为贯彻国家发展改革委等八部委联合印发的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》、《我国煤炭行业高质量发展总体思路、目标方向、量化标准和重点举措研究》等国家相关政策,结合国家能源集团下发的《关于加快煤矿智能化建设的实施意见》及相关会议要求,特编制本指南。
01基本要求
巷道掘进应采用适应的全机械自动化作业技术装备,掘进速度满足矿共采掘接替要求;巷道超前探测优先采用智能钻探、物探等技术,掘进数据实现数字化分类与存储,具备三维地质建模功能;煤层条件适宜的掘进工作面,应优先采用掘、支、锚、运、破碎一体化成套技术与装备,通过掘进工作面远程集控平台,实现基于感知信息对掘进工作面进行远程集中控制。
02分级标准
智能化掘进工作面按技术装备水平分为:初级掘进设备+远程操控,中级掘支运平行作业+远程操控,高级自主掘进+多机协同+远程监控
03建设目标
到2022年底,集团公司所有井工掘进工作面100%实现智能化,初级148个,中级17个,高级0个。其中2021年建成智能化掘进工作面初级30个,中级8个,高级0个;2022年建成智能化掘进工作面初级118个,中级9个,高级0个。
04建设内容
(一)初级智能据进工作面
攻克自动截割、机械化钻锚、连续运输与远程控制等技术难题,提高掘进装备成套化水平,构建“掘进设备+远程操控”的初步智能化掘进模式。掘进工作面人数(转载点至迎头)不超过9人。
(1)巷道掘进过程全机械化作业,根据地质和工程技术等条件,确定合理的智能化掘进技术与装备。
(2)智能掘进系统相关装备满足下述要求:
a.掘进设备具备自动截割功能,实现远程遥控截割、工况在线监测及事故障诊断。
b.钻锚装备实现锚杆、锚索全断面机械化支护、具备顶板临时支护功能。
c.转载机组具备过载保护功能,能够实现多设备之间的信号交互和联锁控制;连采工作面配套的梭车鼓励采用变频驱动技术,具有声光报警功能。
d.带式输送机机尾具备自移和张力自动控制功能,多部带式输送机实现集中控制。
e.截割部和转载点具备完善的喷雾和高效除尘系统。
(3)掘进头和各转载点设置高清摄像仪,采集的视频信息满足远程监视与集控要求。
(4)掘进工作面配有可视化集控平台,具备视频监控功能,实现掘进设备的远程操控和运输设备的启停控制。
(二)中级智能工作面
进一步提高掘、支、锚、运、破成套掘进装备平行作业与协同控制能力,构建远程集控平台,形成不同类型掘进工作面“掘支运平行作业+远程集控”的智能快速掘进模式。
掘进工作面人数(转载点至迎头)不超过7人。
(1)巷道掘进过程基本实现自动化作业,以掘-锚平行作业、快速掘进为目标,确定合理的智能化掘进技术与装备。
(2)智能掘进系统相关装备满足下述要求:
a.掘进设备具备自动导航和自适应截割功能,纵轴式掘进设备具有仿形截割功能,满足远程集中操控的要求。
b.钻锚装备采用按钮式电液控钻机、锚索自动进给器等,具备半自动化钻锚、工况在线监测、故障诊断、锚固质量有检验等功能,积极探索钻锚和铺网一体化技术
c.转载机组具备防碰撞功能,连采工作面配套的梭车具备防溢防撒的智能连续装料功能,实现远程遥控功能;设备间具有相对位置定位功能,实现多设备之间的信号交互和协同控制功能。
d.带式输送机机尾自移、张力自动控制、多点驱动功率平衡功能,多部带式输送机实现可视化集中控制。
(3)掘进头和各转载点设置高清或红外摄像仪,具备AI功能,具有预测和分析功能。
(4)实现人员精确定位,具备危险区域人员接近识别与报警功能。
(5)掘进工作面建设可视化远程集控平台,集控平台具备单机可视操控、成套设备“一键启停”和多机协同控制、供配电、无线数据网络管理及远程集中控制等功能。
(三)高级智能工作面
建设自主导航、自主截割、自动钻锚、智能联动、精准执行的掘进机器人群,构建可视化远程监控平台,形成不同类型掘进工作面“自主掘进+多机协同+远程监控”的自主掘进模式。工作面作业人数不大于5人。
(1)巷道掘进过程实现掘进机器人群协同作业。
(2)智能掘进系统相关装备满足以下要求:
a.掘进设备应具备方向自感知、截割自适应、故障自诊断功能,实现自主截割、远程监控和智能联动。
b.钻锚装置具备自动铺网、自动定位、自动钻孔、自动注锚固剂、自动锚固锚杆(索)、锚固质量自检测等功能;实现整个锚杆作业流程的全自动化。
c.转载机组状态感知协同运行,连采工作面配套的梭车具备无人驾驶功能。
d.带式输送机采用伸缩机身、皮带架安装延伸技术、柔性连续运输等技术,实现智能连续转载运输。
e.掘进、锚护、转载、运输等设备具备完善的单机状态监测和故障自诊断功能,实现对各设备状态的实时监测和远程集中控制。
f.辅助作业鼓励采用机器人化作业装备,实现智能喷浆、辅助运输、风筒和管路延伸、电缆移设、巷道修复等环节的少人高效。
g.监控与故障诊断系统应具备对掘进工作面设备、环境(粉尘、瓦斯、水等)智能监测与数据智能分析决策功能,掘进工作面视频全覆盖,实现环境、设备、通信状态实时识别预警和设备故障预警。
(3)具备掘进工作面三维地质模型构建和自动修正功能,根据采集的掘进工作面环境(粉尘、瓦斯、水、有害气体)、视频监测和人员信息,对掘进工作面真实场景进行再现。
(4)探索建设掘进工作面三维远程可视化集控平台,具有设备“一键启停”、供配电、设备状态监控、视频监测、无线数据网络管理及单机可视操控、多机协同控制、远程集中控制和流程启停功能。