《智能矿山》2024年煤矿智能化重大进展成果特刊_中国煤炭行业知识服务平台

《智能矿山》2024年煤矿智能化重大进展成果特刊

2024年,煤炭行业创新活力持续激发,新质生产力加快培育,煤矿智能化建设稳步推进,煤炭产业数字化、智能化、绿色化协同发展取得新成效,高质量发展迈上更高台阶。为宣传推广煤矿智能化建设先进经验和创新成果,发挥典型示范引领作用,《智能矿山》策划出版《2024年煤矿智能化重大进展成果特刊》,刊登代表新时代煤矿人创造性实践和智慧结晶的11项智能化建设成果,以飨读者。

行业视野: 智能矿山
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专家; 12篇
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高寒环境露天矿电动无人驾驶矿用卡车智能高效运输系统成套技术研发及应用

作者(Author)：李树学, 舒应秋

摘要：高寒环境下的露天煤矿面临极端气候条件下的设备稳定运行、人员作业安全等问题,露天煤矿剥离环节是生产中的重要环节,国内露天煤矿剥离环节主要采用外委模式生产,安全压力大。目前,华能伊敏煤电有限责任公司伊敏露天矿(简称伊敏露天矿) 年度外委工程量约1 亿m3,峰值作业车辆超过300 台,全部采用人工驾驶,从业人员超过1 200人,驾驶员综合能力参差不齐,外委安全管控难度大。从安全性、经济性发展角度考虑,外委剥离模式不具备长期可持续性。因国外技术封锁,矿用自卸卡车发动机、电控系统等定价权均由外企掌控,技术存在“卡脖子”问题。伊敏露天矿自营设备采购、维护成本逐年升高,配件价格逐年递涨10%,为解决此类问题,伊敏露天矿采用创新联合体协同研究,在高寒地区露天煤矿进行数智化转型的探索与实践。以无人驾驶、5G通信、智能换电、智能安全管控等技术为核心,研究了高寒环境下零碳排放智能换电无人驾驶运输系统关键技术与应用。由华能内蒙古东部能源有限公司(简称蒙东公司) 牵头主导,联合徐州徐工汽车制造有限公司、国网商用电动汽车投资有限责任公司、华为云计算技术有限公司、北京科技大学组成的创新联合体共同研制,突破了大型燃油矿用卡车核心部件以及无人驾驶感知系统的“卡脖子”问题,采用光伏绿电用能方式,打造矿山光伏绿电驱动、以电代油零碳智能生产新模式。

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2025年第02期

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薄煤层无人化智能开采控制技术研发与应用

作者(Author)：冯银辉, 刘学君, 李丹宁, 郑闯, 贺鹏

摘要：薄煤层工作面空间局限、温度高、湿度大、煤灰重、工况复杂,人工在工作面操作空间狭小,遇紧急情况时,没有躲避空间;在进行跟机操作时,需要在工作面内爬行,长期在薄煤层工作面内的操作人员不同程度均患有职业病,当采煤机行进速度较快时,人员跟机作业效率低下,造成跟机丢架、生产效率较低,无法满足矿井生产经营要求,现有装备与开采技术无法满足薄煤层安全高效生产。通过调研分析国内近3 年薄煤层工作面采用的全新装备,涵盖西北、山东、西南、东北区域矿井,薄煤层工作面地质条件、开采方式等诸多因素导致产量低、经济效益差的现象一直未能取得突破,投入产出比低的局面没有得到根本改变。目前国内多数矿井的采高为1.6~1.8 m的中厚偏薄煤层年产为60 万~100 万t,1.3 m及以下薄煤层开采的工作面数量较少,国内研发薄煤层智能化装备及控制系统的厂家较少,工作面作业人数多为2~4 人,目前尚未实现薄煤层工作面无人开采。

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露天矿采剥作业链安全智能协同成套技术研发与应用

作者(Author)：王忠鑫, 曾祥玉, 田凤亮, 黄俊婷, 辛凤阳, 王兆凯, 孙鑫, 李杰

摘要：我国露天煤矿的开采工艺普遍以单斗−卡车间断工艺为主,全国约有6 000 台挖掘机、30 000 台卡车、3 000台钻机、20 000台各类辅助设备同时作业,从业司机人数约15 万人,每年采剥总量约70 亿m³,相当于60 座三峡大坝的土石方开挖量,人员设备数量和采剥工程总量均居世界第1 位。采剥工效仅为国外的62%,整体安全高效开采水平较低,主要存在以下3 个方面原因。(1) 资源赋存条件差我国煤炭资源分布广、煤层埋藏深、断层构造多、倾角大等特点;美国、澳大利亚煤炭资源丰富且分布集中,整装煤田较多、煤层较厚,开采难度低且方式简单,具备高效开采的先天优势。(2) 工艺及装备水平低国内露天矿采用单斗−卡车间断开采工艺的采剥总量占比约85%,连续和半连续开采工艺应用较少,矿山自动化和信息化水平相对较低,智能化建设基础薄弱,仍处于初级阶段,明显落后于世界先进水平,用人多、效率低的局面没有根本改变。(3) 人员和设备数量多国内露天矿采剥作业全过程高效协同能力弱,中小型露天矿占比为88%,多以小型设备为主,人员和设备数量多、密度大、监管难,不利于安全高效生产。因此,中煤科工集团沈阳设计院有限公司以露天矿采剥作业链的安全智能高效协同运行为核心目标,针对性地开展地质模型和地图更新、设备无人化远程操控、大规模集群智能调度、人机安全智能保障等4 个关键领域的技术攻关与应用示范,推动我国露天煤矿开采行业的转型升级和可持续。

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煤矿安全隐患AI 视频智能辅助监管监察技术研发与应用

作者(Author)：程德强, 王崇景, 朱凯, 郝大帅, 寇旗旗

摘要：中国矿业大学联合济宁能源发展集团有限公司等单位,以国家《煤矿重大灾害风险防控实施方案》为指导方针,利用新一代信息技术,专注于煤矿重大安全风险的实时识别、监测技术攻关,煤矿安全隐患AI 视频智能辅助监管监察技术取得重大突破,完成了系列技术创新和成果示范应用,实现了煤矿重大灾害全域感知与智能防控,保障了煤炭高效、可靠、安全的智能化开采。

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