重庆市煤炭学会 提名2020年度重庆市科学技术进步奖公示内容 (第２号)

重庆市煤炭学会

提名2020年度重庆市科学技术进步奖公示内容

(第２号)

一、项目名称

打通一矿薄煤层自动化综采技术研究与应用

二、提名奖种

重庆市科学技术进步奖三等奖（新技术推广类）

三、提名者及提名意见

提名者：重庆市煤炭学会

根据《关于2020年度重庆市科学技术奖提名工作的通知》的有关要求，现将重庆市煤炭学会拟提名2020年度重庆市科学技术进步奖项目予以公示。自公示之日起7日内，任何单位和个人对公示内容持有异议，均可在公示期内通过书面或电话实名提出。

联系地址：重庆市南岸区南坪开发路31号科尔国际大厦2902室.邮编：400060；

联系电话：023-62756461。

提名意见：本项目对薄煤层自动化综采技术进行研究，成功解决了复杂难采煤层工作面的刮板输送机、采煤机及液压支架拉移的远程监控和自动化运行难题，并配套形成了工作面运输系统、液压系统的远程监控和自动化运行系统。通过在重庆能投渝新能源有限公司下属打通一矿、南桐煤矿、中心桥煤矿的推广运用，使其自动化综采技术各项技术参数不断优化完善，适用范围从近水平薄煤层工作面使用推广到大倾角中厚煤层。项目提高了复杂难采煤层工作面回采的安全性、可靠性，减人增效效果明显。相比国内外同类技术，本成果在复杂难采煤层开采中的应用达到了国际先进水平，具备市场推广价值。

四、项目简介

本成果针对薄煤层采煤工作面开采难度大，生产效率低，劳动强度大，安全威胁大的特点进行了研究。根据国家“十三五”规划要求，矿山企业应大力发展四化建设项目，实现“自动化减人，机械化换人”，为员工的安全和生命健康提供保障；为现场作业环境提供改善；为减人提供便利，为生产效率提供装备支撑。为了实现目标，各界专业技术人员大力发掘潜力，研究探讨采煤工作面自动化开采技术，应用于煤矿井下作业工作面，提高现场作业安全环境和生产率。重庆市能源投资集团有限公司于2017年起启动本项目，由原重庆松藻煤电有限责任公司（现重庆能投渝新能源有限公司）承接、重庆市能源投资集团科技有限责任公司协助，针对薄煤层自动化综采关键技术及成套装备进行攻关，最终成功研制出适用于薄煤层的三机配套设备、视频监控系统以及通讯控制系统，并最终在渝新能源公司打通一煤矿取得成功应用。其主要的技术创新点如下：

1.形成了自动化综合控制平台。利用井下环网技术，采用组态网加光纤传输的方式对运煤系统、液压泵站系统、采煤机和支架进行综合一体化融合，实现控制台远程单独操作设备，远程分布操作设备、远程一体化操作设备等多种操作模式。

2.形成SAC控制系统，利用红外功能实现采机精准定位。以RS485通信协议为传输接口，通过监控中心信号转换器和综合接入器信息采集和处理，传输至工作面端头支架上的信号转化器，信号转换器通过支架上的耦合器和综合接入器传输至每架支架控制器上执行动作，同时支架红外采集采煤机无线定位信号，精确确定采煤机位置，达到支架跟随采机位置进行自动推溜拉架。

3.形成SAM控制系统。采煤机控制系统采用多核多总线分布式结构，内部采用可靠的CAN总线互联，通过DSP与ARM处理器对数据进行处理，将采煤机的各类电流、电压、温度、摇臂高低、瓦斯情况等传入采煤机主控面板上，实现实时监控和采集、控制。保障不同的瓦斯浓度控制采机运行速度和停运，不同的地质构造调整采机运行采高参数。同时以SSK通信线为载体，将采机的SGC模块和GSC模块信号传输至采煤机主机和自动控制系统，实现监控中心双控，即采煤机主机可以控制采机的操作和数据收集，自动化控制系统也能控制采机的各项操作和数据收集，达到远程控制采煤机要求。同时采煤机设置具有优先级操作等级，即就地操作为最高级，在远程控制操作时现场可以随时干预远程控制系统。

4.形成视频、语音、控制综合化操作平台。实现了支架形态、人行通道、采场状态的可视化实时化监控，实现设备控制、语音传输的一体化。

5.形成了全新自动化割煤工艺。根据设备运行参数（电流、电压、温度、抖动等）判断设备故障，同时具有故障记录保存和警示。

6.通过项目的实施，形成了一套完善的管理机制。即操作规程，管理制度。

五、客观评价

根据科学技术部西南信息中心查新中心2020年3月16日对本项目进行查新（报告编号J20205001222368008），综合分析检索到的相关文献，并与委托项目的查新点进行对比分析，得出如下结论：

1）基于矿井环网传输功能，形成采煤工作面自动化综合平台控制一体化技术，有机的对运煤系统、液压泵站系统、采煤机和支架进行综合一体化融合，实现控制台远程单独操作设备，远程分布操作设备、远程一体化操作设备等多种操作模式。利用自动化综合平台控制系统，减少就地操作人员投入，同时根据《煤矿安全规程》的规定，防突区域回风侧禁止有人，工作面达到无人状态，可以有效地杜绝回风区域有人事情的发生，极大的提高安全生产屏障，所检索范围及时限内，国内外未见相同文献报道。

2）利用多核多总线分布式结构，采用可靠的CAN总线互联，DSP与ARM处理器对数据进行处理技术。实现各种数据的读取、检测和控制，达到实时掌控采高数据及采高调整，采机运行速度随瓦斯浓度变化自动调整运行速度，杜绝现场无监控瓦斯涌出而发生事故，所检索范围及时限内，国内外未见相同文献报道。

3）采用红外感应，无线精准接收定位技术。通过SAM系统和SAC系统有机融洽，随着采煤机的位置移动，支架控制器接收到采机位置，实现支架跟随采机自动推溜拉架，确保顶板管理可控，所检索范围及时限内，国内外未见相同文献报道。

2、科学技术成果评价

2018年9月11日，重庆市能源投资集团有限公司组织相关专家对重庆能投渝新能源有限公司承担的“打通一矿薄煤层自动化综采技术研究与应用”项目进行了验收。通过现场观摩和听取汇报，查阅相关资料，经质询和讨论，形成验收意见如下：

1.该项目完成了计划任务书计划的相关内容，项目验收资料齐全，符合验收要求。

2.按照研究方案，完成了工作面刮板输送机、支架拉移远程控制及监控的研究；工作面采煤机远程控制及监控的研究；运输巷胶带机、桥式转载机、工作面刮板输送机连续化集中远程控制及监控的研究；工作面就地集中远程控制及地面集控室远程控制、操作的研究。

3.薄煤层自动化综采技术采煤工艺的突破，将工人从操作工变成巡视工，由设备的自动化替代人工劳动，大大降低了工人的劳动强度；将工人从危险的工作面采场解放到相对安全的顺槽监控中心操作，提高了安全系数。

4.薄煤层自动化综采技术的应用，达到了减人提效的预期目标，将原综合机械化采煤队配置16人减少到9人，减人达到43.8％，每月推进度由28米提高到35米，回采月提升效益达到25％，班回采循环1.2米班提升到1.8米/班，班循环提升效率50％。具有良好的经济效益和社会效益，具有较高的推广价值。

综上所述，验收小组成员一致认为薄煤层自动化综采技术关键装备与技术工艺合理，装备运行可靠，大幅度降低操作员工劳动强度，为煤矿开采安全提供保障，经济社会效益和社会效益突出，为我国煤矿自动化、智能化发展做出了重大贡献，为重庆市最先进的智能化采煤技术。

六、应用情况

本技术成果为薄煤层采煤工作面实现智能化开采提供了可能性，本技术成果取得了多项关键技术的突破，获得了多项国家专利。能够有效的解决薄煤层采煤工作面开采难度大，劳动强度大，生产效率低，安全威胁大的开采难题。对薄煤层采煤工作面实现少人或无人具有重大意义。目前，本技术成果已在重庆能投渝新能源有限公司打通一煤矿、南桐煤矿、中心桥煤矿成功实施应用，并取得了显著的经济效益和社会效益，已具有非常广阔的市场推广应用前景。目前市场推广应用如下：

1.重庆能投渝新能源有限公司南桐煤矿7409工作面，已于2019年5月成功投用。

2.重庆能投渝新能源有限公司中心桥煤矿-38103工作面，已于2018年12月成功投用。

七、主要知识产权和标准规范等情况

该项目已获得国家授权专利4项，其中发明专利4项。

八、主要完成单位及创新推广贡献

九、完成人合作关系说明

本项目于2017年由重庆市能源投资集团有限公司立项并启动，由原重庆松藻煤电有限责任公司（现重庆能投渝新能源有限公司）联合重庆市能源投资集团科技有限责任公司针对薄煤层自动化综采关键技术及成套装备进行攻关，最终成功研制出适用于薄煤层的三机配套设备、视频监控系统以及通讯控制系统，由北京天地玛珂电液控制系统有限公司负责系统设备生产，在渝新能源公司打通一煤矿取得成功应用。

十、主要完成人情况

主要完成人情况

主要完成人情况

主要完成人情况

主要完成人情况

主要完成人情况

主要完成人情况

主要完成人情况