国内的综采自动化、智能化技术已趋于成熟，已有多个矿井实现了自动化采煤，智能化工作面多网合一、透明工作面技术、智能图像识别、工作面三维可视化技术、智能化工作面+互联网等最新技术，已取得初步效果。但是，目前国内对综采智能化技术的推广应用多集中于近水平工作面，而XX一矿地质情况较为复杂，煤层倾角相对较大（12°～24°，平均19°，最大30°），因而本项目的实施，将对大倾角较薄煤层工作面采用智能化开采技术的推广具有重要的指导意义，对于整个煤炭行业智能化开采技术的推广也具有重要的意义。
2项目总体思路及目标
2.1总体思路
2016年我国发布了《全国矿产资源规划（2016—2020年）》，明确提出未来5年要大力推进矿业领域科技创新，加快建设数字化、智能化、信息化、自动化矿山。为了跟上国家产业科技发展的步伐，XX煤田公司拟定XX一矿进行综采技术升级，综采向智能装备开采的发展，但XX一矿煤层地质条件复杂，煤层倾角大，赋存条件差，现有装备于国家产业要求智能化、信息化、自动化相差很大，现有装备无法满足智能化开采要求，需通过优化升级采煤设备及配套系统，分阶段实现综采工作面自动控制和可视化远程干预控制代替传统手动操作，实现井下现场集中控制，实现割煤、推溜、拉架、运输等智能化开采工艺，逐步实现智能化生产少人化开采，向无人化开采方向发展。
通过项目的实施在XX一矿建立“智能控制+远程干预”的智能化开采模式，完成综采装备智能系统的构建，形成智能化综采生产系统，“以工作面自动控制为主，监控中心远程干预控制为辅”的工作自动化生产模式，实现“无人跟机作业，有人安全值守和巡视”的开采形式，尽可能减少工作面操作工人数量，提高煤矿综采自动化水平、改善煤矿回采生产安全条件、降低煤矿工人的劳动强度、提高生产效率。
2.2总体目标规划
XX一矿智能综采技术总体目标完成工作面“三机”（采煤机、刮板输送机、液压支架）和供液系统智能控制,集中控制工作面自动割煤、推溜、拉架。
将XX一矿C19上煤层作为智能化开采工作面。根据矿井煤层倾角和赋存条件合理选择采煤三机设备和配套控制系统，实现采煤工作面采煤机、刮板输送机和液压支架就地联动控制、智能控制；实现在区段石门巷道内集中控制和可视化远程干预控制技术代替传统手动操作，实现工作面割煤、推溜、拉架等。按“两采一准”组织生产，配备人员50人，计划日推进5-6m。
2.3技术路线
（1）调查分析XX一矿C19上煤层赋存特点及国内外综采自动化研究现状；
（2）消化吸收国内外技术优点，制定XX一矿智能化工作面总体技术方案；
（3）提出液压支架、采煤机、刮板输送机等设备的智能化要求；
（4）提出工作面视频监控系统、泵站集成供液系统等子系统的技术要求；
（5）进行工作面设备智能化系统集成。
3项目关键技术及难点
3.1关键技术
（1）液压支架跟机自动化技术
结合开采工艺，依据XX一矿C19上煤层工作面顶板压力、倾角、液压支架姿态、采煤机运行状态等信息，将整个生产过程划分为不同的阶段，自动决策并控制液压支架中部跟机、斜切进刀、端头清浮煤等动作，实现工作面自动连续生产。
（2）采煤机记忆截割技术
按照示范刀所记录的工作参数、姿态参数、滚筒高度轨迹，进行智能化运算，形成记忆截割模板，在自动截割过程中不断修正误差，实现自动调高、卧底、加速和减速等功能。
（3）工作面视频监控技术
将人的视听感官延伸到工作面，通过在工作面安装摄像仪，实时跟踪采煤机，自动完成视频跟机推送、视频拼接等功能，为工作面可视化远程监控提供“身临其境”的视觉感受，指导远程生产。
（4）远程集中控制技术
在井下打造一个“井下中控室”。按下“一键启停”按钮，工作面的设备依次顺序自动启动。设备数据高速上传和控制信号实时下达，控制延时不超过200ms；当发现生产过程出现偏离，如工作面顶板发生变化或液压支架未能移架到位，影响工作面连续推进时，可及时进行人工远程干预。
（5）工作面煤量自动协调控制技术
实现刮板输送机煤量与采煤机速度协调控制。
3.2难点及创新
（1）大倾角智能化工作面液压支架、刮板输送机防倒防滑难题
由于XX一矿C19上煤层倾角大，赋存条件差，大倾角较薄煤层条件下对智能化装备的可靠性要求高，必须通过研发新型智能化液压支架防倒防滑协系统和刮板输送机防滑系统，并对智能化装备进行结构优化匹配，有效解决智能化工作面防倒防滑难题。
（2）大倾角智能化工作面采高测定难题
现国内智能化工作面一般是近水平工作面，近水平工作面采高测定技术以成熟，应用很广泛，但大倾角工作面采高测定技术还未有成熟经验，需要近一步开发研究，有效解决智能化工作面采高测定难题。
4综采工作面智能化系统总体要求
4.1系统概述
综采工作面自动化控制系统是一套完整的工作面自动化解决方案，系统将多种技术（如控制、以太网、无线、视频、通信、液压等）应用于综采工作面，实现在区段石门监控中心对综采设备进行集中自动化控制，确保各设备协调、连续、高效、安全运行，将工人从工作面解放出来，实现工作面少人化。
综采工作面自动化控制系统采用综合接入器，实现工作面以太网传输，实现数据传输的高速性和及时性。
4.2系统组成
图5-1 综采自动化系统结构图
系统主要由矿井综采工作面智能化系统、矿井综采工作面动力中心及其他相关系统组成。
4.2.1矿井综采工作面智能化系统组成
1.综采工作面集中控制中心
2.工作面各子系统
1）液压支架电液控系统
2）三机控制通讯子系统
3）采煤机控制通讯子系统
4）工作面视频系统
5）泵站集中控制系统（含水处理系统的集中控制）
4.2.2矿井综采工作面动力中心
综采工作面动力中心由移动变电站、组合开关、电缆等组成。
4.3总体目标及效果
以先进可靠的电液控系统，三机智能通讯系统、泵站系统、采煤机控制子系统为基础；以工作面大型设备故障诊断系统、安全监测监控系统和工作面视频系统为保障；以工业总线网络为通道；以大数据分析和处理为依据；以高端集控设备为平台。建设区段石门集中控制，具有主动感知、自动分析、智能处理的安全、高效、少人化的智能综采工作面。
