打造煤炭智能化开采样板工程——中天合创公司成功实现防冲控水精准智能化开采纪实

文 /孙 凯

中天合创门克庆煤矿3103工作面是中煤集团自我设计、自我研发、自我制造、自我建设的首个智能化开采工作面，为蒙陕矿区深部冲击地压煤层大采高工作面的安全高效智能化开采提供了样板工程

中天合创门克庆煤矿于2016年10月联合试运转，2019年正式投产，设计产能1200万吨/年，核准产能800万吨/年。2018年以来，中天合创公司以“安全高效绿色智能化开采及智慧矿山建设”为目标，在门克庆煤矿3103工作面大力实施防冲控水精准智能化开采技术研究与应用，在集团内建成首个智能化开采工作面，也成为国内首个深部冲击地压煤层大采高智能化工作面，率先实现了在有冲击地压、涌水量大等风险的复杂地质条件下进行远程操控安全采煤。

2019年1月14日，中天合创门克庆煤矿调度集控室，工作人员通过操作平台远程操控，一键开启了3103工作面设备，监控大屏上实时出现了工作面喷雾开启、采煤机割煤、刮板运输机运煤的高清画面，井下综采设备一气呵成地完成了割煤、移架、推溜等一系列生产工序，实现了安全高效智能化开采。

把握行业趋势，先行先试，做防冲控水精准智能化开采的坚定领跑者

国家《能源技术革命创新行动计划（2016——2030年）》指出：到2050年，“全面建成安全绿色、高效智能矿山技术体系，实现安全绿色、高效智能生产。”随着采矿科技水平的提高，现代化矿井利用自动化智能化科学技术，实现工作面无人或少人作业，智能化开采已成为煤炭工业发展的方向和趋势。

智能化采煤技术既是煤炭工业科技发展的热词，也是一项前沿、复杂的系统工程。门克庆煤矿煤层埋藏深、具有强冲击地压、涌水量大，底板长期在水中浸泡的情况，这对于智能化开采技术应用带来很多不利影响。

作为央企唯一从事煤炭全产业链的综合性能源产业集团，中煤集团高瞻远瞩，立足于建立具有“中煤模式”的智慧矿山体系，在综合分析矿井地质条件、装备水平、员工素质与管理能力以及蒙陕地区矿压显现、矿井涌水的规律之后，于2018年初全面启动了重大科技项目《中煤智慧矿山及智能开采模式架构及实践暨门克庆煤矿3103工作面示范工程（蒙陕地区深部矿井复杂地质条件下精准开采智能化工作面的研究及应用）》的研究。

中天合创公司认真分析了煤炭经济运行和安全生产形势，系统研究了世界煤炭行业智能化无人开采技术的应用现状，从科学安全发展、产业转型升级、科技创新创效的高度作出坚定承诺：必须完成好项目技术装备攻关任务，把门克庆煤矿3103工作面防冲控水精准智能化开采技术研究与应用作为年度重点科研项目和中天合创“一号工程”来抓，瞄准最高目标，争创一流水准，做煤炭行业防冲控水精准智能化开采的领跑者。

扎实稳步推进，攻坚克难，做防冲控水精准智能化开采的有力实施者

目标已明，方向已清，说干就干，干就干好。

2018年1月，中天合创成立了“一把手”挂帅的科研项目领导组，与中煤装备公司联合成立了科研项目组，项目组周密制订了项目实施推进计划。

接下来，项目组组织艾柯夫、张煤机、北煤机、中煤电气等十余家国际国内著名设备厂家的知名专家进行了几十次调研论证，先后召开十余次项目推进会和交流会，经过多方协调、密切协作、合力攻坚，最终形成了各系统的方案设计，确定了项目总体技术方案，随即，项目组快速组织展开了各个系统的研发制造工作。

——3月至7月，完成了对液压支架、刮板输送机、转载机、破碎机、自移机尾等设备智能化控制技术研发与设备改造，对液压支架电液控制及姿态监测、采煤机智能化控制、工作面有线无线双通讯数据传输、工作面高清视频监控、工作面供电供液监控、工作面智能化集中控制、地面综合监控、手机APP监控、防冲矿压监测等系统进行了技术开发。

——7月至8月，完成了数据通讯、远程控制、智能化开采平台及功能的地面联合调试，制订了详细的智能工作面技术保障措施，对岗位操作人员进行了三轮共300人次的理论和实操培训。

——8月至12月，完成了设备采购和井下安装调试，在有效解决了液压支架移架速度较慢、支架S弯段的推溜距离控制不精确、支架护帮角度传感器通讯线容易损坏、割煤工序繁多且效率低等几大难题后，井下工业性试验圆满成功。

——12月中旬，中天合创门克庆煤矿3103工作面成功实现了综采设备自动化控制和人工远程干预相结合的智能化开采模式，进入正式运行阶段。

在项目设计、研发、实施过程中，项目组仔细查阅了大量国内外科技文献，聘请国内专家进行多次技术论证与咨询，集团领导多次赴现场进行指导，项目组领导亲自参与攻关，调派精兵强将、技术骨干充实科研团队力量，中天合创专业部门和门克庆煤矿全力以赴全过程参与配合实施，逢山开路，遇河架桥，破解了一个又一个难题，共同走过了项目论证、技术研发、地面调试、设备安装、井下工业性试验每一个艰辛历程。

实现全部目标，亮点频出，做防冲控水精准智能化开采的示范引领者

2019年1月15日，项目顺利通过验收，专家组一致认为项目按照制定的智能化方案和技术要求，完成了各设备及智能化系统的研发，各项技术指标和功能均达到了国内领先水平，为煤炭行业智能化开采树立了一面旗帜。

3103工作面防冲控水精准智能化开采技术的实施，创造性地将智能开采与矿山压力监测融为一体。3103工作面每班人数由12人降至3人，大大降低了工作面人员数量，降低了劳动强度，减少了冲击地压危险区域的作业人员；回采效率大幅提升，单刀割煤时间最快达到1小时20分钟，单班最大割煤刀数6刀，单班最大产量达10000吨，割煤速度突破了国内智能化开采过程采煤机速度8m/min的瓶颈值，中部割煤最大速度达到15m/min；通过“记忆割煤、视频监视、人工远程干预”等技术手段，完美地实现了“一键启动、记忆截割、远程集控、矿压监测、智能联动、无人值守、少人巡检”的目标和功能，真正实现了安全高效智能化生产，达到了“自动化减人、智能化少人”的目的，体现了“少人则安、无人则安”的安全发展理念。

中天合创门克庆煤矿3103工作面是中煤集团自我设计、自我研发、自我制造、自我建设的首个智能化开采工作面，防冲控水精准智能化开采技术的成功应用，代表着中煤集团在智能化开采领域研究、设计、制造、生产、应用一体化体系初步建成，为蒙陕矿区深部冲击地压煤层大采高工作面的安全高效智能开采提供了样板工程，引领了行业发展。