一 、项目背景

煤炭是我国主体能源，安全智能、绿色高效矿井是我国煤矿发展的主要方向，智能化技术是实现我国煤矿由劳动密集型向两化融合人才技术密集型转变的重要手段。煤矿综采工作面是煤矿生产的关键环节，对综采工作面智能化控制技术进行研究和推广应用是实现我国煤矿安全高产高效开采的关键。先进的综采设备和技术是现代化煤矿生产的保障，综合机械化采煤是煤矿生产中设备最多、环境最恶劣、工作最复杂的系统，利用智能化的设备代替人工操作，实现少人、无人化是采煤技术研究的大趋势，也是煤炭工业技术发展的必然趋势。

黄陵二号煤矿煤层结构简单、倾角为近水平、煤层厚度稳定、属大采高厚煤层，顶板为细粒砂岩、底板为炭质泥岩，地质条件简单，在大采高智能化无人开采技术实施方面有着得天独厚的优势。我矿2006年国产600万吨配套设备中支架电液控系统具有采煤机位置监控、矿压检测、支架状态显示、自动收打护帮、跟机拉架、自动喷雾、成组推溜、信号井上下传输等功能，华宁集控具备语音报警、设备联动开停、电气保护参数设置、信号井上下传输等功能。原设备配套功能就属智能化的组成部分，我矿职工已能熟练操作和日常维护，技术基础较好。具备实现智能化开采的技术能力和日常管理能力。大采高智能化开采技术的应用，标志着二号煤矿在大采高智能化开采技术领域将成为行业领头羊，填补国内大采高智能化无人开采技术应用的空白，达到国际领先水平，对中国煤炭工业发展具有重要的历史意义。

二、研究及工作内容

主要目标是在综采工作面单机设备自动化基础上，深入研究集中控制技术，确保各设备协调、连续、高效、安全运行，尽可能用技术手段将工人从繁重、危险的工作环境中替换出来，实现在顺槽监控中心对综采设备进行集中自动控制，从而实现作业现场少人化。

将采煤机控制系统、支架电液控制系统、工作面运输控制系统、三机通信控制系统、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。

三、技术创造性：

创新一：建立了煤壁“拉裂--滑移”力学模型，开发了基于煤壁片帮条件下的液压支架特殊跟机工艺，实现护帮精准控制

创新二：建立了基于底软地质条件下的自动跟机方法，研发了基于底软条件下液压支架特殊跟机工艺，实现底软自适应智能控制。

创新三：研制了高可靠性高精度智能装备，提出了精准协同控制机理及控制技术 ，开发了智能分析管理技术。

创新四：创新提出了基于煤油气共生大采高智能化综采工作面的环境安全保障技术。

四、经济效益和社会效益

1、经济效益

从安全效益来看，智能化无人开采将职工从危险性较高的采煤工作面转移到安全环境较好的顺槽监控中心和地面远控中心，与二号煤矿目前的综采工作面相比，目前416大采高工作面生产单班由原来18人减少至10人，相比传统工作面减少8人。从根本上提高了作业安全系数。通过该项目的实施，可达到以下两点效果：一是将工作面多名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；二是采用智能化手段模拟人工操作习惯，提高大采高工作面生产效率。开创了“地面监测、顺槽指挥、就地干预”的生产模式，做到了生产过程中减人、少人的目的。

从经济效益来看，二号煤矿智能化无人开采工作面设备和技术，在原有的综采装备基础上，需要增加投入7600万元。目前二号煤矿单面月产量在35万吨，每天推采10刀煤，日产量1.3万吨；大采高智能化工作面每天推采14刀煤，日产量1.85万吨，月产量将达到50万吨；同比月产量增长15万吨。

2、社会效益

从社会效益来看，智能化无人开采工作面将大幅降低了工人的劳动强度，极大改善了煤矿工人的工作环境。根据一号煤矿智能化无人开采工作面所取得的安全、经济、社会效益来看，工作面少人化、无人化开采才是真正的本质安全，解决了煤矿原煤生产与安全管理之间相互制约的问题，为二号煤矿实现智能化开采技术铺通了道路、指明了方向。同时填补了国内大采高智能化开采技术的空白，对中国煤炭工业的发展具有重要的历史意义。

五、推广应用前景

煤矿安全、高效生产的最根本要求是靠先进的科学技术和现代化的设备。智能化无人开采技术是一项系统工程，是机械化、自动化、信息化技术的集成应用，规范化、精细化管理的成果。二号煤矿大采高智能化无人开采技术的应用，是建设本质安全型矿井和现代化煤矿企业的新路子，行业推广前景较好。