智能化綜放開採、巡檢機器人、大數據決策平臺……山西大同煤礦集團以國家重點研發計劃“深地資源勘查開採”重點專項——千萬噸級特厚煤層智能化綜放開採關鍵技術研究及示範項目為突破口，在塔山礦先行先試，積極探索特厚煤層智能化綜放開採技術，推進“管理數字化、裝備自動化、系統智能化”現代化智能礦井建設。
智能化開採，提質增效
按下一鍵啟停開關，採煤機、電液控支架、刮板運輸機等設備有序啟動，採煤工序進入自動化跟機狀態，自主完成工作面煤機記憶截割、成組移架推溜、支架自動跟機等生產工序……智能化在塔山礦觸手可及。
“老話說‘選矸（石）苦，選矸（石）髒’，過去，要用手揀出矸石，遇到大塊的矸石還需要人工破碎，一個班下來，幾十號‘煤黑子’能把澡堂子變成墨水缸。現如今，這個苦差事馬上要成為歷史了。我們從源頭上控制矸石產量，通過煤矸精準識別技術，實時監測頂煤厚度和放煤體量，控制放頂煤開採的含矸率，並配合智能化放煤軟件，達到智能化精準放煤的目的。”塔山礦綜採隊二隊隊長李瑞金介紹道。
針對人工揀矸過程中誤選、漏選、分選效率低的問題，塔山礦加快了基於視覺掃描的煤矸石智能分揀機器人的研發。
“利用大數據來識別物料，並配合自主控制的多組機械臂，就能實現煤矸石的自動分揀。”塔山礦生產技術部部長王御軍說。
2019年，塔山礦創建8222智能化綜放開採工作面示範工程，實現了年產1500萬噸特厚煤層智能化開採。目前，生產期間工作區域由原來8人聯合操作減至2人巡視。
此外，同煤集團攜手龍田公司聯合研發國產慣性導航人工智能採煤系統。該系統首次在工業生產中應用軍用光纖陀螺儀，採用無線傳輸方式，實現了數百米井下采煤機釐米級定位，使採煤機自動精準定位、工作面自動調直；利用地理信息系統建立工作面三維模型，模擬採煤機行走過程中頂、底板的起伏情況，實現採煤機自動調高控制。
大數據關聯，分析預測
走進塔山礦調度指揮中心，全礦生產安全各類實時數據一目瞭然，採煤、掘進、機電、運輸、通風、地測防治水、安全預控、應急救援等11個模塊21個底層子系統多維關聯，安全生產管理等重要環節“監、管、控一體化”全流程數字化運行。
礦上網約車就是21個底層子系統之一。基於UWB的高精度定位技術，將定位精度由原來的200米提升至30釐米乃至更高定位精度，實現井下無軌膠輪車日常運行網上及移動端申請、車輛運行無人化自動調配、車輛數據統計分析、人員乘用及物料運輸車輛全面智能化管控。
“我們還配置了全自動輕型膠輪車運行性能在線檢測系統，在線檢測車輛動力、制動、側滑等問題，由目測和經驗檢查變成了電腦檢測，大大提高了無軌膠輪車輔助運輸效能。”塔山礦車隊隊長李俊傑說。
在皮帶和產量監測上，大數據平臺通過對皮帶機輸送量和驅動功率進行建模分析，根據計算判斷未來時間段煤量疊加後是否造成上一級皮帶超載運行，並以圖表、曲線、文字等方式提出分級預警，調度室根據預警等級合理調配生產，確保主運輸系統安全高效運行。
“現在，我們還在嘗試引入皮帶綜合保護控制系統，進行智能聯動控制系統升級，由預警提示、人工干預提升轉變為智能分析、自主調控運輸。”塔山礦監控中心黨支部書記劉宏傑說。
智能防治，安全高效
在8222智能化綜放開採工作面，水文動態監測預警系統通過對採掘工作面、放水點、供排水管路等數據採集，實現地下水包括奧灰水、採空區積水、含水層以及供排水的參數監測。
“我們建立了集水文數據採集處理、數據網絡共享、水害預警、輔助決策於一體的系統，實時掌握水文動態，預防水害事故發生。同時，對主排水系統、主扇系統、瓦斯抽採系統和制氮系統進行升級改造，通過傳感器實時採集大型設備重要部位運行過程中溫度、油質、壓力等信息參數，利用故障特徵頻率和趨勢變化管理智能診斷功能及時發現設備的潛在故障，對設備的早期故障進行預警預告，做到早發現早處理。”塔山礦監控中心主任張慧說。
新增的安全雙重預防管理信息系統平臺內置動態風險評估模型，自動繪製安全風險四色圖，實現貼合現場實際的可視化預警；利用配套的手持終端進行風險清單自動推送，巡檢人員照單排查，終端支持現場拍照取證，使井下現場隱患違章信息實時採集提交，實現了風險、隱患一體化管理，解決了風險分級管控和隱患排查治理“兩張皮”的問題。
“智能化的防治手段讓數據彙集並進行可視化展示，在幫助我們及時瞭解礦井運行狀態、監測各項關鍵指標的同時，輔助決策管理，並對突發事故礦井進行應急聯動指揮等。”劉宏傑說。
目前，同煤集團已制定完成塔山礦智能化礦山3年建設規劃，力爭到2021年全面建成智慧礦山，成為行業5G應用和智能化開採的開拓者和引領者。（文/吳玲 洪浪 劉洋 責編/何萍萍）
（轉自：中國煤炭報）
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