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这个标杆不简单! 为什么是张家峁煤矿? ——解读张家峁矿业公司智能化建设路径
发布时间:2021-10-21     作者:李潇洋    浏览量:762    分享到:

煤矿智能化是新时期煤炭高质量发展的必由之路,建设智能化煤矿,发展以煤矿智能化支撑的柔性生产供给体系,发挥煤炭为“双碳”兜底、为能源安全兜底、为国家安全兜底的作用。在这样的背景下,近年来,张家峁矿业公司以智能化采掘工作面、智能化主煤流运输系统、智能化辅助生产系统、特种机器人等关键子系统为主,以智慧园区等生活、办公、服务各领域子系统为辅,构建起立体式全方位综合智能生态系统。

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信息化基础设施 智能化地质保障

首创5G+智能化煤矿多系统应用场景,张家峁矿业公司建立了矿井5G高速信息传输网络,开启了井下信息高速公路,建成了5G专网及5G+现场直播、综采面安全监测、无线视频监控系统、变电所5G+VR应用、通风机远程控制等多个应用场景。在现有技术条件下最大程度发挥5G技术在煤矿智能化开采中的作用。

同时研发应用了矿井4D-GIS地理信息系统,构建起14301透明化综采工作面、高精度地质三维模型及各类设备模型,通过人员定位数据、安全监测数据、视频等环境数据,辅助工作面安全高效回采,并实现了回采、掘进信息自动上图及查询功能。

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国际领先国内首创 智能化综掘开采

针对煤层地质条件,张家峁矿业公司结合国内薄煤层开采工艺、技术及装备的智能化发展水平,开展了薄煤层工作面设备配套及智能化开采技术研究,研发了世界首套1.1m硬煤薄煤层大功率高效智能化开采成套技术与装备,满足了巷道与工作面1.4m以上大落差技术要求,实现了1.1m坚硬薄煤层的安全高效开采新技术模式的突破,对整个陕北等地区的薄煤层开采具有示范和引领作用。2021年4月,经中国煤炭工业协会鉴定达到国际领先水平。

针对突破掘锚一体机高精度导航、关键位置自主检测、远程多机协同控制等难题,张家峁矿业公司研发了掘锚一体机-锚破运一体机-过度运输的智能化快速掘进系统,并通过千兆网络系统、视频监控系统、组合导航系统、多机协同控制系统实现了远程多机协同和自动导航,解决了掘锚一体机整机工况参数监测、工作面视频监控、掘锚一体机关键位置自主检测、人员安全预警、机身自主定位导航、远程可视化控制等问题。实现单班最高进尺65米,最高日进120米,创造了月进2702米的进尺记录。其中,掘锚一体机激光长距离精准组合导航系统属于国内首创。

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首创多项无人作业 践行安全生产

为深刻践行“少人则安、无人则安”理念,提升辅助运输安全水平,张家峁矿业公司积极开展煤矿辅助运输无人驾驶科研攻关。首创出一种基于DGPS、惯性导航、毫米雷达波、激光雷达、高清摄像头、UWB、轮速计、磁导航等多源异构信息融合的煤矿辅助运输智能感知和多传感器环境感知融合技术,建立了算法模型,实现辅助运输多源数据融合技术的新突破。创新研发了车辆核心控制器,通过融合感知及精准定位等综合应用,实现对辅助运输车辆的全方位控制,包括启动、加速、减速、停车、转弯、换道等智能化动作。实现了辅助运输车辆从地面到井下的循迹行驶、跟车行驶、定点停车、紧急制动等全地形、复杂路况全过程的智能化运行。上位机综合管控系统,实现了车辆可视、可管和可控。目前,无人驾驶车辆累计运行1200公里,效果稳定可靠。

针对矿井总回风巷巡检工作重复性高、缺少提前预测、工作存在一定安全隐患、缺少表计智能分析功能等问题,我们积极攻关研发了回风巷移动巡检仪。实现了巷道形变量、积水及毒害气体的检测。为突破移动巡检仪同时具备高机动能力以及高续航性能的技术难题,采用了钢丝绳悬挂牵引式技术方案,巡检距离达到2.3公里,续航时间超过5小时。针对回风巷全黑高粉尘工作环境,攻克了低光度、高扰动环境下的图像识别关键技术。为有效检测巷道形变,研发了由巡检仪搭载的低功耗巷道断面监测系统。该巡检仪可完全替代人工完成巡巷任务。

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首创智能生态管控 打造全新生产模式

张家峁矿业公司首创了矿井智能生态环保管理系统,通过将各环保业务子系统的数据进行协同共享,提供矿区环保工作的实时跟踪、智能分析及支撑决策,实现了矿井整体水平衡分析、“碳达峰,碳中和”的跟踪预测、企业碳达峰数据分析、实现生态环保GIS一张图智能分析,直观监控矿区环保信息和数据分析成果,为监管决策提供重要依据。

另外,基于大数据的智能煤矿生态链生产系统融合了采、运、通、洗、销等多个智能化子系统及多个数据标准,涵盖了供电、供排水、通风、综采、主运输、各煤仓转运、地面转运、洗选加工、产品存转运、装车等全生产系统的各个环节,涉及多个设备群831台设备,同时融合了环境信息,形成了煤矿“智能工厂”化的全新生产管控模式。系统投运后,单班作业人员由69人减至26人,减员43人。

诸如以上的首创,在张家峁矿业公司还有很多,在三年来的联合攻关下,如今的张家峁矿业公司建成了涵盖信息基础设施、智能地质保障、智能掘进、智能采煤、智能主煤流运输等13类智能化系统,50个智能化子系统。全面实现了矿井多专业、多部门系统化作业信息化管理,实现了以远程化、智能化、无人化、少人化为主要特征的智能化操控,见证了“机械化换人、自动化减人、智能化无人”美好愿景。为企业经营、党建、人资管理、培训、节能环保等管理类项目进行智能赋能,实现经营管理的全面智能化,并取得了多个首创性创新成果,为全国煤矿智能化建设提供了可借鉴、可复制的成功经验,并树立起全国第一个全矿井智能化示范标杆、第一个智能化管理新模式矿井标杆。(李潇洋)