河南平宝煤业有限公司（以下简称平宝公司）自2004年8月16日开工建设以来，顺应煤炭产业转型发展大势，因势而谋、顺势而为，紧紧围绕“一优三减”（优化系统、减水平、减头面、减人员）和“四化”建设（机械化、自动化、信息化、智能化）总体部署，持续攻关，系统推进，全力探索智能矿山建设模式，克服了高突高温矿井诸多安全管控难题，使安全、高效、绿色、高质量发展成为企业主旋律，率先建成了河南省第1个6.5 m大采高智能化综采工作面，第1个智能化掘进工作面、第1个高效能井下降温系统、第1个智能化无人值守高效瓦斯抽采泵站、第1个智能化煤矿，担当起了中国平煤神马集团智能化矿井建设示范引领重大责任，先行先试，善作善成，奋力开创了中国平煤神马集团智能采煤新时代。
1“三步走”规划统揽智能矿山建设发展历程
在智能化建设进程中，平宝公司瞄准国内外先进技术装备，大力开展智能化技术推广应用，以“质量标准化、生产智能化、管理信息化、办公移动化、决策科学化”为目标，出台“三步走”实施规划，成立了专门机构，配备了专业技术人员，系统推进智能化建设，经过多年的持续攻关，智能化建设成效明显。
1）聚焦基础建设，搭建智能信息系统平台。
平宝公司将综合自动化系统建设纳入矿井设计规划，升级万兆工业环网，投入5G网络使用，搭建矿井可视化平台，为智能矿山建设铺设了信息化“高速公路”。综合GIS、龙软等制图技术，建设了煤矿技术、机电、通防、地测等专业在线协同制图平台，构建了“一张图”安全生产管理平台，实现了安全生产信息集成共享、业务协同一体化管理。
2）聚焦减人提效，构建自动化子系统建设。
先后建成了矿井主排水、压风、主煤流输送带运输、地面储装运、煤质灰分在线监测、电力监控、人员定位、工业视频、矿用5G通信、打钻视频、水文监测、微震监测、井下轨道运输“信集闭”、井下局部通风机、掘进输送带集群控制、应急广播、生产工况等18个自动化子系统，集成到统一的自动化综合平台上集中控制，实现了带式运输系统、井下局部通风机地面一键启动；主井提升、压风机、采区变电所、水泵房排水系统实现了远程控制、无人值守。
3）聚焦智能开采，推进矿井管理升级。
牢固树立“智能开采、安全生产”的理念，先后建成智能化瓦斯分析系统、大采高智能化综采工作面、智能化掘进工作面和“一站式”物流配送，开创了智能采掘新时代，实现了“四大功能”（即智能化瓦斯分析，智能化综采，智能化掘进和“一站式”物流配送）。
2 智能化矿山建设成果
近年来，平宝公司坚持“管理、装备、素质、系统”并重，对标行业先进企业，抓关键、补短板、强弱项，通过基础设施建设、自动化子系统建设、智能化开采及管理升级3个阶段，全面落实和推进“一优三减”工程和矿井“四化”进程，依靠装备提升带动生产系统和劳动组织优化，实现了全矿井安全生产信息的智能化管控，2020年5月顺利通过河南省一级智能化煤矿验收。
1）建成智能化综采工作面。
牢固树立“智能开采、安全生产”的理念，投资2.3亿元，采用国内先进的电液控制系统、液压支架，以及最稳定的采煤机、刮板输送机、转载机，建成河南省首家6.5 m大采高智能化工作面。工作面可实现“一键启停、采煤机自动记忆截割、工作面自动校直、支架自动跟机、设备运行工况实时监测”等功能，工作面生产期间每班的作业人员由16人减至3~4人，综采队三班生产人员总数由126人减至58人，劳动用工压缩65%。
6.5 m智能化大采高综采工作面
2）建成智能化掘进工作面。
在己15-17-12110运输巷引进无锡华瀚EBZ220可视化智能悬臂式掘进机，CMM2-30双臂煤矿用液压锚杆钻车、KCG-600D矿用干式除尘风机等先进装备，建成河南省首个高突矿井智能化掘进工作面。该工作面利用可视化技术，以激光指向为基准，自动规划截割路径及控制轨迹，并对截割轨迹实时监测、截割断面自动定位，达到了远程集中控制，实现了掘进作业截割无人化，掘进工作面由每班13人减至6人，巷道工期缩短了近50%。通过机械化换人、智能化减人，达到安全高效快速掘进目的。
3）建成“一张图”的综合管理平台。
以地理信息技术为基础，以先进的“云计算、大数据、分布式协同、移动互联”等技术为支撑，结合矿井安全生产实际，综合调度指挥系统、远程集中控制、联动预警、视频AI应用分析等功能进行开发创建，业务管理系统范围涵盖安全生产的所有专业，建设了集煤矿安全、生产、技术、机电、运输、通防、地测等专业在线监测监控和协调管理的“一张图”安全生产管理平台，实现了安全生产信息集成共享、业务协同一体化管理，为安全生产决策提供科学技术支持，保障了企业的安全、高效生产秩序。
智能化调度指挥中心
4）建成18个智能化配套子系统。
工业环网由千兆升级为万兆，建成信息“高速公路”；矿井主排水系统，实现自动启停和一键启停水泵；矿井主通风机系统，实现 “动叶可调、不停风一键倒台”；主井装载提升系统，实现无人干预的装载、提升、卸载全自动运行；带式运输系统沿线及转载点全线加装高清摄像头，实时查看生产状况并实现集中控制，一键启停车；矿井所有变电所电力监控系统均已实现了无人值守。矿井安全监测监控系统实现了集团全区域联网，在集团总调度室即可实时监测平宝公司矿井动态数据。同时，建立了异步电动机失电情况下的能量转换模型，采用双CPU+CPLD结构设计了双电源快速切换控制器，实时跟踪开关两侧电源的电压、频率和相位，保证在200 ms内快速安全的投入备用电源，保障了18个智能化子系统的安全稳定运行。矿井18个综合自动化生产辅助系统显著提高了系统的安全可靠性，为“机械化换人，自动化减人”提供了坚强保障。
智能化单轨吊运输系统现场
5）建成“互联网+”模式“双重预防”机制。
按照“把风险管控挺在隐患前面，把隐患排查治理挺在事故前面”的原则，强力推进“双重”预防机制建设，实施安全风险分级管控。将公司各类安全风险辨识制作成岗位风险明白卡，以二维码形式将重大风险在矿井显著位置张贴公示，让所有职工都能及时掌握每一项重大风险和自身的安全岗位职责及安全管控措施，确保所有安全隐患都能形成从排查到验收的闭环管控模式，真正把隐患消灭在萌芽状态。平宝公司于2019年6月率先成为河南省首批“双重预防”体系建设标杆煤矿。
职工扫码识别岗位安全风险
6）建成“一站式”智能物流配送系统。
以市场化手段为利刃，全面深化提升矿井物流配送建设，规范物资信息化管理，强化物流运输管理，完善辅助运输系统，提高物资材料管理水平，有效实现关键要素市场化的高效运作。将物联网技术引入物资管理，积极打造数字化辅助运输交通系统，利用精准定位技术、无线通信网络等载体，确保实现辅助运输车辆的精准定位、信号集控、智能调度、安全预警、动态监控等功能，切实提升物料运输的准确实时把控；着力推行物流配送网络化传输，实施计划、采购、配送、考核、分析的全过程闭环管理，化繁为简，有效减少现场单据交接。目前此项目已完成基础设施建设，通过运行后，将实现物资集中管理，智能化配送，达到物料流程电子化、物料运输自动跟踪与管理。
7）率先迈入5G时代。
2020年12月份，平宝公司紧跟时代步伐，及时建设5G网络，使公司网络系统单载波带宽、单用户峰值速率等数值大幅提升，充分满足了远程超低时延操控、超高清视频同传及工业控制类场景对网络的需求，使公司在智能化操作、安全生产等方面实现重大突破，为实现各类5G的矿井应用奠定了基础，同时结合5G网络信号特有的控制转发分离架构，使用5G网络传输信息时可以做到数据不出园区，保障了业务的保密性和安全性。
平宝公司先后荣获国家特级安全高效矿井，全国安全文化示范企业，中国最美矿山，全煤系统思想政治工作先进单位、企业文化示范矿、国家一级质量标准化矿井，河南省先进基层党组织、省“五优”矿井、省级文明单位等荣誉称号。2020年荣获全煤系统“双十佳”煤矿和先进煤矿称号，被国家能源局、国家煤矿安全监察局选入国家首批智能化示范煤矿建设名单；12月份，通过了河南省绿色矿山建设验收评估。
3 创新驱动破解智能化建设中“三大难题”
平宝公司在发展过程中，通过科技创新与管理创新，破解三大难题，走出了一条“平宝特色”的智能化建设道路。
1）破解瓦斯治理难题。
平宝公司始终坚持把瓦斯治理作为重中之重，树牢“治理瓦斯就是解放生产力，治理好瓦斯就是发展生产力”的理念，持续对瓦斯治理技术路线进行研究攻关，运用理论计算、数值模拟、现场实践及借鉴先进经验等方法，实施“以岩保煤”穿层钻孔全覆盖预抽瓦斯及水力冲孔增透卸压等技术，创新“一高、两低、两煤巷”的瓦斯治理模式。以己15-17-12120中抽巷为试点，投入230余万元，引进新型分体式防喷装置，矿用煤水分离机、精确计量斗，敷设瓦斯抽采集流管，引进通管直连封孔工艺，并按每200 m计量单元安设瓦斯抽采自动计量装置和智能评价系统等，建立打钻视频监控室，推行打钻在线实时监控，实现“一钻孔一视频”，建成“三化一工程”示范化巷道。推广应用抽采钻孔水力冲孔、“两堵两注带压封孔”全程下筛管封孔工艺，抽放效率提升3倍以上。采取以上措施，实现穿层钻孔全覆盖，最终形成升级版的大采长“一面多巷”瓦斯治理技术路线，通过破解瓦斯瓶颈，风巷单进达到410 m/d以上，机巷单进达到215 m以上。
坚持瓦斯抽采与利用并重，引进德国智能化抽采泵，改造升级地面和井下瓦斯抽采系统，矿井瓦斯日抽采量稳定在3万立方米以上，每天瓦斯发电量10万~15万kW·h，综合利用率达83.8%，每年节约电费1 900余万元。
2）破解大采高智能化综采综掘难题。
无人值守瓦斯抽放泵站
无人值守瓦斯发电机组
在大采高智能化综采工作面调试过程中，由于矿区煤质较软，回采时易片帮，回采工序采用超前移架方式。而该套设备原有的自动割三角煤程序是依据常规回采工序编程出来的，给采面两端头割三角煤实现智能化带来了极大的困难。为实现采面智能化割三角煤，调试人员现场跟班，实时记录液压支架动作的时间、区间、顺序等参数，并绘制出工作面生产工序流程图，给厂家智能化编程提供依据。同时，邀请了厂家工程师到现场，面对面详细探讨采面割三角煤时的推移刮板输送机、移架方式与常规方式的差别，反复修改、调试程序，最终实现了超前移架方式的割三角煤的智能化。另外，为解决变频器干扰井下语音通讯问题，综采队调试人员与设备厂家工程师共同在现场查找原因，优化线路布置，现场修改程序代码，添加抗干扰模块，最终解决了干扰问题，保证了井上下正常语音通信。
在智能掘进机截割煤体的过程中，会产生大量煤尘，煤渣碎屑破坏摄像头的镜片纳米涂层，摄像头粉尘遮挡，图像不清晰，导致集控中心无法通过视频图像观察掘进机作业情况。平宝公司采用干式除尘系统和泡沫除尘相结合的办法，达到了理想的除尘效果。另外，随着单进能力的提高和巷道施工长度的增长，支护材料运输时长，职工劳动强度大，安全风险高。为此，平宝公司通过实地考察论证，引进了WC3Y(B)防爆柴油机无轨胶轮车、双臂钻机等设备，大幅提高了运输效率，降低了锚杆锚索支护工作的劳动强度。
3）破解井下高温难题。
综采工作面智能化采煤机、井下无人值守制冷降温系统
平宝公司现主采煤层属二级高温区，煤层赋存深、工作面走向长、通风距离远，采掘工作面一度出现地温高、湿度大等情况。为改善井下作业环境、保护职工身心健康，公司投资1.67亿元，引进德国制造的“三腔”换冷装置和波兰大型空冷器，建成了由地面制冷中心、井下制冷硐室、末端空冷器和循环管路等组成的井下采掘工作面全覆盖的制冷降温系统，敷设降温管路1.5万m，安装制冷风机29组，攻克因煤层赋存深、工作面走向长、通风距离远造成的地温高、湿度大等安全生产难题，并实现了智能化操控和系统稳定经济可靠运行。制冷降温系统建成后，井下采掘工作面巷道温度降幅达5~10 ℃，湿度降幅25%~35%，巷道温度保持在26 ℃以下，井下作业环境得到大幅改善。
站在新的历史起点，平宝公司将继续以智慧矿山建设为动力，瞄准国际行业前沿技术，精准发力，担当作为，全面打造国家一级智能化煤矿，早日建成绿色高效文明和谐矿山。
