带输送机示妄图链条式输送机有皮带吗皮带输送机谈理矿用电滚筒皮带输送机

　　中心推送《智能矿山》“智能树范矿井”专栏刊载的论文，邀请世界各矿井分享最新智能化维持效果、亮点与体味，旨正在阐扬楷模智能树范矿井引颈效力，鼓动我国矿山智能化维持高质料发扬。截至目前，《智能矿山》杂志已刊载64家矿井智能化维持效果论文112篇。

　　作家简介：李伟，博士，咨询员，现任山东能源集团有限公司党委书记、董事长，首要从事煤炭安宁高效开采和干净高效诈欺方面的时间咨询与工程践诺做事。E-mail：/em>

　　援用方式：李伟. 山东能源薄煤层做事面智能化开采改进践诺[J]. 智能矿山，2025，1(1)：43-53.

　　煤炭行动我国的主体能源，正在经济发扬中吞没首内位置，跟着矿井开采强度减少、赢余任职年限裁汰，许多煤炭企业慢慢转入薄煤层资源开采阶段。我国薄煤层资源储量充足，普遍分散于80多个矿区，工业储量达98.3亿t，此中可采储量约65亿t，约占总计可采储量20％，山东能源集团有限公司（简称山东能源）国内75处临蓐煤矿中，具有2m以下薄及较薄煤层的煤矿32处，占比42.6%；32处煤矿资源总量为54.4亿t，2m以下薄及较薄煤层资源量25.8亿t，占总资源量的47.4%。然而受开采工艺实时间配备等成分控造，国内薄煤层产量仅约占煤炭总产量7%。因为斥地难度大，空间幼，产量及效力低，本钱高，安宁本能差，薄煤层开采不断是限造煤炭企业临蓐可接连发扬的困难。

　　山东能源正在陕西他日能源化工有限公司金鸡滩特大型煤矿集成利用了数智化高效开采成套时间，开创了煤炭数智化高效开采的告成树范，修整日下首个8.2m超大采高做事面，均匀日产6.16万t，月产153万t，创综采高度、产量及效力的天下最高记载。正在千米深井的兖矿能源集团股份有限公司杨村煤矿（简称杨村煤矿）展开智能化维持工程践诺，修成7302、5305智能综放树范做事面，临蓐班功课职员由16人减至7人，减员幅度为56%。正在此根基上，山东能源联结本身发扬本质，编造攻合薄煤层无人开采新课题，寻觅走出煤炭财富转型升级、安宁高质料发扬的“山能旅途”，告成打造了杨村煤矿、枣庄矿业（集团）有限职守公司滨湖煤矿（简称滨湖煤矿）平常临蓐要求下，常态化无人功课的薄煤层做事面。

　　薄煤层煤厚大凡约正在1.3m以下，且地质要求转移大，断层、夹矸等地质构造杂乱。以杨村煤矿、滨湖煤矿为例，杨村煤矿17煤，煤层倾角2°~11°,均匀5°;煤层厚度0.95～1.35m，均匀为1.15m，煤层中含有厚度不匀称的坚硬夹矸及硫化亚铁结核体（f=8～10）；直接顶为十一灰岩，均匀厚度为0.83m（f=8～10）；根本顶为粉砂岩，均匀厚度2.4m；直接底为铝质泥岩，均匀厚度2m。滨湖煤矿16煤，煤层倾角5°~10°,均匀8°;煤层厚度0.7～1.71m，均匀为1.23m。直接顶为十下灰岩，厚度2.99～8.19m，具泥岩伪顶，厚0.15～0.44m，十下灰既是直接顶也是根本顶，具二重性，为平稳顶板；直接底以泥岩、砂质泥岩为主，厚0.65～8.33m，采区内存正在落差1/2～2/3差异采高的断层。

　　薄煤层开采除地质要求控造表，面对的首要题目是空间狭隘，开发运行及职员勾当区域受限，做事面行家走、功课艰苦，况且劳动强度较大，团体功课境况恶毒，职业迫害大。从工艺实时间配备利用的角度明白，存正在3个方面的题目。

　　薄煤层做事面编造配套形式不足优化，临蓐工艺效力低，端头截割三角煤时期长，全做事面团体促进速率慢，难以满意矿区和洽开采、临蓐接续需求。

　　高效开采哀求采煤机大功率，高强度开采围岩驾驭难度大，哀求支架高做事阻力，与开采空间冲突叠加越发特出，狭隘空间难以安排大功率开发，低速、低效、高强度做事，高能积比难冲破。

　　单纯要求下，液压支架全做事面跟机、长途人为干涉、视频监控均可完成，但缺乏煤层要求转移境况下的智能感知、自帮决定本领，难以完成与煤层走势的最佳结婚。

　　山东能源针对整体煤层赋存及开采境况，连合中煤科工开采咨询院有限公司等科研单元，基于做事面产能宗旨导向，改进薄煤层高能积比配套形式，通过协同优化做事面配备间配套尺寸，中心环绕薄煤层开采过机空间、过煤空间、行人空间等时间特色哀求，完成配备时空配合最优化；正在此根基上，对支、采、运成套开采配备本能升级斥地，保险配备牢靠性的条件下，擢升对薄煤层开采要求的顺应性，薄煤层成套开采配备配套示意如图1所示。

　　跟着做事面长度及开采效力的擢升，围岩驾驭难度减少，哀求液压支架正在较大做事阻力下完成更低的高度支持，同时拥有抬底、推移、底座调剂等性能。针对上述境况，斥地了薄煤层液压支架，做事阻力抵达6000kN，最幼支持高度0.8m。研发出专用大伸缩比立柱，优化千斤顶导向及进回液机合，完成支架大比例起落行程，拥有湮没嵌入式顶梁，将液压、电气等元件嵌入顶梁内部，如图2所示，正在保障强度的条件下，完成过机空间最大化。

　　支护配备配套笔直抬底、倒装推移性能，有用擢升支架对杂乱地质要求的顺应性。做事面巷道基于超前支承压力分散秩序，依照非等强支护道理，采用两列式强力超前支架和单位式超前支架配套酿发展隔绝超前支护，保险高效促进要求下薄煤层做事面围岩平稳。做事面升级配套为远隔绝无人值守的会集供液编造，优化供液编造架构及液压元部件参数结婚，液压支架单架降移升时期由11s裁汰为5～7s。

　　高产高效对采煤机截割及牵引本领、滚筒装煤本领提出更高哀求。针对1.1m以下薄煤层截割，研发了双滚筒电牵引采煤机，单摇臂截割功率550kW，装机功率擢升至1270kW，装备半悬机身加全悬摇臂机合如图3所示，机面高度仅为814mm，过煤空间擢升为304mm，适配宽度为800、900、1000mm的刮板输送机，有用减少横向过煤尺寸（沿走向目标），过煤面积擢升15%。

　　联结惯例机身、爬底板采煤机好处，采用半悬机身机合，重心正在输送机上，摇臂采用C型悬置，办理薄煤层调顶、挖底题目，同时改进煤机装煤成果，截割力大，通过本领强，滚筒优选高强度硬岩截齿，正在含有硫铁矿夹矸且断层多、晃动多、煤层薄的要求下，煤机截割速率由5m/min擢升为8m/min。

　　刮板输送配备通过高链速、大运量，最大限造保障煤流运输本领。薄煤层做事面大凡采用沿顶开采工艺，巷道与做事面间存正在约1m的高度差，依照此特色研发了多铰接自顺应重叠侧卸机头，刮板输送机机头与转载机机尾一格式计划，配套可调式液压抬高装备及挽回铰接支座等机合如图4所示，完成输送配备同步迅疾推移的同时顺应做事面0°～15°角度转移，以及推斜7°的角度转移；机尾依照巷道沿顶掘进境况，研发了反卧式伸缩机尾，与做事面中部槽近程渡过渡，有用保障端头挖底量。

　　刮板链组件的智能监测、基于负荷分量梯度补充的链条张紧，以及多驱动协同智能驾驭时间，辅帮做事面煤流驾驭模子，完成做事面采运协同驾驭。带式输送机机尾采用模块化计划，安置自驱动牵引模块化组合伸缩编造，有用低落带式输送机支架拆除频率，确保了做事面高效临蓐。

　　智能开采行动完成煤矿安宁高效临蓐的新时间技能，正在减人、提效等方面凿凿擢升了薄煤层的开采效力，山东能源旗下云鼎科技股份有限公司、北斗寰宇股份有限公司与华为时间有限公司、北京天玛智控科技股份有限公司等单元连合展开了一系列改进时间咨询与践诺，酿成了涵盖开采辅帮、音信根基、临蓐统治等界限内的6大改进性利用效果。

　　研发出国产高精度惯导研发智能综采功课自导向编造（Intelligent mining operation self-steering system，IMOSS），告成完成综采做事面主动找直利用，如图5所示，正在山东能源内部10余个矿井完成编造常态化运转，赢得杰出利用成果，完成了进口产物的国产化代替。

　　液压支架眼前首要采用底座倾角传感器对支架推移实行一维监测，无法做到航向、偏移、横滚等多维目标监测，薄煤层做事面空间受限，开发安宁间隙幼，液压支架打滑、丢架、咬架等卓殊工况难以监测，限造了主动化临蓐效力进一步擢升。为接连拓展惯导时间利用场景，办理支架多维神情监测困难，研发出首套基于MEMS惯导时间的液压支架监控感知编造，为数字孪生辅帮驾驭编造供给底层数据支持，擢升了做事面连接主动化临蓐程度。

　　国产高精度惯导编造采用国产芯片，丈量精度高且与海表进口开发比拟，开发本钱大幅低落，具备较好的保卫性，可有用抬高做事面开发驾驭主动化水平，MEMS惯导时间的液压支架监控感知编造征求2个方面的特色。

　　独创国产MEMS惯导利用于液压支架监控感知编造，可丈量液压支架地位音信、液压支架倾斜境况及航向角偏移境况，识别支架打滑、丢架、咬架等工况，配合液压支架本身调动装备，完成支架神情角度及时精准调剂，MEMS传感器安置地位及丈量精度如图6所示。

　　通过计划IMOSS编造和MEMS惯导时间，联结自帮研发的优化算法和偏差补充时间，完成对煤机开发自帮定姿、定位、定向的精准丈量，满意液压支架直线度动态调剂需求，并为数字孪生编造、计议截割编造供给采煤机地位、截割弧线、液压支架行程、偏移量等及时数据，完成了综采做事面液压支架地位神情音信及时监测明白、卓殊形态超限告警提示，抬高了综采做事面采煤机、液压支架、刮板输送机位姿监测及时性和编造驾驭精度，IMOSS惯导纪录采煤机运转轨迹界面如图7所示。

　　薄煤层开采受高度控造，采煤机采用回忆截割或分段截割，都必要煤机司机跟机功课，为了保障合理的功课空间，薄煤层做事面开采高度难以降到1.4m以下。采用现有时间，仅倚赖地质模子，正在探测精度、经济性等方面，都无法满意薄煤层计议截割必要。基于上述境况，通过连适时间攻合，独创了多参量耦合模子的计议截割开采形式，帮力薄煤层做事面安宁高效无人开采。

　　多参量耦合模子的计议截割开采时间已正在杨村煤矿、滨湖煤矿计划利用。正在滨湖煤矿31606做事面，开启多参量耦合模子的计议截割开采形式后，做事面开采高度从原本的1.5m降到1.25m，根本完成了煤厚即是采高的开采成果，液压支架协同连接主动促进编造征求2个方面的特色。

　　通过连接搜罗多刀截割史书数据，输入GIS平台地质模子、IMOSS惯导数据，依照数字孪生体几何尺寸、接连相合和刚性桎梏要求，拟合支架神情，天生多参量学问库，始末插值算法、滤波算法等预经管，接连抬高计议截割模子数据精度，有用驾驭做事面采高，擢升薄煤层开采效力，低落含矸量，多参量耦合模子的计议截割开采做事道理如图8所示。

　　为顺应煤层多变的赋存要求，编造调解了MEMS惯导、倾角、行程数据，构修了基于多参量的支架促进度散点模子，同时调解机头、机尾上窜下滑偏移量，自顺应挪用纠偏工艺集，联结采煤工艺联合计议支架行动战略，完成采煤机与液压支架协同高效运转，支持做事面连接无人化开采。

　　针对薄煤层顶板较好、液压支架机合单纯等有利要求，富裕诈欺数字孪生时间，基于开发确凿尺寸和地舆确凿坐标的做事面模子，调解多源数据，把物理场景转换为确凿数字场景，真切浮现做事面晃动形态和开发位姿境况，为长途驾驭供给操作提议和驾驭指令，酿成面内无人功课的长途驾驭形式，数字孪生辅帮驾驭编造界面如图9所示。

　　通过利用数字孪生辅帮驾驭编造，正在集控中央全息感知做事面物理空间，完成了做事面实体与数字矿山孪生体的内情映照与及时交互。联结AI时间筹算明白开采功课、开发统治、境况管控，为临蓐驾驭供给决定凭借，有用擢升了做事面智能化程度，将跟机巡视职员从贫困深重现场功课中解放出来，低落了工人劳动强度，为集控中央长途操控、做事面内无人临蓐供给有力时间支持。数字孪生辅帮驾驭编造首要征求3个方面的特色。

　　尺寸，联结采煤机IMOSS惯导、液压支架MEMS惯导及倾角、行程等各种传感器数据，及时监测开发运转形态，纪录采煤机截割弧线，联结做事面GIS地舆音信，完成井下物理空间正在数字天下的线）多视角切换的做事面全方位音信供给长途操控决定凭借

　　数字孪生时间增援360°视角切换，与视频拼接等时势的固定视角比拟，操控职员能够从任何角度监测做事面，完成做事面全场景可视化表达。配合电液驾驭编造、采煤机电控编造，操控职员周全职掌做事面的及时境况、开发运转形态，基于多源数据明白结果，辅帮长途操作职员告竣采煤机、液压支架联动驾驭，差异视角的全场景浮现界面如图10所示。

　　利用盘古大模子AI时间，调解做事面多个子编造的多源数据，归纳监测预警和卓殊工况明白，代替单机预警某人为监测明白，完成直线度偏离、开发过问、大块煤等监测预警和驾驭交互，有用低落了安宁临蓐危害。

　　薄煤层做事面少人无人化开采，巡检职员必要同时担负多个岗亭的做事，做事面功课职员分袂，固定通讯开起事以满意少人化功课的通讯需求。研发出班组协同交互通讯编造，通过便捷的语音通讯完成区域协同，调解矿井有线及无线通讯编造，满意正在做事面自便地位即时通讯的需求，抬高了功课疏导效力。

　　正在杨村煤矿、滨湖煤矿计划利用班组协同交互通讯编造，临蓐功课职员运用搬动通讯终端，通过单兵通讯利用法式，可正在做事面自便地位，与面内功课职员、地面操作职员即时通讯，擢升矿井闲居做事转达和应急相应本领。正在做事面刮板输送机机头、泵站等开机运转噪音较大地位，使器材备降噪本领的骨传导耳机，较古代有线通讯开发具备更好的通讯成果，擢升了班构成员之间疏导质料。煤矿多种语音通讯开发调解具备2个方面的特色。

　　采用准则SIP公约，各种语音通讯开发高效融入协同交互通讯编造，完成了更动通讯编造、搬动通讯编造、矿用播送编造以及井下沿线扩音电话编造互联互通，班组做事职员采用手机、平板电脑、智能腕表等多种通讯终端均可对表联络，完成生动协同通讯，煤矿多种语音通讯开发调解编造如图11所示。

　　骨传导耳机是新型单兵配备纳入班组协同交互通讯编造，运用耳机侧键一触即达，联结智能终端调解通讯利用法式，迅疾便捷完成班组内部通话，耳机采用智能降噪拾音算法，主动过滤无效噪声，正在矿山采掘、洗选、运输等强噪音境况下，满意听得清、说得清的需求，完成两边高质料通讯联络。骨传导耳机+通讯终端接连如图12所示。

　　构修了以盘古大模子为底座的矿山行业大模子，完成了中央操练、边沿推理、云边协同、边用边学、接连优化性能。研发出67类算法模子，周全笼罩了煤矿采、掘、机、运、通及安宁统治等专业，正在矿井擢升安宁统治、降本增效方面阐扬了主动效力，盘古矿山大模子AI任职平台具备4个方面的特色，AI任职平台界面如图13所示。

　　煤矿安宁临蓐进程中卓殊样本数据较少且难以获取，古代幼模子缺乏大方卓殊样本操练，凿凿率低，盘古矿山大模子通过海量矿山行业数据预操练，参数目大、卓殊特有征高，保障了模子高凿凿率和高泛化性，比幼模子精度擢升10%，新场景计划后初始精度擢升23%。通过矿山大模子的本质利用，有用办理了煤矿场景落地难、利用成果不佳的题目，大模子与幼模子本领比较明白如图14所示。

　　古代幼模子正在面对误报境况时，缺乏实时优化本领，吃紧影响了平常利用，而大模子通过云边协同、边用边学架构可能及时反应卓殊报警音信，而且主动完成模子迭代和计划升级，大模子拥有接连自我擢升本领，确保现场利用的场景凿凿率高，完成场景常态化运转，报警处理界面如图15所示。

　　通过大模子和数字孪生时间的深度调解以及常态化利用，接连抬高计议截割模子数据精度，有利于薄煤层做事面截割的接连优化。通过预测大模子时间正在精煤洗选、焦化配煤工艺流程的利用，精准驾驭产物德料，低落临蓐本钱，完成产物德料和临蓐效益双擢升。

　　（4）大模子周全赋能煤矿安宁临蓐，通过AI践行无监控、不功课煤矿企业正在井上井下区域的枢纽部位、工艺流程的枢纽枢纽计划监控摄像仪，办理了从现场查看到集控监控、过后有据可查等题目。基于大模子的时间特色，对各点位摄像仪设备差异模子算法，实时预警、缓慢处理，完成AI的24h无死角监测预警，周全赋能煤矿安宁临蓐。

　　杨村煤矿和滨湖煤矿引入盘古矿山大模子，差别正在4703采煤做事面、31606采煤做事面等住址171台摄像仪及230途模子，通过做事面的常态化运转，赢得了3个方面的利用成果。

　　通过大模子及时监测井下境况、开发和职员形态，觉察卓殊景遇时主动当地语音报警并联动开发紧要闭锁，把危害化解正在隐患前、把隐患消亡正在事情前，擢升安宁自管自治本领。比如，及时监测薄煤层采煤做事面大块煤卡堵境况，涌现卓殊境况时语音报警及联动驾驭，完成了实时觉察并经管大块煤淤堵题目，裁汰煤炭淤堵酿成的妨碍停机时期。

　　通过矿山大模子的利用，裁汰了闲居巡检和反复性做事，低落了劳动强度，裁汰了功课职员，帮力现场功课从少人到无人的转化。比如，正在主煤流运输编造中计划堆煤监测、异物监测、煤仓运转卓殊形态监控等10多类场景，完成了机头、机尾及给煤机等枢纽区域的及时智能监控，低落了巡检人力本钱并擢升了煤矿临蓐的安宁系数。

　　借帮大模子多维度数据明白本领，与数字孪生时间严紧联结，调解明白大块煤、职员地位、支架压力、电机温度等数据，完成了精准预测，为临蓐驾驭供给决定凭借，有用擢升了做事面的智能化程度。

　　自帮研发煤矿GIS民多任职平台，行动山东能源各煤矿根基图纸、数据共享、一体化图形平台底座，兼容煤矿常用的AutoCAD和LRGIS等软件编造，通过转换插件完成原有CAD图纸及LRGIS图纸转换和数据对接，完成了图形及煤矿根基原料数据同源，标准了造图流程统治，为各利用编造供给联合数据调解图形底座，GIS民多任职平台具备3个方面的特色，编造界面如图16所示。

　　GIS民多任职平台采用C/S架构，开发了从临蓐一线到集团总部的纵向生意协同形式，完成煤矿图纸由原本的纸质图纸审批报送，转化为正在线电子化审批图纸。一齐图纸完成了正在线联合统治，依照差异专业、差异职级设备差异权限，及时正在线查阅矿井各专业图纸音信及根基数据，避免了图纸多版本反复绘造，图形和数据不划一、不联合等题目，有用强化根基数据统治。

　　GIS民多任职平台供给了GIS数据与图形利用明白任职，增援集团端及矿端各种生意利用编造的优化擢升，完成矿山职员定位、辅帮运输、地质保险、智能透风、归纳音信管控等编造图纸和数据的实时同步、主动更新，办理了矿山各专业编造根基数据差异步、差异源困难，加添了大型矿山企业基于联合GIS平台的音信化编造维持形式的空缺，各编造图纸和数据共享架构如图17所示。

　　通过GIS民多任职平台的根基图形任职，联结做事面素描、巷道素描、等值线、地质构造等地测数据，迅疾构修做事面高精度地质模子。以地质模子、开发极限界限、惯导电液控本质截割数据为根基，构修做事面计议截割数字模子，为做事面数字孪生和计议截割开采利用供给数据和图形任职，更好地任职于薄煤层临蓐。

　　GIS民多任职平台正在山东能源75座矿井周全增加运用，开发了集团联合图纸数据统治编造，酿成了图纸数据绘造、搜罗、上报、统治及运用的准则流程，完成了全集团矿山图纸及各专业数据的联合搜罗、统治及利用，裁汰干系编造性能的反复维持与多编造底图数据反复保卫做事量，酿成煤矿临蓐和安宁景遇的“电子沙盘”，赢得了3个方面的明显成果。

　　薄煤层做事面空间狭隘，对根基数据和空间地位音信的凿凿性、划一性及数据质料哀求高。基于GIS平台实行做事面地质修模，联结做事面开发桎梏、本质截割数据、惯导数据等多种明白因素，开发做事面计议截割模子，为做事面智能计议截割开采，供给亲切现场本质境况的根基地质数据。

　　GIS民多任职平台专精于煤矿智能化的联合根基数据和图形平台底座，各专业依照需求挪用，并正在此根基上斥地新的利用场景。正在集团层面，可随时调取查阅自便权属矿井的最新图纸和史书原料，实时职掌煤矿临蓐近况，为擢升集团团体临蓐时间统治程度奠天命据平和台根基，同时为各专业音信化智能化编造供给图纸数据和GIS性能任职。煤矿打击地压大数据明白平台，直接从GIS平台获取矿井采掘做事面根基音信和干系图形数据，完成对微震大能量事务及潜匿致灾成分的拓展利用与统治。

　　正在矿井层面，可将平台根基数据和根基性能与各专业本质生意联结，拓展利用于煤矿闲居临蓐时间统治做事，数字化赋能煤矿临蓐时间原料统治，完成严密化的数据与图档统治，抬高了科室与区队时间职员的协同做事效力。

　　总结（1）山东能源正在薄煤层做事面支护、截割、输送配备的配备升级，正在薄煤层高效开采践诺中的减人、提效利用成果，讲明配备本能擢升和数智时间利用是薄煤层开采安宁效用、临蓐效力及归纳效益擢升的须要技能，为煤炭行业的智能化转型和高质料发扬供给了可模仿的“山能样板”。

　　（2）薄煤层做事面临比古代配备单班割煤3刀、单面月产5万t，抬高到单班割煤连接6刀、单面月产抵达9万t的新程度。杨村煤矿、滨湖煤矿薄煤层智能化做事面修成运转以后，主动跟机移架率99%，长途截割率100%，有用抬高了煤炭资源接纳率，完成了薄煤层开采临蓐效力擢升。

　　（3）杨村煤矿、滨湖煤矿利用智能计议截割精准驾驭开采弧线cm，有用杜绝割顶破底形象，低落了原煤灰分、裁汰了矸石上井，保险了能源绿色供应，完成了薄煤层开采煤炭质料擢升，两矿均具备单面年产100万t临蓐本领，每年创效2100万元，完成了薄煤层开采归纳效益擢升。

　　月刊CN 10-1709/TN，ISSN 2096-9139，聚焦矿山智能化周围产学研用新希望的归纳性时间刊物。