特厚2：国能补连塔煤矿22405综采工作面-2024全国采煤工作面大赛
智驱双引擎 赋能千万吨
特厚7m大采高增产增效智能化应用实践
一、矿井概况
国家能源集团补连塔煤矿位于鄂尔多斯市伊金霍洛旗，井田面积106.6平方公里，可采储量12.4亿吨，生产能力2800万吨/年。22405智能化综采工作面采储量1086.1万吨，煤层倾角1~3°，煤厚6.8至7.2米。工作面采用长壁后退式采煤法进行回采，配套设备包括艾柯夫SL1000采煤机、郑煤机ZY21000/33.5/70D液压支架、张煤机SGZ1400刮板输送机等。
二、创新设计
在智能化应用过程中，面临两大难题：一是工作面采高大、压力显现剧烈、片帮严重、顶板破碎，顶板管理难度极大；二是每月需保供110万吨以上，生产任务繁重。在顶板管理难度大、生产任务重的情况下，还需保证智能化常态化运行，带来了不小的挑战。因此，制定了双引擎策略。
（一）第一引擎：综采多系统协同智能化割煤
包括记忆割煤与自动跟机拉架、综采空压监测与预警系统等九大系统。创新点如下：
"管+控"控制系统：生产管控系统接入5089台设备，42833个测点，每天数据量高达7.346亿条，实现多维度设备的联动控制、监测监控、大数据智能分析与数据融合等功能。多功能集控中心结合自动控制、计算机和识别等技术，实现单人授权、远程控制综采设备。
矿压监测预警系统：实现矿压实时云图展示、来压分析管理等功能，对综采工作面的来压时间、来压步距等进行智能预测，预测准确率达80%以上。
其他智能化常态应用包括基于矿鸿的支架多功能控制系统、运输机自适应调速等。
（二）第二引擎：综采设备智能维护监测系统
通过自动集中润滑、链条自动张紧等六大应用，实现综采设备智能维护与监测。创新点如下：
运输机伤痕监测：在关键运行位置安装智能伤痕监测仪器，通过多角度安装的相机拍摄金属表面，绘制分析刮板裂纹及变形等异常状况，通过分析数据检测曲线实现预警功能。
其他常态化应用包括在煤机、三机、泵站电机及减速器上安装无线温度振动一体传感器，实现数据实时采集及异常报警功能；乳化液自动配比，提高乳化液质量，提升设备运行可靠性；智能集中润滑装置，实现定时、定点、定量润滑；根据工作面地质条件和设备实际运行状况，调整张紧力，保证链条适度张紧。
三、创新效益
在智能化运营过程中，生产、安全等方面均取得了显著效益。
1. 生产效益：截至2024年11月，产量达1384.5万吨，预计年产量超1500万吨。综合自动化率由90.2%提升至95.6%，工作面回采率由95%提升至96.5%。单刀煤产量提升310吨，全年实现利润增加6.8亿元，减少割岩，煤质发热量提升95大卡。
2. 管理效益：实施大学生增高培养计划，培养大批高精尖复合型人才。制定"八率"考核（开机率、故障率、空载率、自动化率、干预率、自动润滑率、远程控制率、数据上传率），通过多项考核监督并保证智能化常态运行，提高设备稳定性。
3. 检修效益：通过科学精准检修，设备点检率达100%，故障率保持在0.15%以下，节约生产成本840万元，全年实现开采期间零断链、零撕带。
4. 经济效益：回采工效提高至896.4吨/工天，人员功效提高至132吨/工，吨煤成本下降7.4元/吨，平均每月节约电费98.15万元。
5. 安全效益：秉承少人则安的理念，单班作业人数由11人减至4人，四大类高风险作业降低至每月2次，全年实现安全生产零伤害。
6. 社会效益：推进智能化建设，人才发展向少人无人化工作面目标迈进。提高回采率，保证能源供应，为智能采煤工作面提供良好思路和技术支持。打造单面年产1500万吨智能化标杆能源供应压舱石、智能开采排头兵，为煤矿智能化建设做出更大贡献。
四、经验交流
（一）综合自动化率为95.6%，三道沟煤矿为97.7%。请问与三道沟相比，综采自动化率低的几个点低在哪？
首先，由于产量问题，生产任务相对紧张，设备负荷较大，设备故障率可能稍高。例如，支架控制系统或煤机控制系统的故障率可能稍高。三道沟煤矿生产任务相对轻松，设备负荷较小，故障率较低。
（二）破碎顶板大采高在日常生产中应注意哪些问题，采取哪些措施？
对于破碎顶板，护帮护顶是首要任务。采用矿压监测与预警系统，提前预测来压时间和来压步距，预测准确率达80%以上，为顶板维护提供指导。21000液压支架采用三级护帮，护帮长度从顶向下可达4米，有效维护帮部。煤机自动跟机拉架，保证煤机割煤过一架，支架自动拉出一架，确保顶板维护的及时性和有效性。支架阻力为21000KN，完全应对工作面来压状况。煤机前后收护帮板随前滚筒割煤，后滚筒割过一架后护帮板自动打出，及时支护顶帮。在支架割煤常态化运行中，现场跟班人员根据顶板条件选择支架跟机模式。顶板管控好时，跟机支架在前滚筒两架进行；顶板较破碎时，跟机支架在前滚筒支架附近或不割顶煤时直接跟机；顶板状态极差时，采取人工干预，逐步手打护帮、人工拉支架。