智能化建设示范班培训心得体会

智能化建设示范班培训心得体会

2021年7月19日至25日，山东能源集团与徐州矿院联合举办了《智能化建设示范班培训》。我作为第二期参培学员，通过为期一周的学习培训，我对“智慧矿山”有了进一步认识，智慧矿山就是基于物联网、云计算、大数据、人工智能等技术，集成各类传感器、自动控制器、传输网络、组件式软件等，形成一套智慧体系，能够主动感知、自动分析，依据深度学习的知识库，形成最优决策模型并对各环节实施自动调控，实现设计、生产、运营管理等环节安全、高效、经济、绿色的矿山。

为期一周的时间主要学习了《矿山动力灾害监测与防治》、《智能采煤控制技术与实践》、《智能化掘进关键技术与装备》、《智慧矿山关键技术》、《5G+山源融合通讯 赋能矿山智能化》及《管理沟通》等相关内容，开展了有趣的素质拓展活动，学习期间采取了劳逸结合的培训方式，达到了理想的培训效果。

结合我矿智能化生产的实际情况及个人工作认识，总结一下个人心得。

目前我国各行各业都在往智能方面发展，煤矿产业的发展也不例外，以前都是人工开采，不仅效率低，还很容易发生伤亡事故。目前我国采煤作业中有关煤矿智能无人综采方面的技术也得到了一定范围的应用，在结合发展迅速的互联网技术，可以在很大程度上提高煤矿资源开采质量。由于山东地区矿产资源的位置普遍较深，地质条件复杂多样，在开采过程中经常出现伤亡事故，而智能化开采可以在一定程度上避免或减少人员伤亡。智能化开采技术属于煤矿开采新技术，智能化综采工作面的系统组成复杂，涉及的网络技术、自动化控制技术、通信技术、计算机技术、视频技术，所以煤矿要想充分的利用智能化开采技术，一是装备升级投入是必不可少的重要环节，二是维修技术人员必须知识面广、专业知识强。

一、煤矿智能化建设及柴里煤矿现状

当前，我国煤炭行业步入了智能化技术发展快车道，各煤炭大省及煤炭企业都在积极发展煤矿智能化系统，新建煤矿按照煤矿智能化标准规划建设智能化工作面，已有煤矿进行智能化建设升级改造，掀起了一股煤矿智能化建设新浪潮。加快推进煤矿智能化建设，是推动煤炭工业转型升级、高质量发展的核心技术支撑，是实现煤矿减人增效、从根本上消除事故隐患，提高煤矿本质安全水平的有效手段。2020年11月，国家能源局、国家煤矿安全监察局印发关于开展首批智能化示范煤矿建设的通知,确定了71处煤矿作为国家首批智能化示范建设煤矿，枣庄矿业（集团）付村煤业有限公司付村煤矿也成功入选，淘汰落后产能，煤炭企业由劳动密集型向技术密集型转变，煤矿智能化转型升级成为煤炭企业发展的必要之路。

2020年8月4日，在常州召开了煤矿智能化标准体系及智能化煤矿、智能化工作面分类、分级评价标准审查会，会上对“智能化煤矿（井工）分类、分级技术条件与评价指标体系”、“智能化采煤工作面分类、分级技术条件与评价指标体系”进行了评审，提出了煤矿综采工作面智能化行业标准，标准构建了智能化工作面的评价体系，明确了以智能化工作面设备运行效果和设备运行状态作为智能化水平等级的主要评价依据。

我矿目前使用的智能化系统是由北京天地玛珂公司生产的SAC系统，主要是将采煤机控制系统、支架电液控系统、工作面运输控制系统、三机通讯控制系统、泵站控制系统及供电系统有机结合，实现对综合机械化采煤工作面设备的协调管理与集中控制。采煤机以记忆截割为主，人工干预为辅；液压支架以跟随采煤机自动序列动作为主，人工远程干预为辅；综采运输设备实现集中自动化控制。整个系统实现集视频、语音、远程集中控制为一体的综采工作面自动化控制系统，实现采煤机、刮板运输机和液压支架等设备的联动控制和关联闭锁等功能。2018年9月我矿在23下614综放工作面首次推广应用了智能化开采技术，实现了综采工作面的装备升级、管理水平和工效的提升，初步实现了综采工作面的智能化管理，成功减员36人，提高工效33%。为了保证智能化工作面的正常运营维护，柴里煤矿加大专业人员的培训，选拔技术较好人员，成立智能化专班，并推荐岗位工程师专职维修维护智能化系统；成立了电液控和智能化设备及配件维修小组，自行修复各类智能化配件，降低了生产成本。

二、生产煤矿智能化建设技术路径

1.顶层设计推动煤矿智能化建设

加强煤矿智能化建设的顶层设计，在融合先进技术、突破关键技术、建设示范工程上重点发力，分类分步有序推进煤矿智能化建设。重点研发应用自动化控制、复杂条件智能开采、智能快速掘进、工作面智能物探、智能辅助运输等智能化技术装备。着力开展煤矿工程智能化综合管控平台、煤矿工业互联网系统等研发和应用。

2.5G技术促使煤矿更“智慧”

5G技术具有大带宽、低时延、高可靠等特性，有效攻克了数据传输能力不足的瓶颈，助力煤炭行业解放劳动力，推动煤矿实现安全生产。我国在发展“5G+智慧矿山”过程中已取得明显进展。5月31日，工业和信息化部发布“5G+工业互联网”十个典型应用场景和五个重点行业实践情况（以下简称“实践情况”）。对于采矿行业，实践情况指出，新元煤矿、千业水泥、庞庞塔煤矿、鲍店煤矿等利用5G技术积极实践远程设备操控、设备协同作业、无人智能巡检、生产现场监测等典型应用场景，成效显著。

3.“故障诊断”技术支撑智能化建设

为保障工作面设备稳定运行，及时排除设备故障，采用故障诊断技术、人工智能、大数据等技术对设备健康、故障诊断、维修作业、自动化率评价和数据分析业务通过软件系统进行管理，将工作面设备的隐性故障显性化，并与维修业务良好的结合，把工人的维修作业的工作经验通过软件植入到故障排除知识库中，使成功的维修经验得以传承，从而为有效的提高工作面设备故障排除，提高工作面设备的维修能力与设备的完好率。

健康可视化：使用可视化方式以设备通讯视图、网络拓扑视图、设备全局视图、传感器视图等多种视图方式展示设备网络通讯、综采系统设备健康状态；使用各类图表展示设备的健康状态，为煤矿管理人员、操作人员、维修人员提供综采工作面即时的、可视化的工作视图和状态视图，使相关人员能够实时了解支架设备的可用性和可靠性，实时了解矿井内的综采设备运行情况和煤炭开采状态

故障诊断：通过建立支架设备故障智能算法扫描，实现设备运行时健康状态动态分析和诊断。即通过多种算法对支架设备运行状态进行健康识别，对设备动作、位置、速度、姿态进行时空联动分析，发现传感器超量程、不稳定或性能衰减等潜在故障以及液压支架与采煤机、刮板运输机、供液系统之间的能力不匹配问题；解决煤炭开采过程中出现的操作人员发现故障但无法维修，维修人员无法及时发现故障的矛盾。

自动化评价：通过对设备动作、位置、姿态、压力等数据的时空联动分析查看综采工作面设备间的能力匹配和速度协调情况。通过对支架推移行程和升架压力数据分析衡量跟机自动化质量；核算液压支架设备的自动化应用率，并对跟机自动化质量进行评价。

维修过程管理：对液压支架设备故障进行快速分析和诊断，为维修人员提供专家建议；对设备故障进行维修作业任务管理，并对维修质量进行评价；能够对设备维修历史进行回溯和查看，了解设备的全部维护过程。辅助维修人员对设备故障进行快速排查，使设备能够得到及时维修和保养，缩短维修周期，降低维修成本，提高设备产能。

大数据分析：通过人工操作记忆知识学习、维修经验、专家知识经验建立知识库，利用大数据分析技术对数据进行建模分析，形成专家知识库，专家策略，智能专家提醒等方式指导采煤作业。

4.柴里煤矿建设“二类”矿井智能化先模

柴里煤矿是山东能源枣矿集团的骨干生产矿井之一，1960年开始建矿，1964年建成投产，历经三次改扩建，现核定生产能力240万吨/年。矿井地质条件复杂、基础建设差，我矿按照“基础系统高容量—采掘系统高可靠—感知系统全覆盖—保障系统高适应”的思路，自下而上逐步实现智能化改造。进行智能化升级改造计划分为三步进行：首先，根据实际情况与建设需求，对具体业务系统进行技术与装备升级，提高单个设备、系统的自动化、智能化水平，并逐步实现核心装备控制系统国产化安全可信、自主可控；其次，开展网络平台、数据中心等升级改造，汇聚生产工艺、环境过程信息等；最后，通过大数据、人工智能等建立相关业务智能工作流，再进行系统的整体集成，实现基于智能化综合管控平台的一体化智能协同管控。

三、煤矿智能化未来展望

随着第四次工业革命的不断深入，人工智能与煤炭开采深度融合，煤矿智能化不断推进，煤炭开采技术巨大的变革必将引起煤矿管理模式的变革，现有传统开采管理模式必将被全新的煤炭智能开采模式取代。

（1）人员队伍专业化。培育煤矿智能化专业服务队伍，为煤炭智能开采提供全流程专业化服务。按照专业性质的不同，逐步建立采掘、机电、运输、通风、安全等多支煤矿智能化专业服务队伍，实现优质、高效、精干的专业化服务。

（2）系统自适应和故障自诊断技术。目前智能化开采技术在智能感知、自主决策等智能化水平相对较低，无法在采煤过程中根据智能化综采工作面地质变化情况完成装备自适应调整，需在智能探测、智能分析和智能控制技术研究等方面进一步探索。譬如，以往应对工作面输送机上窜下滑时，只能通过人工经验进行手动操作进行调采，现有智能化系统无法实现整个工作面调采控制。如果建立了自适应系统并开发了调采控制工艺程序，系统可以自行根据传感器监测数据实施监测刮板输送机与巷道煤壁相对位置，当发生上窜下滑时，及时进行提示并根据相对位移量进行自适应调采，这样就解决了设备自适应的难题。

同时，由于由于智能化采煤工作面设备数据庞大，且具有多个自动控制系统，系统维护量巨大。日常检修时，仅凭检修人员经验判断故障点，不仅难度大，而且效率低。因此未来需要对智能化开采装备及系统的故障，从故障的类别、故障点、处理方式上进行探索，通过大数据分析处理，对现有采集设备的运行参数进行有效的过滤及分析，利用算法实现设备乃至软件的故障自动分析、判断与处理，实现故障自诊断。

（3）煤炭开采透明化。根据矿区地质地形数据库勘探资料，模拟矿区的地形地貌，建立真实三维可视化地层仿真模型，建立可视化矿井及采掘工作面，实时了解井上下的地貌、水文地质、采掘工程等信息，实现煤炭开采全过程模拟推演，持续优化完善。

（4）利用惯性导航技术实现采煤机的实时定位和精准控制。通过在采煤机内布置惯性导航芯片，实现采煤机在综采工作面三维空间内的精准定位，并将采煤机定位和运行方向等信息实时录入透明工作面三维模型内，实时对应相对位置的割煤数据，形成工作面开采三维地质模型。

四、结语

当煤矿智能化发展到一定阶段，井下地质条件、开采行为全部透明，全新的煤炭智能开采模式实现后，煤矿职工安全得到保障、工人劳动强度大幅降低，危险区域实现无人(少人)，最终实现矿井“无人化”，达到安全高效生产，煤炭开采工人的尊严和社会地位得到提升，实现由“井下操作”向“地面远控”、“黑领矿工”向“金领采煤师”、“傻大粗”向“高精尖”、“高危高风险”向“本质安全”的四大转变。