山西潞安集团和顺李阳煤业智能掘进系统案例
山西潞安集团和顺李阳煤业智能掘进系统案例
近年来，山西省煤炭企业积极贯彻落实“四个革命、一个合作”能源安全新战略，大力推进煤矿智能化建设。其中，山西潞安集团和顺李阳煤业有限公司的智能掘进系统项目尤为突出，不仅提升了生产效率，还大幅降低了安全风险。
智能掘进系统概况
山西潞安集团和顺李阳煤业有限公司成立于2004年，位于山西省晋中市，现隶属于晋能控股集团，是一家省属国有企业。该公司井田面积16.0869平方公里，年生产能力120万吨/年，主要开采15#煤层，平均煤厚5.44米，可采储量10265万吨。
主要建设内容
李阳煤业的两个智能化综掘工作面分别为15310辅助运输顺槽工作面和15308辅助运输顺槽工作面。两个工作面配置了相同的智能掘进设备，主要包括智能型掘进机、智能化液压锚杆钻车、安全保障系统、运输系统和智能化控制中心等。
掘进系统建设情况
- 智能掘进机：采用EBZ200H型智能掘进机，搭载智能车载系统，具备手动、遥控及远程控制模式。该设备能实现自主导航、位姿适应、坡度追踪和自动截割功能，并通过高清视频监控将掘进机的位置、航向和姿态等信息三维可视化显示。
图1 掘进系统拓扑图
- 顶板支护系统：采用ZLJ-20机载临时支护加CMM2-25Y型矿用液压锚杆钻车，实现顶板超前支护及锚装机械化联动作业。该系统能自动确定锚护位置、自动钻孔，并具备工况在线监测及故障诊断功能。
图2 机载临时支护
运输系统：采用DSJ80/40/2×75胶带输送机加DWZY800/1000加TKC101语音集控系统，实现顺槽胶带输送机的状态监测、负荷保护、集中控制、自动张紧和机尾自移功能。
智能控制系统：在井下和地面建设有顺槽控制中心和远程控制中心，并同步部署有智能化管控平台，能实现工作面掘进机、皮带机、自移机尾等设备的运行工况监测，故障诊断、全方位视频监控，能够实现一键启停及远程智能操控等功能。
图3 智能控制系统操作界面
图4 井下集控中心及井下集控中心内监控画面
- 安全防护系统：采用电子围栏防误入装置，具备人员精准定位功能，能实现人员接近危险区域自动识别并触发报警及停机闭锁功能。
图5 电子围栏防误入装置
- 环境监测系统：能不间断监测工作面顶板、供风、水文、气体、粉尘等数据，超过规定值实现断电闭锁，并通过智能管控平台预警和撤出人员。
技术特点及先进性
李阳煤业的智能掘进系统通过在掘进机上增加各类传感器，配备激光雷达或惯导系统，实现视距遥控、远程操作、一键启停、记忆截割、自动截割、自适应截割、电子围栏防误入、环境检测等功能。系统通过三维激光扫描仪、倾角传感器定位机身相对与巷道的位置和姿态，结合截割臂行程传感器数据，实现截割头沿设定路径的自动截割、自主导向、坡度追踪等。
系统利用激光扫描仪、油缸行程传感器、三维建模软件等实现掘进机自身姿态和位置的实时数字孪生，给远程操作人员提供直观的三维场景，降低粉尘对远程操作的影响。井下综掘智能集控中心配置有2台矿用爆兼本安型计算机、1台矿用本安型交换机、4台矿用本质安全型显示屏等设备，实现对各类掘进后配套设备的集中控制。
智能化建设成效
智能化矿井的建设显著减少了掘进工作面的人员数量，单班掘进队由13人降低到10人以下，部分人员从井下高危区域置换到地面或井下集控室，通过远程操作控制巷道掘进设备。智能化锚杆钻机和机载临时支护的应用，将传统人工操作转变为全机械自动化操作，节省了人员，降低了劳动强度。
智能化系统通过对各类设备的集中统一管控和数据上传，解决了煤矿掘进系统安全生产相关业务数据的统一管理和集成问题，实现了分布式、协同管理。监测数据通过井下环网快速上传至调度室，工作人员在调度室就能实时监控井下工作面状态，提高了决策的准确性。
智能化掘进工作面的建成应用，提高了基础地理信息的标准化程度，保证了数据的实时性和准确性，提升了安全性和高效性，为企业宏观管理、保障安全生产、领导决策支持等提供了重要数据支撑。