管理数字化 装备自动化 系统智能化

版次:m3    作者:吴玲,洪浪,刘洋来源:    2020年01月14日

塔山矿调度指挥中心

管理数字化 装备自动化 系统智能化

——山西大同煤矿集团塔山矿智能化建设侧记

吴玲 洪浪 刘洋

智能化综放开采、巡检机器人、大数据决策平台……山西大同煤矿集团以国家重点研发计划“深地资源勘查开采”重点专项——千万吨级特厚煤层智能化综放开采关键技术研究及示范项目为突破口,在塔山矿先行先试,积极探索特厚煤层智能化综放开采技术,推进“管理数字化、装备自动化、系统智能化”现代化智能矿井建设。

智能化开采,提质增效

按下一键启停开关,采煤机、电液控支架、刮板运输机等设备有序启动,采煤工序进入自动化跟机状态,自主完成工作面煤机记忆截割、成组移架推溜、支架自动跟机等生产工序……智能化在塔山矿触手可及。

“老话说‘选矸(石)苦,选矸(石)脏’,过去,要用手拣出矸石,遇到大块的矸石还需要人工破碎,一个班下来,几十号‘煤黑子’能把澡堂子变成墨水缸。现如今,这个苦差事马上要成为历史了。我们从源头上控制矸石产量,通过煤矸精准识别技术,实时监测顶煤厚度和放煤体量,控制放顶煤开采的含矸率,并配合智能化放煤软件,达到智能化精准放煤的目的。”塔山矿综采队二队队长李瑞金介绍道。

针对人工拣矸过程中误选、漏选、分选效率低的问题,塔山矿加快了基于视觉扫描的煤矸石智能分拣机器人的研发。

“利用大数据来识别物料,并配合自主控制的多组机械臂,就能实现煤矸石的自动分拣。”塔山矿生产技术部部长王御军说。

2019年,塔山矿创建8222智能化综放开采工作面示范工程,实现了年产1500万吨特厚煤层智能化开采。目前,生产期间工作区域由原来8人联合操作减至2人巡视。

此外,同煤集团携手龙田公司联合研发国产惯性导航人工智能采煤系统。该系统首次在工业生产中应用军用光纤陀螺仪,采用无线传输方式,实现了数百米井下采煤机厘米级定位,使采煤机自动精准定位、工作面自动调直;利用地理信息系统建立工作面三维模型,模拟采煤机行走过程中顶、底板的起伏情况,实现采煤机自动调高控制。

大数据关联,分析预测

走进塔山矿调度指挥中心,全矿生产安全各类实时数据一目了然,采煤、掘进、机电、运输、通风、地测防治水、安全预控、应急救援等11个模块21个底层子系统多维关联,安全生产管理等重要环节“监、管、控一体化”全流程数字化运行。

矿上网约车就是21个底层子系统之一。基于UWB的高精度定位技术,将定位精度由原来的200米提升至30厘米乃至更高定位精度,实现井下无轨胶轮车日常运行网上及移动端申请、车辆运行无人化自动调配、车辆数据统计分析、人员乘用及物料运输车辆全面智能化管控。

“我们还配置了全自动轻型胶轮车运行性能在线检测系统,在线检测车辆动力、制动、侧滑等问题,由目测和经验检查变成了电脑检测,大大提高了无轨胶轮车辅助运输效能。”塔山矿车队队长李俊杰说。

在皮带和产量监测上,大数据平台通过对皮带机输送量和驱动功率进行建模分析,根据计算判断未来时间段煤量叠加后是否造成上一级皮带超载运行,并以图表、曲线、文字等方式提出分级预警,调度室根据预警等级合理调配生产,确保主运输系统安全高效运行。

“现在,我们还在尝试引入皮带综合保护控制系统,进行智能联动控制系统升级,由预警提示、人工干预提升转变为智能分析、自主调控运输。”塔山矿监控中心党支部书记刘宏杰说。

智能防治,安全高效

在8222智能化综放开采工作面,水文动态监测预警系统通过对采掘工作面、放水点、供排水管路等数据采集,实现地下水包括奥灰水、采空区积水、含水层以及供排水的参数监测。

“我们建立了集水文数据采集处理、数据网络共享、水害预警、辅助决策于一体的系统,实时掌握水文动态,预防水害事故发生。同时,对主排水系统、主扇系统、瓦斯抽采系统和制氮系统进行升级改造,通过传感器实时采集大型设备重要部位运行过程中温度、油质、压力等信息参数,利用故障特征频率和趋势变化管理智能诊断功能及时发现设备的潜在故障,对设备的早期故障进行预警预告,做到早发现早处理。”塔山矿监控中心主任张慧说。

新增的安全双重预防管理信息系统平台内置动态风险评估模型,自动绘制安全风险四色图,实现贴合现场实际的可视化预警;利用配套的手持终端进行风险清单自动推送,巡检人员照单排查,终端支持现场拍照取证,使井下现场隐患违章信息实时采集提交,实现了风险、隐患一体化管理,解决了风险分级管控和隐患排查治理“两张皮”的问题。

“智能化的防治手段让数据汇集并进行可视化展示,在帮助我们及时了解矿井运行状态、监测各项关键指标的同时,辅助决策管理,并对突发事故矿井进行应急联动指挥等。”刘宏杰说。

目前,同煤集团已制定完成塔山矿智能化矿山3年建设规划,力争到2021年全面建成智慧矿山,成为行业5G应用和智能化开采的开拓者和引领者。