山东能源集团兖州煤业公司东滩矿智能化建设纪实


高楼耸立到云端,

小桥流水依偎着假山,

绿茵铺地鲜花盛开,

十里矿区掩映于绿树丛中

……


800米井下,

巷道亮如白昼,

一键采掘、可视化集控、

智慧物流、5G应用,

仿佛置身于一个高科技园区

……

这是哪儿?



这儿是作为国家首批

智能化建设示范煤矿之一的——
山东能源集团兖州煤业公司东滩矿。


东滩矿,坚持以科技创新为先导,积极推进技术进步和自主创新,从人工打眼、放炮、出矸石、钉道,到半机械化开采、综合机械化采煤,再到如今的智能化开采,在质和量的“嬗变”中一路播种,一路收获。


应变——

建“四型”矿井,占据制高点,走在最前沿

职工代步工具——胶轮车(通讯员 陈勇 提供)


东滩矿始建于1979年,1989年12月投产,是我国“七五”期间自行设计、自行建设的特大型现代化矿井,9年保持全国立井开采总产量第一,是兖州煤业公司本部安全稳、产能高、成本低、效益好的骨干矿井。

2020年9月24日至25日,全国煤矿智能化建设现场推进会在原兖矿集团召开,吹响了东滩矿智能化矿山建设的“号角”。回顾东滩矿近几年的探索实践,可以窥见东滩矿机械化换人、自动化减人的路径。


在高科技采掘设备引用上,东滩矿一直走在前列。


1992年,东滩矿使用AM—500采煤机、采用支撑掩护式封层综采工艺,工作面单产首次突破百万吨大关。


2007年6月至2008年5月,东滩矿在井下进行600万吨自动化、信息化高可靠工作面工业性试验,产煤638.5万吨。


1990年7月,东滩矿第一台AM50型掘进机投入使用,标志着该矿由放炮掘进转入机械化掘进。


1994年6月,东滩矿投入使用S100型掘进机。


1998年8月,东滩矿在全煤系统率先引进英国LH1300H型掘进机。


2002年11月,全国第一台S150J新型大功率掘进机在东滩矿首次投入工业性试验。


近年来,随着开采年限的延长和开采范围的扩大,灾害治理难度增大,职工老龄化问题突出,装备升级、换人提效成为迫切需求。

东滩矿瞄准智能化开采之路,力求在安全、绿色、智能、高效“四型矿井”建设上取得新突破,占据制高点,走在最前沿。

“将智能化作为破解安全生产难题的主攻方向,以智能技术装备改善高危作业环境,切实将井下作业人员减至最少,做到无人则安、少人则安,确保安全高效生产。”东滩矿矿长曹怀轩对智能化建设有明确的目标。

东滩矿按照优化调整、转型升级和跨越发展3个阶段梯次推进。“通过2年的努力,采掘生产逐步由机械化向自动化、信息化、智能化转换过渡,生产系统、接续工程进一步优化,人才素质进一步提升。到2023年末,主要技术装备水平达到全省同行业先进水平。通过5年努力,智能开采、清洁生产等核心技术达到煤炭行业领先水平,以强劲的科技创造力引领矿井发展。”曹怀轩说。

然而,智能化建设项目是煤炭企业全新的课题和实践,涉及调研、系统效果评估、编制方案、审批、采购、安装、调试和验收等重要环节。面对项目多、时间紧、任务重等诸多难题,如何稳中求进推进项目建设?

东滩矿抽调采掘区队、职能科室9名技术人员组建智能化工作推进办公室,负责今年全矿智能化重点项目、升级改造项目共8个专业、23项任务。

同时,东滩矿对重大难题召开联席会议,矿长亲自督办、集中解决;对每天的项目推进情况进行汇总,每周推出一期《智能化推进简报》,全面推进智能化建设工作。


智变——

单班作业减至7人,效率提升60%

年产600万吨的智能化采煤工作面(通讯员 陈勇 提供)


集控司机坐在距离采煤工作面1800米的顺槽监控中心,各重要位置的画面一目了然,轻轻按下启动按钮,皮带、转载机、运输机、采煤机缓缓启动,自如流畅地割煤、移架、推溜,原煤从煤壁落下,通过运输系统源源不断地被运往煤仓,整个工序行云流水、一气呵成……这是笔者在东滩矿14320智能化综放工作面看到的智能化生产的一个场景。


“机器就能自动割煤,不得不佩服科技的进步。”在采煤一线工作了30多年、今年54岁的液压支架工贾义生说。

采煤不见煤,只见机器忙。装备智能化让更多井下矿工像贾义生一样对这个职业的明天充满自豪和希冀。

“智能化是矿井创造价值的手段,因而我们前进的每一步,都需要脚踏实地,夯实基础。”2003年大学毕业就毅然选择到东滩矿综采工区干采煤的曹怀轩认为。

在建成63上06大采高综采工作面的基础上,东滩矿乘势而上,建成14320智能化综放工作面,围绕空间设计、系统控制、装备配套,量身定制智能化采煤系统配套方案。


智能化工作面长什么样?

曹怀轩介绍,工作面装备ZF12000型掩护式放顶煤液压支架,配备最先进的电液控制系统和压力、行程、红外线传感器及高清摄像仪,以5G无线网络和万兆工业环网为基础实现工作面数据的高速传输,人员可在地面智能集控中心或工作面集控中心实现对井下设备的一键启停控制和远程干预操控,并对设备工况进行实时监控。各设备协调、连续、高效、安全运行,将工人从工作面解放出来,给安全管理、产能释放、工艺提升带来了新的变化。

新工艺带来了高效率。智能化工作面投入使用后,实现液压支架自动跟机、采煤机记忆截割、自动找直、自动割三角煤、远程可视化集中控制等,“自动控制为主、人工干预为辅”的回采方式将单班作业人数减至7人,人工效率提升60%,成为山东省首个常态化运行的智能化大采高综采工作面。

东滩矿瞄准系统最优、环节最简、稳定可靠、智能高效的目标,推进采掘、机电、运输、洗选全系统全链条智能化改造,一幅由点到面、由局部到整体的智能矿山建设画卷全面铺开。

掘进环节是煤矿智能化的难点。东滩矿统筹推进高效快速掘进系统建设,将智能技术与掘进、支护、运输、辅助、监控五大子系统深度融合,实现远程遥控、定位截割、地面远程控制、截割区域人体活动预警。配置自移机尾、齿辊破碎机、全自动液压钻车、智能巡检机器人等先进装备,升级可视化集中控制和远程遥控系统,实现生产可视化、支护机械化、截割智能化的新突破,单班作业人数减至8人,工作效率提高30%以上。

煤矿机电系统是生产环节的重要组成部分。东滩矿对主供电、主通风、主胶带运输、主提升、主排水、主压风六大系统进行自动化改造和智能化升级,实现重点设备智能巡检、重要场所无人值守和重点岗位流动巡检,累计减少岗位工100余人。

随着生产能力的提升,储装运系统的智能化改造势在必行。东滩矿对过程控制、设备运维、生产决策、生产指挥四大系统和基础设施与服务项目进行升级改造,选煤系统实现全流程自动化控制、信息化管理、智能化生产,精减人员16%,精煤产率提高2%以上,综合效率提高20%。

数字化、信息化是智能化矿井的技术支撑。东滩矿将5G、云计算、大数据、物联网等新技术与现代管理深度融合,建成集煤炭生产、机电集控、生产调度、洗选加工、防冲监控等30多个系统于一体的智能集控中心。依托万兆以太环网,各系统在线监测、安全监管、人员定位、调度通信、应急广播、决策分析、发布处置一体化操作,数据孤岛全面打通,各系统数据、设备运行状况一目了然,全方位、立体化地监控矿井安全生产全景全貌,多个系统设备均实现了一键启停,职工“穿着西装在地面采煤”的梦想变为现实。

信息驱动发展,数据指挥生产。搭建兖州煤业公司首家煤矿CMOMPlat数字化平台(煤矿安全生产精益管理平台),通过采集、记录、整理各类设备信息,预测、监控和指导矿井生产管理,实现采、掘、机、运、通各系统高度协同,实现从生产计划的下达、排产到生产运行、反馈等的无人化或少人化。

目前,东滩矿通过对设备全生命周期管理,使设备故障率降低5%。


质变——

“煤黑子”成了幸福的“煤亮子”


智能掘进远程操控平台(通讯员陈勇提供)


智能化矿山建设,职工才是最终受益者。


“远看像个要饭的,近看是个挖炭的。以前,干完活全身上下就牙齿是白的,回家倒头就睡。现在不一样了,设备干我们看,基本没啥体力活,下了班还能开着小车陪老婆孩子溜溜公园逛逛书店。”52岁的综采一区职工刘计怀说。

“我1989年刚参加工作那会儿,全靠两条腿跑,后来通人行车了,可到工作面也得40分钟至50分钟。现在好了,去采煤工作面和升井坐胶轮车20分钟就到。”坐着胶轮车去采煤工作面,这让刘计怀很开心。

摒弃窄轨电车和架空乘人装置,改用无轨胶轮车,对1989年投产的东滩矿来说,是不小的挑战。但更换后的益处显而易见——井下职工乘坐胶轮车到采煤工作面和升井,比窄轨电机车运输人员时间缩短60%,比架空乘人装置运输人员时间缩短50%,大大提高了运人效率。

“以前,安装和撤出采煤工作面,一个支架拆分为四部分,需要起吊好几次,不仅效率低,还有安全隐患。现在,用胶轮车,整个支架直接运送到采煤工作面,稍微调整即可使用,避免了来回拆分和起吊,效率和安全系数更高。”刘计怀说。

“现在,我的工作就是看电脑、点鼠标,再也不用到井下大巷一个人开皮带了,真是既轻松又安全。”已经有8年井下皮带管理工作经验的集控室操作员周洲说,“过去,井下职工开停皮带,光打电话沟通就得十多分钟,不仅要联系各岗点,还要询问沿途工作人员情况。”

“跑点腿出点力没关系,关键是安全系数低。”周洲解释说,“岗位工最远只能看到给煤机前方两米多远的距离,皮带控制开关和操作台,在什么也看不清的情况下,只能凭借经验开停机,如果出现故障停机,谁也不知道具体故障原因,需要安排人工现场查看处理,劳动强度高。”

作为安全生产运行的“神经中枢”,煤矿机电系统贯穿各个生产环节。该矿通过实施机电六大系统智能化升级和有机融合,集成各子系统,对重点区域、重点岗位进行360度全景视频监控,具有对系统运行数据实时在线监测、智能分析的功能。

同时,东滩矿搭建各子系统远程集控平台,实现各机电设备远程集控、联动启停、智能联控等,对重点设备智能巡检、重点岗位动态巡检、重要场所无人值守,减少岗位工112人。

“之前,东滩矿井下13条皮带12个给煤点需要132个岗位工;地面及井下12个采区变电所24小时值班,需要29个岗位工。”东滩矿副矿长徐京指着调度室监控大屏如数家珍,“现在,通过远程集控,各岗点真正实现了无人值守。”

智能化建设对东滩矿职工来说,变化不止于此。


2020年1月,东滩矿大采高智能化综采工作面大学生班组在综采二区组建成立。2月初,东滩矿63上06智能化综采工作面进入设备系统调试阶段。“这套全新的智能化装备在矿上是独一份,人和设备、设备和采场都需要磨合。”徐京介绍。

如何应对未知的困难?大学生班组班长白冰峰给出了答案:以前,到家累了不想动。现在,回家总想翻翻书,用手机复习一下干部大讲堂的资料,督促大家别忘了给自己“充电”。

近年来,该矿先后向兖州煤业公司输送副处级以上干部30余人,培养兖州煤业公司级及以上技能大师6人、首席技师3人,3人入选“兖煤工匠”,涌现出全国劳动模范、全省煤矿综采司机技术状元以及孙越崎能源科学技术奖获得者等一批优秀人才。现在,越来越多的大学生加入到煤矿建设队伍中。



来源:中国煤炭报 责任编辑:董衡

作者:王建 邱长鹏

编辑:崔维维

搜索关注“中国煤炭报”微信公众号,更多精彩内容不容错过!

文章内容来自网络,如有侵权,联系删除、联系电话:023-85238885

参与评论

请回复有价值的信息,无意义的评论将很快被删除,账号将被禁止发言。

评论区