煤矿机电装备综合自动化技术 王忠宾
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统
目前承担的与煤矿综合自动化相关的国家基 金：
国家“863”高技术重点资助项目：采煤机远程 控制技术及监测系统（课题编号： 2008AA062202）
教育部霍英东基金优选资助课题：基于3DVR 的综采工作面采煤机远程控制系统（课题编号： 114003）
教育部博士点青年教师基金：采煤机远程监控 数字化平台关键技术研究（课题编号 20070290538）
2002.9-2004.9
清华大学自动化系控制理
论与控制工程博士后流动站从事研究工作。
2006.6~2006.8 英国伯明翰大学
金城集团CIMS重点应用工程 国家“863”计划资助项目
金城集团CIMS并行工程
国家“863”计划资助项目
南京高速齿轮箱厂CIMS应用工程 国家“863”计划资助项 目
息
的 远 程 控 制 及 故 障
矿 综 采 工 作 面 自 动
少 人 值 守 工 作
面
预化
报百度文库
✓ 中央PLC采用硬双冗余系统 ✓ 双环冗余的光纤环网 ✓ 中央WinCC组态服务器双冗
余 ✓ 抗病毒攻击
耿村煤矿远程指挥与控制中心
二次传感与融合引擎 3DVR引擎 可靠性控制引擎
环网
近5年产量的增加相当美国全年的产量 2008达到27.16亿吨，相当于美国、澳大利亚、
南非、印度产量之和
一、煤矿综合自动化的意义（4）
今后五年我国煤炭行业仍面临严峻挑战
煤炭需求和安全生产能力严重不协调的 挑战
需求 26 亿吨
19.6亿吨
安全生产能力
煤炭产量
12亿吨
2004
2020
一、煤矿综合自动化的意义（5）
报告内容
煤矿综合自动化的意义 项目实施内容和目标 现有煤矿综合自动化技术方案 我们的煤矿综合自动化技术方案 技术创新 某矿技术方案 应用案例
一、煤矿综合自动化的意义（1）
中国煤炭产量和消费占能源的70%左右
7.70% 2.90% 15.20%
74.20%
一、煤矿综合自动化的意义（2）
采用一次传感体系 重“监”而轻“控” 显示的是平面和数字 重视单元控制，没有集控功能 采用“管控一体化”的方式 不能实现矿井机电系统的“五遥四预”
遥测、遥视、遥控、遥调、遥信 预测、预报、预警、预案
我们的煤矿综合自动化技术方案
四、关键内容和技术指标（1）
可
靠煤
可 靠 的 传
感
可 靠 的 监 测 信
轨道机车信集闭子系统、井下人员跟踪与定位子系统、井 下移动通讯系统、办公自动化子系统。
➢ 实现矿井信息化、网络化、集成化 ➢ 机电运输系统实现“五遥四预”，功能上
“遥测、遥视、遥控、遥调、遥信”，安全 上“预测、预报、预警、预案” ➢ 安全可靠、减员增效 ➢ 煤矿起到典范作用
三、现有煤矿综合自动化方案（1）
皮带集控子系统下位机控制软件/协同软件/故障预报软件
煤仓、给煤机 二水平皮带 斜巷皮带
煤仓、给煤机
21区强力皮带
21201下巷皮带
KXJ0.251 KXJ0.25 KXJ0.25 KXJ0.25 KXJ0.25 KXJ0.25
我国的煤炭产量急剧增加，2006年22.6亿吨、2007 年25.23亿吨、2008年27.16亿吨，随着今后国民经济 的发展对煤炭的需求将越来越多。
一、煤矿综合自动化的意义（3）
全国原煤产量由2000年的近10亿吨提高到2004 年的19.92亿吨，净增9.95亿吨，同期煤炭净增 量几乎相当于世界煤炭净增总量（同期世界煤炭 产量净增9.98亿吨）
二、项目实施内容和目标（1）
煤矿综合自动化到底要做什么？包括哪些系统呢？
实现对煤矿各个子系统的集中监控。
主井提升子系统 井下/井上皮带子系统 井下防爆绞车子系统 副井提升子系统 井下排水子系统 地面压风子系统 主扇风机子系统 架空人车子系统 斜坡运输防跑车装置子系统 安全监测子系统、工业电视子系统、电网监控子系统、井下
以先进技术为支撑的煤矿安全生产体系
煤炭工业“十一五”科技发展规划五大方向之二：
综采工作面自动化技术和控制系统 矿井信息网络自动化系统与关键技术设备 薄煤层自动化开采技术和配套综采装备
一、煤矿综合自动化的意义（8）
建设高产、高效、安全型矿井，综采自动化 ， 进一步实现少人综采工作面。
少人工作面是提高开采安全性的重要措施，是当 今世界上公认的煤炭科学技术进步的主要方向。少 人工作面开采的关键：对矿井机电装备进行可靠的 故障预测预报以及远程控制。
义马煤业集团耿村煤矿综合自动化系统 淮北煤业集团桃园煤矿工业监控系统 淮北煤业集团杨庄煤矿工业监控系统 淮北煤业集团许疃煤矿工业监控系统 淮北煤业集团临涣煤矿工业监控系统 长城冶金设备公司差动分级轮齿式破碎机的优化设计 平煤集团天力公司安全监测与联网可视化系统 平煤集团天力公司DID LCD 高清调度显示系统 平煤集团天安六矿通风网络管理系统 综采工作面采煤机远程监控系统（平煤科技中心） 基于3DVR的平煤集团七星公司中央泵房远程集控系
煤矿机电装备综合自动化技术
王忠宾 中国矿业大学青年学术带头人 机械工程及其自动化学科带头人
2009.5
1991.9-1995.7 中国矿业大学矿山机械工程 专业攻读学士学位。
1995.9-1998.7 攻读硕士学位。
中国矿业大学矿山机械工程
1999.3-2002.7 南京航空航天大学机械电子 工程专业攻读博士学位。
以人为本的发展观与煤矿生产安全状 况极不相适应的挑战
事故多发：瓦斯、煤尘、顶板、水害、冲击 每年牺牲约6000名矿工
一、煤矿综合自动化的意义（6）
煤炭安全现状是资源条件、技术水平、管理体系和人 员素质的综合反映。
提高矿井机械化和综合自动化水平是主要出路
一、煤矿综合自动化的意义（7）
国务院“关于促进煤炭工业健康发展的若干意见” 指出：从2005年起8-10年间建立五大体系之一：
横向课题 昌升集团CAPP系统的研发
舰船现代集成制造与自动化装备创新工程（SCIMADE）
国家“863”计划资助项目
通用企业CIMS参考体系结构与方法论 国家“863”计划资 助项目
横向课题 湘潭电机股份有限公司信息化工程(XEMC-CIMS)
CIM系统体系结构中的经济视图 国家自然科学基金
目前承担的与煤矿综合自动化相关的国家基 金：
国家“863”高技术重点资助项目：采煤机远程 控制技术及监测系统（课题编号： 2008AA062202）
教育部霍英东基金优选资助课题：基于3DVR 的综采工作面采煤机远程控制系统（课题编号： 114003）
教育部博士点青年教师基金：采煤机远程监控 数字化平台关键技术研究（课题编号 20070290538）
2002.9-2004.9
清华大学自动化系控制理
论与控制工程博士后流动站从事研究工作。
2006.6~2006.8 英国伯明翰大学
金城集团CIMS重点应用工程 国家“863”计划资助项目
金城集团CIMS并行工程
国家“863”计划资助项目
南京高速齿轮箱厂CIMS应用工程 国家“863”计划资助项 目
息
的 远 程 控 制 及 故 障
矿 综 采 工 作 面 自 动
少 人 值 守 工 作
面
预化
报百度文库
✓ 中央PLC采用硬双冗余系统 ✓ 双环冗余的光纤环网 ✓ 中央WinCC组态服务器双冗
余 ✓ 抗病毒攻击
耿村煤矿远程指挥与控制中心
二次传感与融合引擎 3DVR引擎 可靠性控制引擎
环网
近5年产量的增加相当美国全年的产量 2008达到27.16亿吨，相当于美国、澳大利亚、
南非、印度产量之和
一、煤矿综合自动化的意义（4）
今后五年我国煤炭行业仍面临严峻挑战
煤炭需求和安全生产能力严重不协调的 挑战
需求 26 亿吨
19.6亿吨
安全生产能力
煤炭产量
12亿吨
2004
2020
一、煤矿综合自动化的意义（5）
报告内容
煤矿综合自动化的意义 项目实施内容和目标 现有煤矿综合自动化技术方案 我们的煤矿综合自动化技术方案 技术创新 某矿技术方案 应用案例
一、煤矿综合自动化的意义（1）
中国煤炭产量和消费占能源的70%左右
7.70% 2.90% 15.20%
74.20%
一、煤矿综合自动化的意义（2）
采用一次传感体系 重“监”而轻“控” 显示的是平面和数字 重视单元控制，没有集控功能 采用“管控一体化”的方式 不能实现矿井机电系统的“五遥四预”
遥测、遥视、遥控、遥调、遥信 预测、预报、预警、预案
我们的煤矿综合自动化技术方案
四、关键内容和技术指标（1）
可
靠煤
可 靠 的 传
感
可 靠 的 监 测 信
轨道机车信集闭子系统、井下人员跟踪与定位子系统、井 下移动通讯系统、办公自动化子系统。
➢ 实现矿井信息化、网络化、集成化 ➢ 机电运输系统实现“五遥四预”，功能上
“遥测、遥视、遥控、遥调、遥信”，安全 上“预测、预报、预警、预案” ➢ 安全可靠、减员增效 ➢ 煤矿起到典范作用
三、现有煤矿综合自动化方案（1）
皮带集控子系统下位机控制软件/协同软件/故障预报软件
煤仓、给煤机 二水平皮带 斜巷皮带
煤仓、给煤机
21区强力皮带
21201下巷皮带
KXJ0.251 KXJ0.25 KXJ0.25 KXJ0.25 KXJ0.25 KXJ0.25
我国的煤炭产量急剧增加，2006年22.6亿吨、2007 年25.23亿吨、2008年27.16亿吨，随着今后国民经济 的发展对煤炭的需求将越来越多。
一、煤矿综合自动化的意义（3）
全国原煤产量由2000年的近10亿吨提高到2004 年的19.92亿吨，净增9.95亿吨，同期煤炭净增 量几乎相当于世界煤炭净增总量（同期世界煤炭 产量净增9.98亿吨）
二、项目实施内容和目标（1）
煤矿综合自动化到底要做什么？包括哪些系统呢？
实现对煤矿各个子系统的集中监控。
主井提升子系统 井下/井上皮带子系统 井下防爆绞车子系统 副井提升子系统 井下排水子系统 地面压风子系统 主扇风机子系统 架空人车子系统 斜坡运输防跑车装置子系统 安全监测子系统、工业电视子系统、电网监控子系统、井下
以先进技术为支撑的煤矿安全生产体系
煤炭工业“十一五”科技发展规划五大方向之二：
综采工作面自动化技术和控制系统 矿井信息网络自动化系统与关键技术设备 薄煤层自动化开采技术和配套综采装备
一、煤矿综合自动化的意义（8）
建设高产、高效、安全型矿井，综采自动化 ， 进一步实现少人综采工作面。
少人工作面是提高开采安全性的重要措施，是当 今世界上公认的煤炭科学技术进步的主要方向。少 人工作面开采的关键：对矿井机电装备进行可靠的 故障预测预报以及远程控制。
义马煤业集团耿村煤矿综合自动化系统 淮北煤业集团桃园煤矿工业监控系统 淮北煤业集团杨庄煤矿工业监控系统 淮北煤业集团许疃煤矿工业监控系统 淮北煤业集团临涣煤矿工业监控系统 长城冶金设备公司差动分级轮齿式破碎机的优化设计 平煤集团天力公司安全监测与联网可视化系统 平煤集团天力公司DID LCD 高清调度显示系统 平煤集团天安六矿通风网络管理系统 综采工作面采煤机远程监控系统（平煤科技中心） 基于3DVR的平煤集团七星公司中央泵房远程集控系
煤矿机电装备综合自动化技术
王忠宾 中国矿业大学青年学术带头人 机械工程及其自动化学科带头人
2009.5
1991.9-1995.7 中国矿业大学矿山机械工程 专业攻读学士学位。
1995.9-1998.7 攻读硕士学位。
中国矿业大学矿山机械工程
1999.3-2002.7 南京航空航天大学机械电子 工程专业攻读博士学位。
以人为本的发展观与煤矿生产安全状 况极不相适应的挑战
事故多发：瓦斯、煤尘、顶板、水害、冲击 每年牺牲约6000名矿工
一、煤矿综合自动化的意义（6）
煤炭安全现状是资源条件、技术水平、管理体系和人 员素质的综合反映。
提高矿井机械化和综合自动化水平是主要出路
一、煤矿综合自动化的意义（7）
国务院“关于促进煤炭工业健康发展的若干意见” 指出：从2005年起8-10年间建立五大体系之一：
横向课题 昌升集团CAPP系统的研发
舰船现代集成制造与自动化装备创新工程（SCIMADE）
国家“863”计划资助项目
通用企业CIMS参考体系结构与方法论 国家“863”计划资 助项目
横向课题 湘潭电机股份有限公司信息化工程(XEMC-CIMS)
CIM系统体系结构中的经济视图 国家自然科学基金