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中煤集团大屯公司:开启智能化开采新时代

作者:
宗慧芹 顾志勇
来源:
《中国煤炭工业》杂志
发布时间:
2020/06/24
浏览量

 

6月18日,在中煤大屯公司姚桥煤矿智能工作面开采启动仪式上,随着开机指令的下达,工作人员在智慧调度中心按下“一键启停”按钮,胶带运输机、刮板输送机、采煤机等设备依次开启,割煤、推溜、移架、传送……这些场景都被工作面上的数十个高清摄像头和上千个传感器实时传回智慧调度中心,显示在电子大屏上。

姚桥煤矿智能工作面开采启动仪式

整套系统运行稳定可靠、性能良好,现场响起热烈的掌声,姚桥煤矿智能工作面地面远程一键启动圆满成功,标志着大屯公司煤炭开采进入了一个崭新的时代,具有跨时代、里程碑式的重要意义,这是献给大屯公司开发建设50周年最好的礼物。

煤矿智能化是煤炭生产力和生产方式革命的新方向,是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑。近年来,大屯公司全力推进智慧矿山建设,以7263智能工作面为试点,打造“智能感知、记忆割煤、少人巡视、减人提效”智能工作面的开采模式,开创了中煤集团复杂条件下智能工作面开采的先河。

顺势而为  因地制宜建设智慧矿山

“推进煤矿智能化开采,建设智慧矿山是落实习近平总书记国家能源安全发展战略思想的重要举措,是煤炭工业发展的必然趋势,是提升安全生产标准化水平的必由之路,是推动企业高质量发展的内在需要。”大屯公司党委书记、董事长包正明在姚桥煤矿智能工作面开采启动仪式上,重申了建设智慧矿山的必要性。

大屯公司党委书记、董事长包正明到矿7263智能工作面调研指导工作

机械化、信息化、自动化、智能化“四化”建设是煤矿企业发展的必然趋势,也是推进煤矿企业转型升级的根本出路。作为开发建设半个世纪的大屯公司不甘人后,不断加快智慧化矿山建设步伐,把“互联网+”思维融入到矿井安全、生产、经营、人员管理的方方面面,以信息化、自动化开启“智慧矿山”管理新模式。

大屯公司所属煤矿地质构造复杂,自然灾害严重,长期困扰矿井发展。同时,随着采深不断增加,生产条件的多变性和井下系统的复杂性,尤其冲击地压威胁和安全管理压力与日俱增,严重制约了矿井安全高效发展。

大屯公司顺应形势要求,结合矿井生产地质条件和发展需要,按照“系统最优化、巷道最简化、采煤自动化、掘锚一体化、运输连续化、值守无人化、矿井智能化”的“七化”标准和建成“规模最佳、系统最优、装备精良、管理最好、效益最高”的安全、环保、高效型矿区的目标,以“一优二补三减四化”为抓手,着力推进矿井智能化建设,制定了《公司智能化矿井建设(2020-2022年)规划方案》,为江苏乃至全国煤炭工业发展提供“大屯方案”,确定了205项系统工程,计划投资14亿元,拟推进14个采煤工作面、22个掘进工作面实现或达到智能化开采水平。

 姚桥煤矿作为大屯公司的主力矿井,甘当智能化建设先锋。“智能化开采目前已经成为国家决策导向、行业发展方向,不是你想不想干,而是你必须干,不干不行,早干早得益的事。”姚桥煤矿矿长邵福兵说。

智慧矿山建设是中煤集团和大屯公司的重点工作,为加快推进智慧矿山建设确保首个智能工作面尽快落地,中煤集团领导李延江、彭毅等多次过问,大屯公司领导包正明、毛中华等多次到现场调研,听取专题汇报,从方案设计、设备配套、人员组织到学习培训、安装施工提出明确要求。

大屯公司总经理毛中华查看井下远程供电供液硐室

姚桥煤矿第一时间成立了智慧矿山领导小组,组建了智能工作面开采工作队伍。组织人员到国内智能化开采先进单位调研观摩、学习培训,制定了姚桥煤矿智慧矿山建设中长期规划和智能工作面开采工作方案,并加强与设备制造厂家的沟通联系,积极参与设备选型等前期工作。

从2018年10月8日姚桥煤矿7263智能工作面正式启动,2019年10月30日进行设备全系统、全要素联合调试,今年5月25日试采成功,到6月18日正式开机,历时20个月,克服了地质条件差、技术要求高、无先例可供参考等困难,实现了生产过程的少人化, 达到了设备协调、连续、安全、高效运行的目标,为姚桥煤矿乃至大屯公司实现安全、高效、绿色、智能发展奠定了坚实基础。

迎难而上  推动煤炭生产方式变革

“提到自动化、智能化,起初大家很茫然,认为机器完全代替人不切实际。”姚桥煤矿采煤三队队长张玉槐兴说,职工对新设备的使用和检修以及对新工艺的学习上有畏难情绪,认为干放顶煤是老本行,初次干这种大采高的一次采全高,不少人有抵触情绪。

除了观念的误区,在推进7263智能工作面开采过程中,邵福兵说了三大挑战:一是开采技术上的挑战,对生产模式、开采技术、设备管理、管理程序不太了解,集中控制是遇到的首要问题;二是地质条件的挑战,7263工作面地质条件复杂、有多处断层构造,是孤岛工作面;三是人员操作的挑战,智能工作面从管理人员到岗位员工都是第一次接触,所有的技术都要从头学起,要在短时期内熟练掌握生产工艺、操作流程、操作技术等。

针对7263工作面条件复杂的实际,姚桥煤矿坚持问题导向,认真落实公司“方案可行、能够应对复杂条件、保证安全和减轻劳动强度减少人员投入”四项要求,借鉴国内外先进成熟的经验,采用“采煤机记忆截割+支架自动作业+人工远程视频监控干预”智能化开采工艺。“工作面采用5米大采高液压支架150台,配备智能集控和电液控系统,在工作面外口建立顺槽集控中心,实现1000米远距离操控,借助井下万兆环网将工作面60余台摄像仪数据采集传输至地面分控中心,通过地面综合监控中心对进行综采设备智能监测与集中控制,还安装了综合接入器28台,电液控及自动化系统各类装置40余箱,使开采工艺努力适应复杂地质条件下的开采要求。”姚桥煤矿机电副矿长亢俊明介绍。

7263工作面现场

人才是实现智能化开采的“金钥匙”。智能化开采队伍组建初期,姚桥煤矿选派了3名机电专业的大学生和采煤三队8名技术骨干,这个团队中,年龄最大的出生于1986年,年龄最小的出生于1993年。先后到北京进行理论知识培训,深入山西崖坪煤矿进行了现场实操培训,为智能工作面建设储备专业技术人才。

“我很庆幸成为智能工作面建设队伍中的一员。”姚桥煤矿设备科技术员慈鹏芬介绍,在工作推进过程中,视频环网和工业控制环网同管铺设时,数据传输出现不流畅、卡顿现象,传输出现卡顿对安全生产影响非常大,通过研究和测试,他建议厂家增加隔离耦合器,这样电液控数据传输和视频信息传输可以分开铺设。他说,在建设智能工作面过程中,虽然遇到了很多困难,但很享受解决困难后的成就感,。

“一台支架连接5个传感器,现场共有300多根线用来传输数据,实验初期总是出现各种问题。”姚桥煤矿采煤三队原机电队长杨轲说,“调试成功的那天,我们特别兴奋、特别激动,没想到采煤原来还可以这样做!”

在7263智能工作面开采中,成立了大学生班组,班组成员6名,分别来自3名采矿专业、1名软件专业、1名机械电子专业、2名机械制造及自动化专业,已经被提拔为采煤三队党支部书记杨轲也是其中一员。据介绍,根据大学生分配及人员调动情况,大学生班组还将适当进行补充,通过日常严要求、严管理,着力培养创新型人才,建立具有大屯特色的智能化大学生班。

“经过我们反复测试,只要一键启动,采煤机就可以根据设置的参数自动割煤,工人只要根据煤壁构造调整割煤机高度就行,特别省事。”姚桥煤矿调度室主管技术员丛地鹏欣喜不已。智能化开采工作面,让煤矿人“坐在地面采煤”的梦想成为现实。

“以前两道回料需要我们肩扛手提的,现在两道的支护设备稳定性很高,用遥控器就能操作,手上老茧都少啦。”姚桥煤矿采煤三队班长张召方伸出手,兴奋之情溢于言表。

“智能采煤工作面建成后,让我们的矿工远离了脏、累、苦、险的环境,终于可以轻松、体面地采煤了,真正感受到了智慧开采带来的实惠,大家更有自豪感、获得感和幸福感。”姚桥煤矿党委书记倪宝新说。

乘胜前行  打造智能化开采标杆矿井

在50年的发展进程中,大屯公司始终重视和追求煤炭开采技术的变革及发展,从人工打眼放炮到半机械化,从综合机械化再到智能化开采,采煤工艺的每一次变迁,都成为煤矿发展的“新动能”。

“7263智能工作面只需要4~5人,一个班要比以前少10人左右,一共可减少40人左右。一个班保证系统不受限制的话,能采6000-7000吨煤。工人从设备操作工变成巡视工,最大程度减少工人操作,降低了劳动强度。”张玉槐说,这是以前想都不敢想的。

自7263智能工作面试采成功以来,实现了工作面设备一键启停、液压支架自动跟机、采煤机记忆截割、智能终端和手机APP视频监控等功能,收到了预期效果。“我只需要通过手机软件轻轻一点,就可以随时随地可以查看采煤机位置,支架压力,工作面实时视频等数据……”慈鹏芬拿出手机点开跟机视频APP、智能工作面数据中心APP进行演示。

7263智能工作面实现了手机APP视频监控

“7263智能工作面实现了采煤机记忆割煤为主,就地干预为辅;液压支架跟随采煤机自动跟机为主,人工干预为辅;综采运输设备一键启停控制为主,顺槽监控中心干预为辅,最终达到设备协调、连续、安全、高效运行的目的。”姚桥煤矿生产副矿长陈勇介绍,与传统开采模式相比,智能化开采将职工从危险性较高的采煤工作面转移到安全环境较好的顺槽监控中心和地面远控中心,单班作业人数减少了一半,采煤效率得到了极大地提高,很好地促进了安全高效生产。

“姚桥煤矿一定要将智能工作面管理好、运维好,以智能化保障矿井安全生产,以智能化提升矿井高效生产水平,以智能化降低职工劳动强度、实现职工体面劳动。”大屯公司总经理毛中华提出明确要求。

姚桥煤矿干群表示,要以智能工作面开采启动仪式为契机,按照打造安全生产的典范、提质增效的典范、改革创新的典范、培养人才的典范、班子团结协作的典范要求,以建设国家级标准化示范矿井、国家级绿色示范矿井、国家级智慧示范矿井、国家级安全高效示范矿井为目标,认真总结提炼智能开采的经验,努力在煤炭行业树立智能开采的“姚桥标杆、大屯标准”。

“干煤矿给人的感觉一直是傻大笨粗,如果说远离生产现场,像管理生产车间一样,看看电脑,按按鼠标,就可以操纵煤机哗哗出煤,你说给人家听,人家会说你是在做梦。但是今天这个梦想就可以通过智慧矿山建设轻松实现。”邵福兵详细介绍了姚桥煤矿智慧矿山总体建设目标:将人工智能、工业物联网、云计算、大数据、机器人、智能装备等与现代煤炭开发利用深度融合,实现矿山“人、机、环”数据智能化精准采集、网络化传输、规范化集成;建立统一的集成管控平台,实现生产全过程一体化智能控制、经营全流程一体化协同管理;建设基于大数据中心的安全生产信息云服务系统;实现煤炭无人(少人)开采与灾害防控一体化的智能化采矿;实现原煤运输、供电、排水、通风、压风等环节远程智能控制、无人值守。最终形成全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的智能系统,将姚桥煤矿建设为安全、高效、智能、绿色的国内一流煤矿。

“希望大屯公司以姚桥煤矿7263智能工作面的建成投产为新的起点,加快推进智慧矿山建设,引领煤炭行业技术发展,不断提升安全保障水平。”江苏煤监局党组成员、一级巡视员杨树民提出了殷切希望。

站在新起点,开启新征程。大屯公司将认真贯彻国家安全生产的要求和煤炭行业的标准,按照智能化矿井建设3年规划方案,加快智能工作面和智慧矿山建设,促进企业安全、绿色、高效、智能发展,为煤炭行业开采技术、江苏煤矿安全生产、地方经济建设和中煤集团高质量发展贡献大屯力量。

(作者单位:中煤大屯公司)

(责任编辑:邵冰锋)

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