3～4m煤层千万吨级智能化综采成套装备关键技术研究项目简介

　　2017年3月20日，由中国煤炭工业协会主办，中国煤炭科工集团有限公司、兖矿集团有限公司联合承办的“3～4m煤层千万吨级智能化综采装备关键技术研究”成果鉴定暨现场推广会在鄂尔多斯隆重召开。

　　出席鉴定会的领导有中国煤炭工业协会会长王显政、中国煤炭科工集团总经理胡善亭、副总经理王虹、天地科技总经理肖宝贵、兖矿集团总经理李伟、总工程师孟祥军等。同时还有来自中国重型机械工业协会、澳大利亚联邦科学与工业研究组织、神华集团、陕煤化集团等单位的近150名专家及领导参会。

　　煤炭是我国主体能源，安全智能、绿色高效矿井是我国煤矿发展的主要方向，智能化技术是实现我国煤矿由劳动密集型向两化融合人才技术密集型转变的重要手段。煤矿综采工作面是煤矿生产的关键环节，对综采工作面智能化控制技术进行研究和推广应用是实现我国煤矿安全高产高效开采的关键。

　　“十二五”以来，在国家智能制造装备发展专项和863计划的支持下，依托高新技术企业的技术优势和完整的装备产业链，由天地科技股份有限公司与兖州煤业股份有限公司主持，联合澳大利亚官方最高科学研究机构CSIRO（Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization，联邦科学与工业研究组织）、兖矿东华重工有限公司、北京天地玛珂电液控制系统有限公司等共同研究开发的“3~4m煤层年产千万吨智能化综采成套装备与工艺研究”项目，取得一批重要关键创新性成果，达到综采工作面设备安全、智能、高效、协调和连续运行的目的，实现了煤矿绿色开采。

　　该项目首次在3~4m煤层条件下达到年产千万吨的能力；在国内综采工作面首次采用LASC技术研发了采煤机运行轨迹检测技术，全工作面直线mm；每个生产小班人数将节省5人，全矿井可减少约30人；整套综采装备的售价约为全进口产品的1/2，可为国内煤矿用户节约大量设备成本。项目成果达到国际先进水平，可在类似煤层全面推广应用。

　　项目通过自主创新，突破综采工作面恶劣环境条件下工作面直线度精确检测并智能控制、采煤机智能截割控制、刮板输送机智能控制、工作面视频与集中远程智能控制等关键技术，形成一套集检测、控制、视频、音频、通讯于一体的智能化国产综采成套装备。完成工程示范应用，实现煤矿掘采装备整体技术新突破，为煤炭资源的安全、高效开采提供强有力的技术支撑和装备保障，占据国际同类技术制高点。在适宜的煤层条件下，采煤工作面年产量最高可突破1000万吨。提高煤矿智能化水平，减人提效，实现安全高效绿色开采，满足国民经济发展对煤炭资源的需求。

　　项目关键创新如下：一是项目研发了大功率、高可靠性、全自动化、具有智能功能的工作面系统高产高效配套模式及生产工艺，国内首次在3～4m中厚煤层条件下达到年产千万吨的能力；二是创新研制高度4.3m的宽中心距、大工作阻力、高可靠性液压支架，研发应用机器人自动化焊接制造技术；三是创新研制高控制精度、高可靠性电牵引采煤机，行走位置控制精度±3cm，滚筒截割高度稳态重复精度±4cm；四是首次基于精确惯性导航技术确定了刮板输送机煤流负荷预测模型，在此模型基础上实现了智能刮板机以工作效率最大化为原则的链速调节策略，链速调控范围缩小20%；五是首次采用惯性导航技术实现了设备三维空间定位和运行轨迹检测，运输机平直度测量偏差＜50mm；六是创新研制了基于Ethernet/IP 的“千兆以太网主干、无线WiFi多级跳传辅助”的综采工作面智能控制综合通信平台，首次在工作面环网上启用虚拟局域网技术，将视频流和数据流有效分隔。

　　本项目成果将有力提升综采工作面成套装备的智能化水平，使综采设备向着成套自动化的方向发展。项目成果的应用，将减少采煤工作面恶劣环境下操作人员的数量、改善回采工作面的安全生产条件、降低操作工人的劳动强度，提高生产效率，在同等的地质、生产技术条件下提高产量、提高煤矿的经济效益、满足国民经济发展对能源的需求。项目的实施成果将大大提升我国煤矿综采工作面的自动化水平。

　　本项目成果将有力提升综采工作面成套智能化装备的总体技术水平。装备已在兖州煤业鄂尔多斯能化公司转龙湾煤矿进行了示范应用，应用效果良好。项目研究过程中项目组积极与全国各大煤矿用户进行相关技术洽谈和交流，其中神华集团神东矿区、宁煤矿区、新疆矿区，山西阳煤集团，淮南矿业集团，开滦矿业集团等几十个矿业集团均对智能化开采技术及成套装备产生了浓厚的兴趣。

　　目前，国内综采工作面自动化研究刚刚起步，市场前景广阔。“十三五”期间，煤炭产能仍将保持35亿吨左右，智能化综采成套装备需求量未来几年将达到每年平均20个工作面左右，保守计算每年有16亿元的产值。同时，项目实现了综采装备智能化控制系统核心技术的突破，解决了工作面找直、采煤机智能截割等关键技术，能够将采煤工作面的操作工人数量大幅降少，实现了整个采煤过程中少人值守的智能化安全高效生产。根据项目成果在井下现场的实际应用情况，推广应用前景及效益十分可观。

　　项目的施行大幅提高了我国高端装备的研制能力和水平，满足了国家提升制造业国际竞争力的战略需要，带动了我国在煤机装备自动化、智能化方面的整体技术进步，践行了“无人则安”的科技强安理念，从根本上改变了采煤工人的面貌，为建设大型现代化矿井提供了保障，有力推动了我国煤炭工业的转型升级。

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