日益凸顯，嚴(yán)重制約和困擾企業(yè)安全生產(chǎn)和發(fā)展。因此，建設(shè)安全高效的綠色智能礦山，以引領(lǐng)煤炭行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展勢(shì)在必行。

煤礦智能化項(xiàng)目應(yīng)用原則

　　智能化綜采工作面建設(shè)應(yīng)遵循以下設(shè)計(jì)原則：
　　安全性：充分考慮系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的安全性。系統(tǒng)應(yīng)具有較強(qiáng)的身份認(rèn)證、授權(quán)、加密等機(jī)制、完善全面的事件日志、數(shù)據(jù)備份和病毒防護(hù)功能。
　　先進(jìn)性：充分利用飛速發(fā)展的計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，全面準(zhǔn)確地體現(xiàn)用戶的管理思想及操作方式，建立一個(gè)符合標(biāo)準(zhǔn)的、開放的、易管理的自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
　　開放性：要在符合通用標(biāo)準(zhǔn)的前提下，兼通多種自動(dòng)化控制系統(tǒng)，也就是要提供各種層次的盡可能多的符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的接口，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最大限度地信息共享。
　　實(shí)用性：系統(tǒng)具有靈活可靠的控制功能，簡(jiǎn)單實(shí)用，易于掌握，人機(jī)界面友好，程序參數(shù)可以方便修改；具有自診斷功能，并具有語(yǔ)音、圖像以及報(bào)警功能；具有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、處理及顯示功能；利用信息融合技術(shù)、故障診斷技術(shù)等技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行早期預(yù)報(bào)，提供故障診斷信息，提高生產(chǎn)率，保障設(shè)備安全運(yùn)行。
　　可靠性：在硬件選型、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、支撐環(huán)境、應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)過程中，充分體現(xiàn)這一原則，保證整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行可靠、故障率低、維護(hù)方便、修改靈活。
　　經(jīng)濟(jì)性：在一定的資金資源下，盡量有效地利用，以適當(dāng)?shù)耐度?，建立一個(gè)高水平的、完善的自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，所有設(shè)備的選型配置堅(jiān)持性價(jià)比最優(yōu)的原則。

智能化控制系統(tǒng)特點(diǎn)及建設(shè)目標(biāo)

　　針對(duì)山西焦煤礦井的自動(dòng)化、信息化管控子系統(tǒng)現(xiàn)狀，以安全、綠色、智能、高效為目標(biāo)，運(yùn)用先進(jìn)的測(cè)控、信息和通信技術(shù)，建設(shè)智能化礦山各子系統(tǒng)及平臺(tái)，對(duì)煤礦安全生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)管理信息進(jìn)行采集、分析和處理，實(shí)現(xiàn)智能感知、信息融合、數(shù)據(jù)挖掘和決策支持，全面提升山西焦煤礦井綜采的管理水平，改善工人勞動(dòng)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)減員增效。同時(shí)，通過安全管控系統(tǒng)的建設(shè)，全面提升煤礦安全管理水平，杜絕或減少各類隱患及事故的發(fā)生。
　　智能化控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)、三機(jī)、采煤機(jī)的順序啟和逆序停。在自動(dòng)化模式下，設(shè)備要實(shí)現(xiàn)順煤流順序啟動(dòng)，即：皮帶機(jī)à破碎機(jī)à轉(zhuǎn)載機(jī)à刮板輸送機(jī)à采煤機(jī)；也可實(shí)現(xiàn)逆煤流停機(jī)，即：采煤機(jī)à刮板輸送機(jī)à轉(zhuǎn)載機(jī)à破碎機(jī)à皮帶機(jī)。
　　采煤機(jī)與支架聯(lián)動(dòng)的自動(dòng)采煤。集控系統(tǒng)將采煤機(jī)自身定位的位置轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)支架號(hào)并下發(fā)給支架電液控制系統(tǒng)。采煤機(jī)在割煤時(shí)，支架電液控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)根據(jù)采煤機(jī)位置和運(yùn)行方向配合跟隨采煤機(jī)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)采煤，包括兩端頭三角煤區(qū)域的自動(dòng)跟機(jī)移架、斜切進(jìn)刀、反向割三角煤和清浮煤程序。
　　故障停機(jī)保護(hù)。當(dāng)系統(tǒng)在自動(dòng)采煤的情況下，若任意輸送設(shè)備出現(xiàn)故障停機(jī)后，其后逆煤流方向的設(shè)備全部停止采煤工作，其前方設(shè)備可繼續(xù)工作。如轉(zhuǎn)載機(jī)故障停機(jī)，則刮板機(jī)將自動(dòng)停機(jī)、采煤機(jī)停止?fàn)恳蜐L筒。
　　設(shè)備單機(jī)監(jiān)控功能。為了實(shí)現(xiàn)工作面自動(dòng)化開采的目標(biāo)，各子系統(tǒng)均需具有雙向通訊功能，既可實(shí)現(xiàn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的上傳，也可接受集控系統(tǒng)下發(fā)的控制命令，各子系統(tǒng)需確保上傳的所有自身監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均為嚴(yán)格校正的，都能反映設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行工況。當(dāng)各子系統(tǒng)接收到集控系統(tǒng)發(fā)出的控制命令后，各子系統(tǒng)負(fù)責(zé)控制自身設(shè)備執(zhí)行。
　　推進(jìn)大中型煤礦機(jī)械化、自動(dòng)化、信息化和智能化融合等示范企業(yè)，建設(shè)智能礦山，充分利用現(xiàn)代通信、傳感、信息與通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)礦山生產(chǎn)過程的自動(dòng)檢測(cè)、智能監(jiān)測(cè)、智能控制與智慧調(diào)度，有效提高礦山資源綜合回收利用率、勞動(dòng)生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益收益率。（作者：山西焦煤集團(tuán)有限責(zé)任公司 郭睿）