隨著我國(guó)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型與安全高效開采戰(zhàn)略的深入推進(jìn)，煤礦智能化建設(shè)已成為行業(yè)發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力。自動(dòng)化控制設(shè)備作為實(shí)現(xiàn)煤礦智能化、無人化作業(yè)的基石，其應(yīng)用水平直接決定了礦井的安全、效率和效益。本文旨在匯編全國(guó)范圍內(nèi)具有代表性的煤礦智能化建設(shè)中自動(dòng)化控制設(shè)備的典型應(yīng)用案例，以期為行業(yè)提供參考與借鑒。
一、 綜采工作面自動(dòng)化控制系統(tǒng)
案例：陜煤集團(tuán)黃陵礦業(yè)一號(hào)煤礦智能化綜采工作面
該工作面成功應(yīng)用了以電液控制系統(tǒng)和智能采煤機(jī)協(xié)同控制為核心的自動(dòng)化系統(tǒng)。系統(tǒng)通過高精度傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)采煤機(jī)位置、滾筒高度、牽引速度以及液壓支架狀態(tài)。操作人員可在順槽監(jiān)控中心或地面調(diào)度指揮中心，通過遠(yuǎn)程操控平臺(tái)一鍵啟停采煤機(jī)、自動(dòng)跟機(jī)移架和推移刮板輸送機(jī)，實(shí)現(xiàn)了“以自動(dòng)控制為主，遠(yuǎn)程干預(yù)為輔”的常態(tài)化生產(chǎn)模式。該系統(tǒng)的應(yīng)用，使工作面生產(chǎn)班作業(yè)人數(shù)減少50%以上，生產(chǎn)效率提升超過30%，并極大改善了作業(yè)環(huán)境安全。
二、 礦井主運(yùn)輸系統(tǒng)集中智能控制
案例：國(guó)家能源集團(tuán)神東煤炭補(bǔ)連塔煤礦主運(yùn)輸系統(tǒng)
該礦構(gòu)建了覆蓋全礦井帶式輸送機(jī)的主運(yùn)輸智能集控系統(tǒng)。系統(tǒng)集成了PLC可編程控制器、變頻驅(qū)動(dòng)裝置、AI視頻識(shí)別（用于異物檢測(cè)和煤流識(shí)別）及智能巡檢機(jī)器人。控制中心能夠根據(jù)煤倉(cāng)倉(cāng)位、煤流大小及設(shè)備狀態(tài)，自動(dòng)啟停、調(diào)速、聯(lián)動(dòng)多條皮帶，實(shí)現(xiàn)“煤多快運(yùn)、煤少慢運(yùn)、無煤待機(jī)”的智能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。智能巡檢機(jī)器人替代人工進(jìn)行沿線巡查，實(shí)時(shí)回傳設(shè)備溫度、聲音、圖像等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)運(yùn)輸系統(tǒng)24小時(shí)不間斷的智能監(jiān)測(cè)與預(yù)警。
三、 智能通風(fēng)與瓦斯抽采自動(dòng)化系統(tǒng)
案例：山西焦煤集團(tuán)斜溝煤礦智能通風(fēng)與瓦斯治理系統(tǒng)
針對(duì)高瓦斯礦井特點(diǎn)，該礦建立了基于物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)分析的智能通風(fēng)與瓦斯抽采聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)通過遍布井下的各類氣體、風(fēng)速、風(fēng)壓傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)?？刂浦行目筛鶕?jù)各區(qū)域瓦斯?jié)舛葎?dòng)態(tài)，利用自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)門和變頻控制的主通風(fēng)機(jī)，智能調(diào)節(jié)風(fēng)量分配，確保通風(fēng)系統(tǒng)最優(yōu)運(yùn)行。瓦斯抽采系統(tǒng)的泵站、管路閥門、抽采參數(shù)（如負(fù)壓、濃度、流量）均實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測(cè)與調(diào)控，并與通風(fēng)系統(tǒng)智能聯(lián)動(dòng)，形成了“監(jiān)測(cè)-分析-預(yù)警-控制”一體化的災(zāi)害防治體系，顯著提升了瓦斯治理的精準(zhǔn)性與可靠性。
四、 排水與壓風(fēng)系統(tǒng)智能集控
案例：中煤集團(tuán)平朔公司井工礦智能供排系統(tǒng)
該礦將井下多水平、分散的排水泵房和地面壓風(fēng)機(jī)房接入統(tǒng)一的智能集控平臺(tái)。排水系統(tǒng)根據(jù)水位傳感器數(shù)據(jù)，自動(dòng)判斷并控制多臺(tái)水泵的啟停、輪換運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)避峰填谷，降低電耗。壓風(fēng)系統(tǒng)則根據(jù)井下用風(fēng)點(diǎn)的壓力需求和用風(fēng)規(guī)律，自動(dòng)調(diào)整空壓機(jī)運(yùn)行臺(tái)數(shù)與加載率，保持管網(wǎng)壓力穩(wěn)定。所有設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、能耗數(shù)據(jù)、故障信息均實(shí)時(shí)上傳至集控中心，實(shí)現(xiàn)了無人值守與預(yù)防性維護(hù)，系統(tǒng)運(yùn)行效率提升約25%，能耗降低15%以上。
五、 智能掘進(jìn)工作面自動(dòng)化控制
案例：淮河能源集團(tuán)顧橋煤礦盾構(gòu)掘進(jìn)工作面
在巖巷掘進(jìn)中，引入了煤礦用盾構(gòu)機(jī)并配套自動(dòng)化控制系統(tǒng)。系統(tǒng)集成了盾構(gòu)機(jī)導(dǎo)向定位、推進(jìn)油缸分區(qū)控制、管片拼裝機(jī)械臂自動(dòng)控制等功能。操作人員在安全區(qū)域的控制室內(nèi)，通過可視化界面監(jiān)控盾構(gòu)姿態(tài)、刀盤扭矩、推進(jìn)壓力等關(guān)鍵參數(shù)，并可實(shí)現(xiàn)一鍵式循環(huán)掘進(jìn)。部分流程實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，如管片的抓取、運(yùn)輸、定位和拼裝，大幅提高了掘進(jìn)作業(yè)的機(jī)械化與自動(dòng)化水平，提升了單進(jìn)速度和施工安全性。
與展望
以上典型案例表明，自動(dòng)化控制設(shè)備已深度融入煤礦采、掘、機(jī)、運(yùn)、通、排等關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)，有效推動(dòng)了煤礦生產(chǎn)模式從“人力驅(qū)動(dòng)”向“科技驅(qū)動(dòng)”的根本性轉(zhuǎn)變。其核心價(jià)值體現(xiàn)在：
- 安全本質(zhì)化提升：通過“機(jī)器換人”，減少危險(xiǎn)區(qū)域人員數(shù)量，并借助自動(dòng)監(jiān)控與預(yù)警，提前化解風(fēng)險(xiǎn)。
- 生產(chǎn)效率飛躍：實(shí)現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定、高效的自動(dòng)化運(yùn)行，減少人為因素干擾，提高設(shè)備利用率。
- 運(yùn)營(yíng)成本優(yōu)化：精準(zhǔn)控制帶來的節(jié)能降耗，以及無人值守帶來的人力成本節(jié)約。
- 管理決策科學(xué)化：海量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)為生產(chǎn)調(diào)度、故障診斷、預(yù)防性維護(hù)提供了精準(zhǔn)依據(jù)。
隨著5G、人工智能、數(shù)字孿生等新一代信息技術(shù)與自動(dòng)化控制設(shè)備的深度融合，煤礦智能化建設(shè)將邁向更高階段。自動(dòng)化控制系統(tǒng)將更加自主、智能、協(xié)同，最終實(shí)現(xiàn)全礦井少人化乃至無人化的安全高效綠色開采目標(biāo)。本匯編案例將持續(xù)更新，以記錄并推動(dòng)這一歷史進(jìn)程。
