由中国煤炭工业协会主办、山东能源集团承办、云鼎科技股份有限公司协办的“2024全国煤矿采煤工作面智能创新大赛决赛答辩工作会”12月18日-20日在昆明进行线下集中会议评审。来自全国各地的优秀煤矿企业采煤工作面代表齐聚一堂，全面展示了他们的智能化建设成果。这些成果不仅涵盖了智能采煤工作面的关键技术装备和管理经验，还涉及了智能化系统的常态化运行和优化升级等方面。IntelMining智能矿业通过文字形式，分享其经验成果。

超大采高日割19刀，稳产130万吨/月

综采工作面创新技术突破与应用

一、基本情况

上湾煤矿是国家能源集团主力样板矿井之一，位于内蒙古鄂尔多斯伊金霍洛旗境内，井田面积61.64平方公里，年产1600万吨。矿井经历了四个发展历程：开发建设时期、战略调整时期、效能提升时期、优化升级时期，曾被誉为中国工业先进生产力的代表。2018年，矿井进入优化升级时期，建立了首个8.8米超大采高综采工作面，并获得中国工业大奖等诸多奖项。

22106工作面位于22煤一盘区，工作面宽度331.8米，回采长度4157米，采用自主改造的久益煤机、郑煤机的液压支架、天玛智控的液压系统，均为国产设备。

二、大采高生产中的痛点及解决方案

在大采高生产过程中，主要面临三大痛点：矿压剧烈、生产效率低、设备检修风险高且工作量大。针对这些痛点，采用了自适应割煤、规划截割等26项关键技术，并成立了大学生智能化采煤班，进行专班攻坚。

• 痛点1：周期来压频繁，片帮严重，顶板不易控制

针对矿压剧烈的问题，采用“采高调节报警+规划截割”技术。22106工作面顶板下沉量较大，最大可达1米。在顶板下沉区域，煤机达到5.5米以下时难以通过。因此，采用采高调节报警系统，系统会弹出对话框，集控司机可根据采高情况进行调节，再根据规划截割修改电流曲线，或直接拖拽曲线中的原点，及时调整采高，确保煤机在顶板下沉区域内顺利通过。

针对矿压显现明显、大块煤掉落的问题，采取渐进式收打护帮板+大块煤预破碎技术。煤机距离支架5架、4架、3架时，渐进式收打成90度、30度、45度，避免大块煤掉落。当大块煤掉落到溜槽时，转载机进料口容易堵塞，因此在转载机进料口加装破碎装置，并进行调高控制，避免大块煤破碎。

针对矿压周期来压频繁的问题，采用3D数字孪生系统，将工作面动态姿态和实时情况进行动态展示。

• 痛点2：大采高设备协同效率低，导致生产效率低

为解决设备能发挥最大效能的问题，采用煤机电流和煤机牵引速度，预算出煤流量，通过煤流量确定三机的变频调速速度，再通过减速器实现煤机自动调速。系统检测到调速的三机电流和三机曲线，根据三机的负载情况，实现煤机的控制牵引电流、牵引速度，最终实现自适应双闭环调速。

大采高工作面生产时粉尘浓度较大，视线较差，滚筒和支架经常出现碰撞。因此，采用滚筒和支架防碰撞系统，在工作面安装4D光场智能照相机，随时捕捉抓拍支架和煤机之间的位置及煤机的姿态，并进行动态展示，利用5G网络传输给煤机的控制系统。控制系统检测到风险时，及时停机避免碰撞。

大采高工作面运输机自动张紧是关键。因煤量较大，容易出现运输机链条断链等恶性事故。以往采用单点控制，单纯的压力控制，现采用煤机位置和单点共同确定，应用效果良好，实现了零断链，确保链条运行更可靠。

• 痛点3：检修困难、检修风险高工作量大，检测手段单一

针对检修困难、设备尺寸大的问题，采用油液监测加自动润滑技术，动态检测摇臂及三机齿轮油的油液状态。针对设备尺寸较大、检修困难的问题，采用“在线点检+链条监测”技术，在工作面机尾安装链条检测装置、摄像头，动态抓拍，保证链条检修质量。

设备方面，为保证液压系统运行正常，采用“反渗透水处理+乳化液自动配比”技术。管理方面，采用五位一体管理法，保证机电的运行可靠。减负增效方面，大采高设备零部件较重，采用人体外骨骼装备，机尾采用管路抓举机器人，方便检修搬运；机头采用轨道回收机器人，进行轨道回收。大采高工作面采高较大，登高困难，采用小飞人装置。

三、取得的成效

在减人增安方面，检修班延点率降至16.7%以下，人员不安全发生率降至1.25%，未发生轻伤以上事故。

在社会效能方面，上湾煤矿勇担能源保供使命，面对能源紧缺，开足马力生产近四年，创造了月产146万吨等多项生产外运历史记录，有力保障了能源供应。

四、经验交流

（一）关于综合自动化率问题

目前，煤机的综合自动化率基本控制在98%左右，支架的综合自动化率基本在93%左右。由于顶板的不稳定性，支架的干预率较高，包括拉超前的干预率和远程人工操作台的干预率，导致支架的综合自动化率维持在93%左右。

（二）关于22106智能化综采工作面创新技术突破应用问题

目前，最大突破在于针对片帮严重导致货量不均匀的问题，采取了双闭环调节技术。通过煤机司机的经验，尽可能减少运输机和煤机的停机次数，提高综合自动化率。

原有的自适应调节是根据负载来调节运输机速度，煤机根据电流调节速度。现根据煤机司机的经验，结合煤机的截割电流和牵引速度，给三机一个正的反馈。例如，煤机走到100架时，下行和上行的运输机货量不同，给定的运输机速度也不同。在煤机吃三角煤时，为保护摇臂，设定煤机速度为5米/分钟，此时运输机货量不大，可常态化低速运行。

此外，针对片帮严重的问题，煤机从100架向头运行时货量不大，但向尾运行时货量会急剧增加，运输机进行自适应调整，同时给煤机一个负反馈，告知煤机后部货量增大，需减速。

规划截割技术应用于采高报警装置。工作面在来压期间，顶板下沉量特别大，安全阀整体开启量较大，处于喷泉状态。通过与支架控制系统的联动，提高了矿压期间的顶板控制能力。