綜采從自動化邁向智能化

　　——中國平煤神馬集團研發(fā)綜采成套裝備及智能控制系統(tǒng)

　　日前，記者從中國平煤神馬集團獲悉，由該集團自主研發(fā)制造的煤炭綜采成套裝備及智能控制系統(tǒng)，經(jīng)過一年運行，已在兩個工作面成功采煤120萬噸，達到了研發(fā)的預(yù)期目標(biāo)，表現(xiàn)良好。

　　據(jù)悉，該套綜采成套裝備是在先前綜采自動化基礎(chǔ)上的進一步提升，一是實現(xiàn)了在順槽對綜采工作面“三機”協(xié)同控制，二是實現(xiàn)了在井上調(diào)度室對“三機”的遠程監(jiān)控和協(xié)同控制。

　　據(jù)平煤股份總經(jīng)理涂興子介紹，為加快煤炭智能制造裝備的創(chuàng)新發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化，推動煤機制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級，2011年，國家發(fā)展和改革委員會、財政部和工業(yè)信息化部聯(lián)合批復(fù)，將《煤炭綜采成套裝備及智能控制系統(tǒng)》項目列入國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項資金計劃項目。中國平煤神馬集團成為承擔(dān)這一項目研發(fā)制造任務(wù)的3家企業(yè)之一。

　　僅一年就完成研發(fā)

　　接受這一重大科技研發(fā)任務(wù)后，中國平煤神馬集團將研發(fā)制造任務(wù)交由機械制造公司，示范任務(wù)由平煤股份六礦承擔(dān)。

　　2011年10月，中國平煤神馬集團機械制造公司邁開了向“智能化采煤裝備”進軍的步伐。機械制造公司總工程師吳連成說，綜采工作面智能化是提高煤礦開采安全性的重要措施，綜采工作面智能化的關(guān)鍵就是對綜采工作面機電設(shè)備進行可靠的遠程監(jiān)測及控制。實現(xiàn)自動化和少人化綜采工作面，及時掌握綜采工作面設(shè)備的運行狀態(tài)，是避免事故發(fā)生、降低事故危害的重要保障。

　　為了實現(xiàn)綜采工作面的自動化和少人化，《煤炭綜采成套裝備及智能控制系統(tǒng)》項目的研究對象為綜采工作面成套設(shè)備間的智能監(jiān)測與控制，即綜采工作面的采煤機、液壓支架、刮板輸送機(大三機)和順槽中的轉(zhuǎn)載機、破碎機與順槽帶式輸送機(小三機)間的智能監(jiān)測與控制，同時還包括與其相配套的乳化液泵站、噴霧泵站、組合開關(guān)、移動變壓站等設(shè)備的監(jiān)測與通訊。

　　該套系統(tǒng)主要包括：綜采成套裝備智能控制系統(tǒng)，“三機”協(xié)同順槽控制系統(tǒng)，“三機”協(xié)同地面監(jiān)控系統(tǒng)，無線網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)，基于三維虛擬現(xiàn)實數(shù)字化平臺(3DVR)技術(shù)的采煤機電裝備遠程控制數(shù)字化平臺的研發(fā)等。

　　吳連成介紹，通俗地說，就是將綜采工作面所有設(shè)備組成一個系統(tǒng)，在井下順槽的合適位置進行集中監(jiān)控，同時將監(jiān)控信息傳至地面，在調(diào)度室顯示各設(shè)備的運行狀態(tài)，并采用3DVR技術(shù)模擬再現(xiàn)“三機”的位置，同時實現(xiàn)井下工作面各設(shè)備的地面遠程控制。

　　僅用一年時間，機械制造公司就完成了《煤炭綜采成套裝備及智能控制系統(tǒng)》項目的研發(fā)制造任務(wù)，并獲得了5項發(fā)明專利。

　　《煤炭綜采成套裝備及智能控制系統(tǒng)》項目實現(xiàn)了：采煤機的遠程控制，包括本地手動、本地自動、遠程手動和遠程自動，實現(xiàn)基于記憶截割的自適應(yīng)截割;實現(xiàn)了“三機”的遠程集控;實現(xiàn)了乳化液泵站、噴霧泵等設(shè)備的遠程監(jiān)控;利用二次傳感和多傳感融合技術(shù)實現(xiàn)綜采裝備工作狀態(tài)、故障信息和報警信息的準(zhǔn)確判斷;基于3DVR技術(shù)，實現(xiàn)了“三機”工作狀態(tài)的真實再現(xiàn);在順槽和地面實現(xiàn)了“三機”的遠程監(jiān)控;通過順槽控制器實現(xiàn)采煤機、液壓支架和刮板輸送機的協(xié)同共作，實現(xiàn)綜采工作面的自動化和少人化。隨后，這套裝置交付平煤股份六礦，開始進行井下工業(yè)試驗。

　　劉培比董剛更“牛”

　　2012年9月1日，煤炭綜采成套裝備及智能控制系統(tǒng)在平煤股份六礦戊0-22210綜采工作面組裝成功，國產(chǎn)智能控制“無人化”綜采工作面在平煤股份六礦試運行。在六礦戊0-22210綜采工作面，隨著指揮人員一聲令下，遠程集中控制室操作人員輕點鼠標(biāo)，采煤機、液壓支架、刮板輸送機“三機”聯(lián)動，該集團首個國產(chǎn)智能控制“無人化”綜采工作面割出了第一刀煤。

　　駕馭這套裝置的是六礦綜采二隊，副隊長劉培就是六礦“大學(xué)生采煤班”培養(yǎng)出來的新一代采煤工。

　　2008年11月，由鄭煤機自主研發(fā)的全國首套全自動化綜采設(shè)備，在平煤股份六礦進行試生產(chǎn)。為駕馭好這套自動化程度達100%的采煤設(shè)備，六礦專門組建了“大學(xué)生采煤班”，以董剛為代表的 “大學(xué)生采煤班”成為新時代煤礦職工的代表。讓董剛這個“老”班長沒想到的是，曾經(jīng)是“大學(xué)生采煤班”成員的劉培，如今駕馭的是集團自主研發(fā)的智能化綜采成套裝備。

　　六礦綜機辦主任馬金營介紹，這兩套裝備的相同點是，都能實現(xiàn)綜采工作面“三機”順序聯(lián)動，割煤、拉架、推溜、自動噴霧計算機程序化控制，但劉培比董剛使用的設(shè)備更“智能”，不僅可以在順槽對“三機”進行協(xié)同控制，而且在井上調(diào)度室也可對“三機”進行遠程監(jiān)控和協(xié)同控制。

　　馬金營2000年到煤礦工作，他說，這些年煤礦發(fā)展太快了，設(shè)備越來越先進，時間跨度越來越短。自高檔普采全面從平煤神馬集團退出舞臺后，真沒想到從自動化綜采到智能化綜采，僅用三四年，煤礦現(xiàn)代化真是快得令人不敢相信。

　　由于系統(tǒng)復(fù)雜，新技術(shù)應(yīng)用多等原因，該集團具有自主知識產(chǎn)權(quán)的《煤炭綜采成套裝備及智能控制系統(tǒng)》項目還存在一些不夠完善的地方，但六礦經(jīng)過一年的工業(yè)試驗，經(jīng)研發(fā)技術(shù)人員和試驗人員的不斷修改完善，這套裝置具備了綜采工作面所有設(shè)備的通信、監(jiān)測、狀態(tài)顯示、數(shù)據(jù)上傳，以及本地控制、集中控制、一鍵啟停所有設(shè)備的智能控制等功能, 智能化傳輸網(wǎng)絡(luò)的速度達到100Mbps。

　　這套裝置在六礦工業(yè)試驗中，出色地完成了兩個綜采面120萬噸的生產(chǎn)任務(wù)。其中，該套裝置的支架電液控制系統(tǒng)，在采煤機精確定位系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，可以完成單架或多架自動收護邦、升頂板、推溜、拉架等，液壓支架移架速度<8s/架，壽命>6萬次工作循環(huán)，自動耦合響應(yīng)時間<3s;大大提高了工作面的安全系數(shù)和工作效率，達到了工作面少人化、智能化的目的。

　　在六礦調(diào)度室，6臺電腦主機可以任意切換畫面和角度，井下工作面的情況可實時傳到地面，地面可與井下視頻，一旦設(shè)備出現(xiàn)故障，在地面就可通過參數(shù)的變化查找到問題所在，并對參數(shù)進行修改。

　　馬金營說，從采煤效率上看，劉培使用的這套智能化綜采成套裝備要比董剛使用的那套全自動化綜采設(shè)備，提高20%至30%。可以說，從董剛到劉培，時間跨度雖短，但卻代表著采煤方式從自動化到智能化邁出了一大步。