唐家会矿:一座智能化矿山的“成长记”

来源:《中国煤炭工业》杂志     日期:2023/08/23

在广袤的鄂尔多斯高原腹地,一座现代化、智能化的矿山,正在不断地摸索创新与实现自我超越。从人工徒步巡查到机器自动巡检、从手工操控到程序自控、从机械化作业到智能采掘,如今的淮河能源西部煤电集团唐家会矿,正沐浴着科技的春风,奔跑在智能化发展的赛道上。

图为该矿航拍全景.jpg

顶层设计,绘制宏伟蓝图驶向快车道

唐家会矿始终坚持“高起点设计、高标准建设、高水平管理、高效能运作”的建设理念,不断推进智能化建设。矿井先后获得“煤炭行业两化深度融合优秀项目”“全国煤炭工业协会先进集体”“全国煤炭行业标杆煤矿”“全国煤炭工业特级安全高效矿井”“内蒙古自治区智能化矿山”“内蒙古自治区绿色矿山”等荣誉称号。

2020年,国家发改委等8部委联合印发了《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》,唐家会矿借助东风,乘势而上,紧跟发展浪潮,加足马力驶入智能化建设快车道。

在智能化建设探索过程中,唐家会矿统一思想、凝聚共识、对标学习,重点抓好顶层设计,反复研究敲定实施方案,倒排工期,挂图作战,确保建设项目顺利推进。

唐家会矿将工业互联网、云计算、大数据、人工智能等与煤炭开采技术深度融合,实现灾害防治透明化、过程控制智能化、决策管理集约化,建成了透明地质保障、智能化基础设施、智能化生产系统、综合信息平台在内的12大主要智能系统,智能化矿井建设迈出了坚实的一步。

透明地质,获取智能采掘通行证

唐家会矿地质条件是内蒙古自治区内较大采深、特厚煤层、带压开采、综采放顶煤的典型代表,开采深受奥灰水害威胁,实施智能化建设在内蒙古地区乃至全国均是罕例。“拿来主义,照搬照抄,生搬硬套”的思路根本无法在唐家会矿实施,必须结合矿井实际,将“短板”变成“跳板”,走一条独具唐家会特色的智能化道路。

“要想实现智能化采掘,就必须将地质构造牢牢掌握在手中,透明地质保障系统起到至关重要的作用。”地测通防部副部长王宏伟表示。

唐家会矿总结提炼出“水害不治,矿无宁日”安全理念,与国内顶尖科研机构积极接洽,形成“井下区域探查治理、地面靶向精准治理”防治水技术路线,为全国煤炭行业开创了先河。依靠多年的防治水海量数据,构建出各类地质模型,率先建设了透明地质保障系统,实现地面、井下场景的三维实时再现,为智能采掘打通了“最后一公里”,为防灾治灾装上了“千里眼”。

图为该矿职工在掘锚一体机智能化驾驶舱查看设备运行状况.jpg

智驱采掘,劳动强度明显降低

走进唐家会矿61302规划开采与数字孪生智能化综放工作面,采煤机、破碎机、刮板运输机等设备高效运转,一台台支架按照设定程序自动完成移架、推溜、护帮板支护等动作......原煤落入刮板机,汇入煤流,运向地面。

在调度指挥中心,一个数据可视化、人机强交互、工艺自优化的高逼真采煤工作面三维镜像场景在电脑屏幕上呈现。“这便是数字孪生系统,轻点鼠标,工作面平均煤厚、采高、累计进尺以及液压支架前立柱仰俯角、高度、顶梁仰俯角等数据都能尽收眼底。”全程参与61302智能化工作面建设的“95后”职工程远维说,“在生产过程中,我们可以沉浸于工作面漫游,实时查询各种设备状态,这种感觉实在是太棒了!”

唐家会矿通过数字化方式创建与井下综采工作面场景、设备和作业流程互联互通的1:1虚拟仿真三维模型,将工作面设备状况数据实时展现在屏幕上,以协助管理人员更加精确地决策井下生产。

如今,在正常条件下,唐家会矿智能化工作面已实现一键启动、视频跟机、支架跟机、推溜及收打护帮板、记忆截割、规划开采及数字孪生等功能。整个工作面内只要6个人就可以完成一整套作业,职工岗位职责也发生了转变,从近距离操作变成了远程巡视。液压支架自动跟机率最高达98.7%,采煤机自动截割率最高达100%。2023年,该项技术成果成功入选2021—2022年度煤炭行业两化深度融合优秀项目。

建设“纵轴掘锚机+运锚机+运输设备远程集中控制”智能化快速掘进作业线,职工坐在掘锚一体机智能化驾驶舱中,就能实时掌握设备运行状态,完成自适应截割、远程集中控制。同时,自行设计、制作的掘锚机随机电缆液压拖曳装置,有效解决了“掘锚机+运锚机电缆拖曳”的难题,填补了国内行业空白,真正达到了保安减人增效的目的。

监控结合,安全管理手段丰富多样

精致小巧的机器人承载着一双灵动的“眼睛”,全神贯注地观察着前方皮带机状态……走进唐家会矿主斜井,智能巡检机器人正在认真地自动巡检,时刻监视着管路电缆状态和皮带机传动装置温度、震动、气体等实时情况,为主煤流运输系统正常运行保驾护航。

唐家会矿树立“少人则安、无人则安”理念,坚持“能机械不人工、能自动不手动、能智能不贴身”的思路。在巡检距离长达2.2公里、倾角15°、折返式的斜井安装智能巡检机器人,实现了从人工巡查到机器人巡检的转变。

“过去,我们对主斜井进行巡视作业来回一趟就得近3小时,还会留下死角盲区,安装上智能巡检机器人后,彻底代替了人工巡检,安全高效又智能。”机运队皮带检修班职工刘智夸赞道。

据了解,唐家会矿结合AI视频分析、智能煤量监测和异物识别,实现了主煤流运输系统全过程智能化管控,根据煤量智能调控运行速度,节约能耗达10%以上,实现低碳运行。

此外,智能矿压监测系统、智能通风系统、大型设备故障诊断系统、人员和车辆精确定位系统的成功运用,为矿井构建出多维度精准感知、全时空数据挖掘、全方位分析决策的智能化安全管控模式。

互联集成,智能管控水平逐步提高

如何站在“云端”观全域?海量数据稳定回传是关键。唐家会矿在井上井下建立了万兆工业主干网+无线Wi-Fi6+5G的高速传输网络,满足了智慧矿山全面感知、自主决策和敏捷响应的需求。

建成智慧一体化管控平台,汇集智能决策一张图、大数据分析、综合自动化、综合信息、透明地质等平台,绘制出智能管控“一张图”,实现数据互联互通和智能联动,避免了各专业、各系统“单打独斗”。形成业务中心为“点”、矿级应用为“线”、部门应用为“面”、领导驾驶舱为“体”的信息化共享体系,涵盖安全、生产、经营等18项功能模块,只需一台电脑,管理人员便能“运筹帷幄之中,决胜千里之外”。

在“智能化矿井、智能化园区”建设的实践中,唐家会人切切实实感受到了智能化带来的好处。从进矿、就餐、取灯、入井、洗衣等各环节,全部迈入了智能化“刷脸”时代......职工“智”享美好生活,收获满满幸福感。

征程万里风正劲,重任千钧再出发。唐家会矿将认真按照集团公司、西部煤电集团关于智能化建设工作要求,坚持高目标引领,以实现“从智能化高级阶段向卓越阶段迈进”为己任,在走出去调查研究、请进来借智借力、强化顶层系统设计、着力运维人才培养上下功夫、出实招,推深做实智能化矿井建设,为全国煤矿智能化建设提供可借鉴、可复制的成功经验。

(文/苏旻  作者单位:淮河能源西部煤电集团唐家会矿)

(责任编辑:邵冰锋)


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