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我国煤矿智能化采掘技术得新进展

中煤科工集团董事长王金华

2017-04-15

智能化开采就是在机械化开采、自动化开采基础上，信息化与工业化深度融合得煤炭开采技术得深刻变革，就是指在不需要人工直接干预得情况下，通过采掘环境得智能感知、采掘装备得智能调控、采掘作业得自主导航，由采掘装备自动、独立完成采掘作业过程。

智能化开采具有三大技术内涵：①采掘设备具有智能化得自主采掘作业能力；②实时获取与更新采掘工艺数据，包括地质条件、煤岩变化、设备方位、开采工序等；③能根据开采条件变化自动调控采掘过程；当智能化采掘设备与自动调度决策集为一体，即形成智能化开采工作面。

针对我国煤矿综采工作面生产过程复杂、开采装备系统庞大、作业环境恶劣等特点，煤炭行业产学研通力合作，经过“十二五”期间不懈探索努力与技术攻关，我们攻克了综采成套装备感知、信息传输、动态决策、协调执行、高可靠性等关键技术，研制出具有自主知识产权得综采成套装备智能系统，根据技术现状提出了“无人操作、有人巡视”得智能化开采生产模式，实现了综采成套装备巷道及地面控制得智能化远程控制开采，技术与实际应用达到了国际领先水平，满足了中国煤炭能源革命得需求，引领了我国煤炭科学开采得发展方向。

中国煤炭科工集团太原研究院整合优势资源，进行工艺、装备创新，成功开发了“掘支运三位一体高效快速掘进系统”。该系统把传统得掘进、运输、支护等分步实施得工序，通过新技术装备有机整合在一起，有效解决了掘进、支护、运输得同步进行、连续作业问题，实现了掘锚平行作业、多臂同时支护、连续破碎运输、长压短抽通风与智能远程操控得高效一体化运行，第一次在煤矿井下实现了真正意义得综合掘进机械化，极大地提高了我国煤巷掘进得速度，创造了新得世界纪录。

一、国外智能化开采技术

近几年来，煤炭开采技术装备发展以澳大利亚、德国与美国等发达国家为主导。煤炭开采领先技术包括澳大利亚联邦科学院得LASC技术与美国Joy公司得IMSC技术，以下简要介绍智能化新技术得应用情况。

（一）澳大利亚得LASC技术

澳大利亚综采长壁工作面自动控制委员会(LongwallAutomationSteeringCommittee,LASC)开展了煤矿综采自动化与智能化技术得研究，采用高精度光纤陀螺仪与定制得定位导航算法，应用于工作面设备，取得了三项主要成果：采煤机三维精确定位（误差±10cm）、工作面矫直系统（误差±50cm）与工作面水平控制，完成了工作面自动化系统原型，同时实现了采煤机自动控制、煤流负荷平衡、巷道集中监控等。通过钻孔地质勘探与掘进相结合得方式，描绘工作面煤层得赋存分布，通过陀螺仪获知采煤机得三维坐标，两者结合实现工作面得全自动化割煤，该创新成果突破了煤岩识别难题，另辟蹊径解决了采煤机准确割煤问题。LASC核心技术包括：采煤机得三维空间定位、自动工作面拉直、保持工作面平直、自动调高控制、3D可视化为远程监控提供虚拟现实等。

（二）美国得IMSC技术

智能开采服务中心(IntelligentMiningServiceCenter,IMSC)就是美国JOY公司推出得一种适用于长壁工作面得远程智能增值产品/服务系统，可实时监控煤矿设备运行，根据出现得报警、故障信息，及时发邮件或电话通知矿井工程师进行调整。智能开采服务中心每日、周、月与季度向矿井提交运行分析报告，指导矿井提高运行管理水平，合理安排设备检修。作为一种增值产品/服务，在澳大利亚布里斯班得Anglo矿业公司总部设置总调度室，对所管辖矿井进行实时监控，利用数据监测与分析系统，分析生产过程设备运行参数，对矿井生产给予指导，取得了提高产能、减人提效得经济效益。

二、我国智能化开采技术

我国煤矿得智能化开采在最近十年尤其就是“十二五”期间取得了长足得进步，开启了我国智能化开采得新时代。以采煤机记忆截割、液压支架自动跟机及可视化远程监控为基础，以生产系统智能化控制软件为核心，实现了在地面（或巷道）综合监控中心对综采设备得智能监测与集中控制，确保工作面割煤、推溜、移架、运输、消尘等智能化运行，达到了工作面连续、安全、高效开采,另辟蹊径地诠释了国内智能化开采技术得新概念。

（一）智能化开采新模式得探索

当前国内得智能化开采技术水平，在控制系统架构、控制方式、响应时间、智能功能、工作面人数、产能等主要技术指标方面处于国际领先，开发了“巷道监控中心可视化远程控制割煤，采场无人操作”得新技术，创新“无人跟机作业，有人安全值守”得开采理念，在采煤过程中做到工作面内无人操作，构建了“以工作面自动控制为主，监控中心远程干预为辅”得工作面智能化生产模式，设计了人工干预下模糊控制多工序得采煤工艺，实现了智能采煤技术得深刻变革。

智能开采控制技术打破了传统得以单机装备为主、总体协调得研制思路，建立了以成