巖腳煤礦智能化綜采工作面匯報(bào)材料2020.11.10.11.10

《巖腳煤礦智能化綜采工作面》匯報(bào)材料眾一金彩黔巖腳煤礦2020年11月11日匯報(bào)提綱一、礦井概況二、背景及目標(biāo)三、項(xiàng)目建設(shè)過程與成果四、項(xiàng)目總結(jié)礦井概況1織金縣少普鄉(xiāng)巖腳煤礦位于織金縣少普鎮(zhèn)聯(lián)盟村境內(nèi)，隸屬貴州眾一金彩黔礦業(yè)有限公司，屬民營企業(yè)。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為30萬噸/年，2016年核定生產(chǎn)能力為45萬噸/年。礦區(qū)面積0.962km2。礦井開采煤層地層為二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M(P3l)，可開采煤層6層，即M6、M16、M21、M23、M27、M34等煤層，可采儲(chǔ)量739萬噸。礦井為高瓦斯礦井，2019年礦井瓦斯等級(jí)鑒定，礦井絕對(duì)瓦斯涌出量為24.67m3/min，相對(duì)瓦斯涌出量為35.53m3/t。目前所采煤層為M27煤,開采保護(hù)層后，M27煤殘余瓦斯含量為6.36m3/t。1礦井概況1.基本情況礦井可采煤層煤塵均不具有爆炸危險(xiǎn)性；M21煤層自燃傾向性屬Ⅰ類為容易自燃煤層，M23煤和自燃傾向性屬III類不易自燃煤層，M27煤的自燃傾向性屬Ⅱ類自燃煤層。礦井水文地質(zhì)條件為中等，無沖擊地壓，地溫正常，工程地質(zhì)條件中等。礦井通風(fēng)方式為中央并列抽出式，目前礦井總風(fēng)量為5900m3/min。1礦井概況1.基本情況礦井為斜井開拓，布置有三個(gè)井筒（主井、副井、風(fēng)井）。根據(jù)《開采設(shè)計(jì)》，礦井井田劃分為一個(gè)水平、二個(gè)采區(qū)進(jìn)行開采。其中，水平標(biāo)高為+1452m，+1452m標(biāo)高以上為一采區(qū)，+1452m至+1300m之間為二采區(qū)。礦井將M6煤層劃分為上煤組，將M16、M21、M23、M27煤層劃分為中煤組，M34煤下煤組。目前開采的22703智能化綜采工作面所采煤層為M27煤，屬二采區(qū)。12102備用采面為21煤，屬一采區(qū)。22305風(fēng)巷掘進(jìn)工作面屬M(fèi)23煤，屬二采區(qū)。1礦井概況2.開拓開采情況礦井高負(fù)壓抽采主要抽采采掘工作面瓦斯、鄰近層瓦斯，低負(fù)壓主要抽采空區(qū)瓦斯。高、低負(fù)壓瓦斯抽放泵各兩臺(tái)，型號(hào)均為2BEC-620型，配套電機(jī)功率355KW，額定流量323m3/min，主管管徑高負(fù)壓φ400mm，低負(fù)壓φ500mm，支管均為φ315mm的抽放管路。另外安裝了2臺(tái)2BEC-420型低負(fù)壓專門抽采空區(qū)瓦斯，管徑為315mm，專供發(fā)電機(jī)組發(fā)電。瓦斯發(fā)電站裝備6臺(tái)瓦斯發(fā)電機(jī)組，單臺(tái)機(jī)組額定發(fā)電量為700，日均發(fā)電量5萬度左右。1礦井概況3.礦井抽放系統(tǒng)及瓦斯防治情況礦井設(shè)置有健全的安全生產(chǎn)管理機(jī)構(gòu)，配齊了“五職礦長”；同時(shí)下設(shè)了職能科室，分別為生產(chǎn)科、技術(shù)科、安全科、通防科、機(jī)電運(yùn)輸科、調(diào)度監(jiān)控室。“三項(xiàng)人員”配備齊全：已配備主要負(fù)責(zé)人及安全管理人員共13人，各專業(yè)技術(shù)人員12人。配備特種作業(yè)人員共76人，礦井從業(yè)人員均按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行了培訓(xùn)并考試合格。1礦井概況4.礦井機(jī)構(gòu)建立、人員配備情況自礦井實(shí)現(xiàn)智能化輔助系統(tǒng)運(yùn)行及自動(dòng)化開采以來，采面人數(shù)由原來的42人減少至15人，降幅65%。另井下皮帶機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)司機(jī)共減少人員18人，乳化泵站、抽水泵站、瓦斯抽放泵站、通風(fēng)機(jī)房、壓風(fēng)機(jī)房共減少人員18人。人員的減少既減少了人工成本，也大大提升了礦井安全系數(shù)。1礦井概況4.礦井機(jī)構(gòu)建立、人員配備情況背景及目標(biāo)2煤炭長期以來仍是國家發(fā)展的重要支撐能源，國家安全監(jiān)管總局提出了“機(jī)械化換人、自動(dòng)化減人”科技強(qiáng)安專項(xiàng)行動(dòng)通知目前“機(jī)械化換人”已基本普及，在狹小的工作面空間下操作采煤機(jī)設(shè)備，工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度依然較大，“自動(dòng)化減人”有待進(jìn)一步落地貴州省政府下發(fā)《省人民政府關(guān)于煤炭工業(yè)淘汰落后產(chǎn)能加快轉(zhuǎn)型升級(jí)的意見》煤炭行業(yè)人力資源緊張，勞動(dòng)人員日益緊缺巖腳煤礦工作面煤層厚度穩(wěn)定，頂?shù)装鍡l件好、適合機(jī)械性自動(dòng)化工作面升級(jí)改造2背景及目標(biāo)1.項(xiàng)目背景2背景及目標(biāo)2.總體目標(biāo)智能化綜采工作面建成后將達(dá)到如下效果：·智能化輔助系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作、監(jiān)控，相應(yīng)崗位實(shí)現(xiàn)無人值守；智能化采煤工作面，正常采煤生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)以采煤機(jī)記憶割煤為主，人工干預(yù)為輔；以液壓支架跟隨采煤機(jī)自動(dòng)動(dòng)作為主，人工干預(yù)為輔；以綜采運(yùn)輸設(shè)備集中自動(dòng)化控制為主，就地控制為輔；以綜采設(shè)備數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)為主，視頻監(jiān)控為輔；以工作面自動(dòng)控制為主，人工干預(yù)控制為輔，達(dá)到工作面少人安全高效開采。

3建設(shè)過程與成果1.智能化綜采工作面改造項(xiàng)目于：2017年12月份確定方案，2018年4月份設(shè)備到礦，2018年7月份設(shè)備安裝、系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行。該套設(shè)備目前已經(jīng)服務(wù)完成了12701綜采工作面、22701綜采工作面，目前服務(wù)于22703綜采工作面，預(yù)計(jì)該工作面于2020年12月初能夠結(jié)束。該套設(shè)備各系統(tǒng)和功能運(yùn)行正常。3建設(shè)過程與成果2.智能化采煤工作面項(xiàng)目建設(shè)歷程方案確定合同簽訂設(shè)備到礦設(shè)備安裝系統(tǒng)聯(lián)調(diào)Web部署歷時(shí)9個(gè)月2017年12月2018年4月2018年7月8月3建設(shè)過程與成果3.22703工作面情況介紹——配套設(shè)備說明序號(hào)設(shè)備名稱型號(hào)數(shù)量備注1液壓支架ZY3600/7.5/17D102架鄭州煤機(jī)2液壓支架（過渡）ZYG3600/7.5/17D6架鄭州煤機(jī)3液壓支架（端頭）ZYG3600/15/332架鄭州煤機(jī)4采煤機(jī)MG2×160/710-WD71臺(tái)天地科技5刮板輸送機(jī)SGZ730/5001臺(tái)天地奔牛6轉(zhuǎn)載機(jī)SZZ764/1601臺(tái)7皮帶機(jī)DSJ80/40/2×751套8乳化泵BRW315/31.52臺(tái)南京六合9噴霧泵BPW315/6.32臺(tái)10固定變電站KBSGZY-1000/102臺(tái)11組合開關(guān)QJZ2-1600/1140-6QJZ2-1600/1140-4各1臺(tái)華榮防爆3建設(shè)過程與成果4.項(xiàng)目整體方案3建設(shè)過程與成果5.支架電液控系統(tǒng)3建設(shè)過程與成果項(xiàng)目成果介紹——液壓支架自動(dòng)跟機(jī)中部上行:從20號(hào)架向100號(hào)架前行

端頭斜切:從1號(hào)架到20號(hào)架

中部下行:從100號(hào)架向20號(hào)架前行

端尾斜切:從100架到120架

3建設(shè)過程與成果6.視頻監(jiān)控系統(tǒng)3建設(shè)過程與成果視頻自動(dòng)跟隨3建設(shè)過程與成果設(shè)備連接圖7.乳化液保障系統(tǒng)3建設(shè)過程與成果8.采煤機(jī)控制系統(tǒng)采煤機(jī)主電纜供電+通訊控制按鈕顯示結(jié)果順槽交換機(jī)采煤機(jī)順槽通訊站工作面視頻交換機(jī)接組合開關(guān)以太網(wǎng)光纖光纖順槽主機(jī)特點(diǎn)：通訊距離遠(yuǎn)，抗干擾性強(qiáng)。適用于集控中心距采煤機(jī)500米以上的場(chǎng)合3建設(shè)過程與成果9.三機(jī)設(shè)備集中控制控制按鈕顯示結(jié)果順槽主機(jī)KTC101RS485先導(dǎo)回路控制組合開關(guān)皮帶運(yùn)輸機(jī)轉(zhuǎn)載/破碎機(jī)泵站RS485運(yùn)行狀態(tài)反饋電源回路控制功能：閉環(huán)檢測(cè)、單機(jī)啟停、順序啟停、急停、連鎖控制3建設(shè)過程與成果10.順槽集控系統(tǒng)3建設(shè)過程與成果11.順槽集控系統(tǒng)3建設(shè)過程與成果液壓支架遠(yuǎn)程控制控制按鈕顯示結(jié)果CAN總線，下發(fā)指令/上傳數(shù)據(jù)狀態(tài)反饋?zhàn)藨B(tài)監(jiān)控視頻輔助順槽主機(jī)中繼器/數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)控制器3建設(shè)過程與成果采煤機(jī)遠(yuǎn)程控制采煤機(jī)主電纜供電+通訊控制按鈕顯示結(jié)果順槽交換機(jī)采煤機(jī)順槽通訊站工作面視頻交換機(jī)接組合開關(guān)以太網(wǎng)光纖光纖順槽主機(jī)3建設(shè)過程與成果運(yùn)輸設(shè)備與供液設(shè)備遠(yuǎn)程控制1皮帶2破碎3轉(zhuǎn)載刮板4停機(jī)順序啟動(dòng)順序3建設(shè)過程與成果一鍵啟停特點(diǎn)：狀態(tài)監(jiān)測(cè)、視頻輔助、閉環(huán)控制、全設(shè)備預(yù)警3建設(shè)過程與成果順槽集中監(jiān)測(cè)-采煤機(jī)界面采煤機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)3建設(shè)過程與成果項(xiàng)目成果介紹——采煤機(jī)記憶截割3建設(shè)過程與成果順槽集中監(jiān)測(cè)-支架界面液壓支架狀態(tài)監(jiān)測(cè)3建設(shè)過程與成果項(xiàng)目成果介紹——工作面底板與采高監(jiān)測(cè)工作面采高監(jiān)測(cè)原理：安裝傾角傳感器計(jì)算支架高度（底座）傾角傳感器（后連桿）傾角傳感器（頂梁）傾角傳感器支架高度3建設(shè)過程與成果項(xiàng)目成果介紹——工作面底板與采高監(jiān)測(cè)煤機(jī)軌跡傾角曲線底板起伏曲線工作面底板起伏監(jiān)測(cè)原理：記錄位置、傾角數(shù)據(jù)，濾波+積分3建設(shè)過程與成果順槽集中監(jiān)測(cè)-集控界面三機(jī)、皮帶、泵站狀態(tài)監(jiān)測(cè)3建設(shè)過程與成果4.項(xiàng)目成果介紹——數(shù)據(jù)分析單架壓力分析3建設(shè)過程與成果4.項(xiàng)目成果介紹——數(shù)據(jù)分析工作面壓力分布3建設(shè)過程與成果4.項(xiàng)目成果介紹——數(shù)據(jù)分析采煤機(jī)軌跡分析自動(dòng)跟機(jī)手動(dòng)跟機(jī)3建設(shè)過程與成果4.項(xiàng)目成果介紹——數(shù)據(jù)共享及云平臺(tái)建設(shè)特點(diǎn)：云端存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)推送、歷史查詢、多終端支持、訪問控制3建設(shè)過程與成果4.項(xiàng)目成果介紹——數(shù)據(jù)共享及云平臺(tái)建設(shè)成果展示W(wǎng)eb訪問3建設(shè)過程與成果4.項(xiàng)目成果介紹——數(shù)據(jù)共享及云平臺(tái)建設(shè)成果展示App訪問12701項(xiàng)目總結(jié)44項(xiàng)目總結(jié)1.項(xiàng)目效益分析經(jīng)濟(jì)效益安全效果：遠(yuǎn)程操作,危險(xiǎn)區(qū)域無人操作，改善作業(yè)環(huán)境產(chǎn)量提升：自動(dòng)割煤、自動(dòng)拉架、自動(dòng)推溜提高生產(chǎn)效率，比普通綜采單產(chǎn)提高20%-30%減少人工：綜采隊(duì)減少27人，輔助工種減少36人成本效益：減少人工成本，提高單產(chǎn)效率社會(huì)效益設(shè)備智能化升級(jí)，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保障生產(chǎn)安全勞動(dòng)密集型向技術(shù)密集型轉(zhuǎn)變，增強(qiáng)煤礦工人和企業(yè)的榮譽(yù)感示范效應(yīng)，對(duì)貴州地區(qū)類似礦井的自動(dòng)化升級(jí)提供了借鑒經(jīng)驗(yàn)4項(xiàng)目總結(jié)2.首次采用采煤機(jī)位置角度積分測(cè)底板曲線與液壓支架傾角測(cè)頂板曲線相結(jié)合的方式，對(duì)工作面頂?shù)装迤鸱闆r進(jìn)行還原，以真實(shí)坐標(biāo)尺寸表現(xiàn)出工作面底板、頂板、煤機(jī)位置、當(dāng)前采高、支架高度之間的相對(duì)位置關(guān)系，是自動(dòng)化采煤技術(shù)的發(fā)展的一次全新探索。項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)4項(xiàng)目總結(jié)3.現(xiàn)存主要問題調(diào)直依賴與支架的自動(dòng)移架和推溜功能依賴三機(jī)配套關(guān)系，在頂?shù)装鍡l件變差時(shí)直線度難以保證，自動(dòng)化系統(tǒng)沒有主動(dòng)干預(yù)支架進(jìn)行調(diào)直。采煤機(jī)自動(dòng)化主要靠記憶截割，記憶截割對(duì)工作面地質(zhì)條件要求很高，在頂?shù)装迤鸱兓髸r(shí)需要頻繁人工干預(yù)，適應(yīng)性較差。4項(xiàng)目總結(jié)4.未來發(fā)展規(guī)劃——基于圖像識(shí)別的自動(dòng)調(diào)直系統(tǒng)可變色LED燈檢測(cè)到的運(yùn)輸機(jī)彎曲形狀在上安裝LED燈，通過圖像識(shí)別算法對(duì)視頻中的LED燈的位置進(jìn)行識(shí)別，計(jì)算出運(yùn)輸機(jī)彎曲形狀，配合支架推溜實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)直4項(xiàng)目總結(jié)4.未來發(fā)展規(guī)劃——低成本的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)目標(biāo)校正輪廓線此次校正的目標(biāo)輪廓線下次校正的推移距離當(dāng)前校直與目標(biāo)輪廓間的推移誤差刮板運(yùn)輸機(jī)/采煤機(jī)實(shí)際運(yùn)行軌跡根據(jù)工作面地質(zhì)條件，確定預(yù)期目標(biāo)校直輪廓線AB線為刮板運(yùn)輸機(jī)實(shí)際運(yùn)行軌跡，由采煤機(jī)陀螺儀數(shù)據(jù)生成C曲線與A曲線平行，作為本次刮板運(yùn)輸機(jī)推移的參考曲線，即基于C曲線測(cè)算下刀煤支架推移距離F曲線為下刀校直目標(biāo)線，與B、C曲線結(jié)合形成下刀煤期間，指導(dǎo)支架推移4項(xiàng)目