案例汇编|山能鲁西唐口煤矿立井提升智能化控制系统

（一）矿井基本情况 

唐口煤业公司隶属于山东能源集团鲁西矿业公司，位于济宁市任城区南张街 道，井田面积 72 平方千米。矿井 2006 年 1 月份建成投产，原核定年生产能力 500 万吨，受防冲及千米以深限采等政策影响，重新核定年生产能力 390 万吨。矿井为立井开拓方式，北部工业广场布置主、副、风三个井筒，南部工业广场布 置副、回风两个井筒。 

（二）提升系统基本情况 

立井提升系统建成以副井提升机房为集控中心，增设了主井提升机远程操作 台、显示终端、声光报警装置等硬件设备，具备了在技术保障下的远程开车及故 障紧急停车等功能，实现了副井司机远程集控及主井无人值守一体化运行，全面 取消主井岗位司机。副井集控室增设监控屏，通过视频监控网络对提升机、变压 器、操作台、平衡尾绳、井口井底等重点部位进行视频监控，实时掌握现场运行 状况。 

2020 年在主、副井提升机配备了设备健康状态管理系统，在提升机主电机、 轴承等关键部位安装温度、振动传感器，实时采集分析温度、振动数据，实现对 设备实时在线监测、故障诊断。 

2021 年在主井南、北提升机房各安装一套轨道式巡检与定点监测相结合的 巡检系统，实现设备运转状况实时监控。 

2021 年建成了井筒智能监测系统，实现了对井筒罐道梁、井筒井壁、井筒装 备、钢丝绳张力、箕斗载重实时监测、数据采集、智能巡检等功能。 

两部主井提升机无人自动化安全高效运行，降低了劳动强度，每天减少人工 巡检次数 22 次，实现减员 12 人。

（三）矿井智能提升系统建设情况 

1.远程视频监控 

在副井集控室增设监视屏，对提升机、变压器、操作台、平衡尾绳、井口井 底等重点部位进行视频监控，实时掌握现场运行状况。2.定点智能巡检 采用巡检机器人代替人工巡检，对高低压室、传动室、提升机滚筒、电机、 液压站、变压器、冷却风机等进行视频及红外双重监控，温度异常实时报警。主井提升机房安装了一套轨道式巡检与定点监测相结合的巡检机器人，对高 低压柜、液压站、冷却风机等进行视频及红外双重监控，发现异常实时报警。巡检系统主要包括以下部分： 

3.井筒智能监测系统 

增加井筒巡检系统，采用胶轮自主发电、井筒无线传输等技术，实现对滚轮 罐耳、井筒罐道、罐道梁等井筒装备的视频检测，同时实现钢丝绳张力及箕斗载 重的实时在线监测功能。将巡检仪、电池箱、采集箱、发电机、投光灯等设备布置在箕斗顶部，对井筒罐道梁、井筒井壁、井筒装备及钢丝绳张力实时监测、数 据采集分析，实现智能巡检。井筒智能监测系统主要功能如下： 

（1）系统具有视频监测功能，能够监测记录井筒罐道、罐道粱以及滚轮罐 耳转动运行情况等。 

（2）系统具有钢丝绳张力及箕斗载重在线监测功能，可实现对钢丝绳张力 及箕斗载重的实时在线监测，监测系统具有实时显示、数据异常报警及存储功能， 具有历史数据查询、分析功能。 

（3）巡检仪和井口地面基站进行无线通信，井口地面基站再通过有线方式 将井下摄像机图像传回监控中心进行存储和智能分析识别。基站之间无中继最小 无线传输距离大于 1km，图像延时小于 500 毫秒。 

（4）系统具有报警及分析功能，可定期或每次巡检后出具分析报告，针对 故障点出具处置措施。 

4.设备状态监测 

在提升机房及提升机主电机、轴承等关键部位安装 58 组监测传感器，实现 对转速、振动、温度、湿度、烟雾、噪声等数据的采集分析、超限预警等功能， 为设备故障诊断、预防性检修提供参考数据及运行安全保障。 

设备健康管理系统运用智能物联网传感器，对提升机主电机、轴承等主要设 备进行温度、振动等参数监测，实时采集设备运行数据，通过数据分析软件，结 合大数据，利用智能机器学习算法，对设备的运行数据建立故障模型，提前预测 设备故障，提前做出维护，优化设备运行状态，有效避免设备的突然故障，有效 延长设备服务寿命。同时，设备健康管理系统数据平台可集成多种传感器数据， 在云端做综合分析，在上位机及移动终端即可实现故障报警，设备故障率由 0.5% 降低至 0.2%。

以“少人则安、无人则安”为目标，以本部副井提升机房为集控中心，实现 主井两部提升机无人值守自动化运行、南部副井提升机远程控制，如图 1、图 2所示。通过设备健康管理与故障诊断平台，对提升、洗选等主要系统设备动态振 动、温度等数据进行分析，得到传动设备运行状态的各种参数和图谱，实现对传 动设备的轴承、齿轮、转轴等关键部件的故障分析与诊断，超前诊断设备故障原 因与严重程度，保证机电主要系统设备运行安全。安设主提升系统车房智能巡检 机器人，利用可见光摄像机和红外热成像仪对提升机轴承、电机、液压站等关键 部位温度进行监测监控与智能分析诊断，自主完成巡检任务，如图 3 所示。安设 主提升系统井筒巡检机器人，采用胶轮自主发电、井筒无线传输等技术，实现对 井筒装备的视频检测、钢丝绳张力及箕斗载重的实时在线监测和分析预警。建成 安全、高效、智能的立井主提升系统，如图 4 所示。

图 1 副井集控室远程监控

图 2 主井提升机房无人值守

图 3 提升机房机器人

图 4 井筒巡检机器人

1.智能化提升系统的建成实现副井司机远程集控及主井无人值守一体化运 行，改变了提升系统每部提升机配备 8 名司机的工作模式，实现 12 名集控司机 对主副井提升系统的集中控制，实现减员 12 人。 

2.通过视频监控、环境监测系统、定点智能巡检系统等实现了对提升机重点 部位的温度监控、数据记录和实时巡检，取消了提升机司机人工巡检、手动测温 模式，改造前集控司机除检修时间外，每天需巡检 22 次，每次巡检时长约 30 分 钟，改造完成后，集控司机可以直接在集控室完成对主井提升机的巡检工作，取 消了每小时巡检工作，极大地降低了司机的劳动强度，提高了工作效率。 

3.通过井筒智能监测系统、设备状态检测系统、电机测温系统等实现了对主 副井关键设备运行状态的全面监测分析，超前诊断设备故障，指导现场维护工作，优化设备运行状态，保证提升安全，避免过度维护，降低维修工劳动强度。 

4.通过实时集控改造、视频监控、智能巡检及设备状态监测等措施，最终实 现主井无人值守，实现减员 12 人，每天减少人工巡检次数 22 次。