新聞中心

您當前的位置: 首頁 > 新聞中心 > 媒體聚焦
[ 中国能源报 ] 从标杆到标配:中国煤矿“四化”建设的“陕煤示范”
发布时间:2020-06-28     作者:梅方义 祝治安   点击量:3015   分享到:

image.png

2020622第16版

“以勇立潮頭、爭當時代弄潮兒的志向和氣魄,力爭實現陝煤集團在煤炭行業‘四化’建設中爭當排頭兵的奮鬥目標。”陝煤集團黨委書記、董事長楊照乾近期發出號召。

爭當全國煤炭行業“四化”建設的排頭兵,提出這樣的奮鬥目標,是需要底氣的。陝西煤業的底氣緣何而來?

陝西煤業總經理王世斌告訴筆者:“我們的底氣和自信,來自于前期的成功,當下的奮鬥和未來的規劃。‘四化’建設,我們擁有創新務實的專業團隊,有切實可行的行動方案,有行業領先的技術、裝備,還有雄厚的資金作爲後盾;從標杆轉標配的攻堅,由先鋒先行先試,到所有礦井的全面決戰,我們有必勝的信心。”

机械化实现标配: 大幅度高于全国水平

在2014年建成全國首個智能化工作面之後的5年多時間裏,特別是2018年以來,陝煤集團積極布局煤礦“四化”建設,迅速搶占“四化”建設制高點,煤礦“四化”建設走在了全國的前列。

煤礦“四化”建設這個概念,是近年由國家煤監局提出來的,但陝西煤業實際“四化”建設起步要更早一些。旗下管理的韓城礦業公司桑樹坪煤礦,設計生産能力300萬噸/年,1977年投産時,號稱“西北第一個現代化礦井”。那時的現代化,類似于現在說的機械化。

由科技進步推動的煤礦“四化”建設,伴隨著改革開放一路前行,一路完善,一路提高。據國家煤監局發布的信息,截至2019年,我國年産1000萬噸的綜采設備、采煤機、液壓支架和運輸機等成套裝備達到世界先進水平,8.8米超大采高智能綜采工作面成功應用,全國煤礦采煤、掘進機械化程度已分別達到78.5%、60.4%,比2012年均提高近10個百分點,已建成183個智能化采煤工作面,煤炭生産實現由手工作業向機械化、自動化、信息化、智能化的曆史性跨越。

國家能源局編制的《我國煤炭行業高質量發展總體思路、目標方向、量化標准和重點舉措研究》提出:全國煤礦采煤機械化程度,到2022年要達到87%,到2025年要達到90%,到2035年要達到95%;全國煤礦掘進機械化程度,到2022年要達到67%;到2025年要達到75%;到2035年要達到80%。

從2018年開始,陝西煤業的“四化”建設,由樹標杆轉入要全部標配的攻堅時期,由先鋒的先行先試,轉入全面決戰的關鍵時期。《陝煤集團煤炭板塊“四化”建設工作規劃方案》顯示,截至2019年,陝西煤業管理的全部36對礦井,平均回采機械化率達到100%,已經實現了機械化;掘進機械化率已經達到90%。

上述數據表明,截至2019年,陝西煤業的回采機械化率和掘進機械化率,大幅度高于同期的全國水平,而且事實上已經超過了全國2035年要達到的規劃目標。

机械化是煤矿“四化”建设的基本要求。2018年以来,陕西煤业坚持问题导向,坚持把淘汰落后、发展先进作为方向,通过引入国内外先进的煤矿机械化设备,不断推进煤矿新装备的应用,全面提高煤矿机械化程度,重点推进破解煤矿巷道优化、高效掘进等难题和技术瓶颈,目的是补上掘进机械化率离100%还差10%的短板,为煤矿安全生産提供保障。他们开展了 “迎头无人、远程操控、高效快掘”的智能化掘进技术研究,加快推动智能快速掘锚成套设备的实验和应用。2019年,韩城矿业研发试制成功锚钻联动平台、黄陵矿业引进应用掘锚一体化装备、曹家滩煤矿全国首套智能快速掘锚成套装备成功安装。通过技术和装备的不断提升,实现煤巷综掘机快速掘进,提升掘进机械化水平。

陝西煤業要求,在機械化方面,各煤礦采煤機械化程度持續保持100%;2021年底前,掘進機械化程度達到95%,實現高效支護、連續運輸、移動供電、快速掘進的高産高效布局。

機械化業已領先的陝西煤業,現在在機械化上已經進入了更新換代、拾遺補缺的後機械化時代;同時快速邁進了機械化疊加自動化,信息化,智能化,進入由機械化向自動化、信息化、智能化轉變的曆史性跨越。

自動化完成標配:輔助系統集中控制率97%

煤矿自动化是指利用先进的电子机械设备,结合预定设计参数,进行煤炭生产的运行操作及监视操作,可极大提高生产效率,减少施工人员的数量,实现 “无人则安”。

陕西煤业管理的36 对矿井共有792个辅助生产系统。截至目前, 772 个生产辅助系统(矿井主运输系统、机房硐室、地面装车系统等)实现了集中控制;生产辅助系统自动化集中控制率由 35%提升至 97%,固定岗位减少 700 多人,机房、硐室基本实现了“有人巡检,无人值守”。剩余的20 个生产辅助系统, 将在今年三季度全部完成集中控制建设。另外,陕西煤业29对生产矿井的34个地面装车系统全部实现自动化集中控制。

2018年以來,陝西煤業開展了煤礦各個系統設備自動化升級改造,推廣固定設施遠程監控,運用信息技術對地質數據進行數據建模分析,基本實現瓦斯、水、火、頂板等重大危險源的預測預警;通過各類探頭、傳感器的應用,有效監測和控制了井下瓦斯等危險有害因素,實現了自動化系統的全面應用。

“僅小保當一號煤礦112202綜采工作面就裝有2個顯示器、17個攝像頭、175多個傳感器,可以全方位展示支架推移情況。依靠智能化采煤設備,再也不用天天往支架裏鑽,心裏踏實多了。”小保當一號煤礦綜采一隊隊長王小軍說。

截至2019年底, 陕西煤业97%的矿井主要生产系统实现了远程控制或自动巡检。到今年四季度,陕西煤业辅助生产系统将全部实现现场监测的可视化和自动化、智能化远程集中控制,实现了无人值守、有人巡检,实现100%的目标,领跑全国煤矿。

近年来,陕西煤业还积极推进煤矿机器人(13.700, -0.13, -0.94%)研发应用,分别在榆北、黄陵、陕北、铜川、彬长等矿区推广应用皮带、变电所、主排水泵房巡检机器人以及选矸机器人,已应用机器人 12 个。

在小保當公司調度室,筆者看到這樣一幕情景:崗位工輕輕點擊鼠標後,從他面前的電腦屏幕上就可以看到,位于井下皮帶大巷的巡檢機器人立即行動,沿著預定軌道向前行進,同時,屏幕上也會顯示出作業現場皮帶運行的實時圖像。據悉,這類巡檢機器人主要應用在礦井主排水泵房、變電所、大巷皮帶等崗位,可實時將現場的圖像、聲音、溫度等數據傳輸至地面,實現在地面監控中心對巡檢設備的遠程監控,大幅減少了現場作業人員和系統巡檢人員。

陕西煤业在煤矿“四化”三年(2020-2022)规划目标中,关于机器人作业的目标是,2020年,将继续投资2.6亿元,在黄陵、陕北、彬长矿业与榆北煤业推广应用皮带输送机、变电所、主排水泵房巡检机器人以及选矸机器人 5 大类 74个。到2022年,支护、喷浆、打钻、巡查等危险和繁重岗位基本实现机器人作业。

國家發改委、能源局在《能源技術革命創新行動計劃(2016-2030年)》中提出,2030年重點煤礦區基本實現工作面無人化。這一目標,陝西煤業將提前8年,在2022年就可以實現,陝西煤業成爲我國煤礦自動化建設的領跑者。

信息化標配:搭起了三網一平台框架

在開展自動化的多數煤礦,自動化設備均是在獨立環境中運行,缺乏有效的信息交流平台及數據資源共享平台,限制了自動化系統信息能力的發揮。于是,煤礦信息化提到了重要議事日程。

2019年,陕西煤业、8 个矿业公司、36 对矿井整体建成了业务集成、数据共享、智能分析管控一体化的安全生産信息共享平台。以矿井“一张图”为基础,集成矿山开采、掘进、机电、运输、地测、通风、给排水各类生产过程控制信息,安全监测监控、人员定位、综合自动化等安全保障数据,生产、运输、销售调度运营数据,构建安全生産运营数据中心,实现陕西煤业、矿业公司、生产矿井三级数据集成共享,管理联动和协同工作;应用专业业务模型及智能综合决策实现对矿山整体运营的不断优化。

陕西煤业将安全生産信息共享平台、运销“销售管理系统”、“西煤电商”物资供应系统等产供销三网整合为联动智慧管理平台--经营调度大数据平台,“三网一平台”信息化体系成为陕西煤业转型数字化的标志事件。未来,该平台将与陕西煤炭交易网络平台实现供应链一体化,实现制造、供应、销售等信息的数据集成,实现决策科学化。即:“矿山一张图”囊括生产关键指标;“安全一把锁”包含安全监测和安全预警;“采销一条龙”览尽交易形式;“资金一个池”建立信用模型把好风控;“物流一条线”详知货运情形;“万物一个芯”掌握各设备运行状态;“服务一张网”呈现各种矿山服务情况;“经营一盘棋”实现高效决策支撑。以此推动煤炭产业实现生产智能化、管理科学化、产销在线化、业务网络化,到最终产业生态化的转型发展。

先人一步構建工業互聯網創新生態,鼓勵銷售和物資領域依托工業互聯網打通終端市場和産業鏈上下遊,努力打造全國煤炭互聯網發展示範標杆。這是陝西煤業信息化建設的方向和目標。

智能化標配:三年內全部煤礦完成

陝西煤業是全國煤礦智能化當之無愧的領軍者。陝西煤業旗下的黃陵礦業公司,2014年率先建成全國首個智能化開采工作面,去年10月發布了“智能化綜采工作面”企業標准,目前4個煤礦的6個工作面全部智能化開采,智能開采工作面比例達100%。

國家發改委等8個部門出台的《關于加快煤礦智能化發展的指導意見》指出,到2025年大型煤礦和災害嚴重煤礦要基本實現智能化。

國家能源局制定的煤炭高質量發展評價指標體系中,煤炭智能開采工作面比例(%)是其中的8個導向性指標之一。

据有关部门统计,全国煤炭智能开采工作面比例,2018年是2.5%,2019年是5.38%。国家有关部门提出的目标是,该比例2022年达到10%, 2025年达到20%, 2035年达到60%。

陝西煤業所屬煤礦現有52個采煤工作面,2019年底,有19個工作面實現了智能化,煤炭智能開采工作面比例36.54%。今年底將累計建成36個智能化工作面,産能占總産能的85%,智能開采工作面比例69.23%。陝西煤業規劃,2022年所有采煤工作面全部實現智能化,智能開采工作面比例達到100%,比國家發改委等8部門要求的2025年提前3年。與此同時,陝西煤業提出,到2022年,50%以上的掘進工作面實現智能化高效快掘。

作爲我國煤礦智能化無人開采技術應用的倡導者、引領者和實踐者,黃陵礦業公司從首個成套國産裝備智能化無人工作面建成起,目前完成了16個智能化無人綜采工作面回采,實現了生産輔助系統的“無人值守、有人巡視”,成爲全國首家薄、中、厚煤層智能化全覆蓋的礦區;2019年發布了煤炭行業首個智能化開采技術標准,填補了國內煤炭行業智能化無人開采工作面標准的空白;與中國煤炭科工集團太原研究院共同開發的掘錨一體快速掘進技術成功應用並達到國際領先水平。

2018 年以来,陕西煤业各单位多点发力,积极推进矿井“四化”建设。其中,快速掘进技术应用取得重大突破,陕西煤业在关中、彬黄、陕北矿区开展快速掘进研发应用,2018年黄陵二号煤矿快掘系统开始运行,月单进达550米;2019年曹家滩煤矿装备了两套快速掘进系统,月单进突破2000米大关。2020年计划建成21套高效快速掘进系统,煤矿单进水平将大幅提高。

曹家灘煤礦掘進區區長王劍介紹,現在幹掘進就是工人們拿著遙控器站在那裏監督指揮機器幹活,自動定位、全斷面掘進、自動打錨杆上網,所有工序一氣呵成,掘進效率較之前提高了近5倍。

陕西煤业通过快掘系统应用和优化劳动组织,掘进工作面数量由2018年的283个减至175个,减少108个,综合单进提高 17%。曹家滩煤矿大断面快速掘进系统创下日单进 91 米、月单进 2020 米的纪录,标志着我国煤矿掘进装备在大型化、智能化方面迈进了一大步,这为矿井接续调整、灾害治理赢得了时间和空间。通过近两年的努力,陕西煤业智能化采煤工作面由2018 年的 6 个增至目前的 19个。与此同时,陕西煤业全员劳动效率由2018年人均3649吨提升至目前4188吨,提升 14.7%。

智慧礦山:標杆已經立起

“作爲首批通過國家兩化融合貫標評定的煤炭企業,黃陵礦業公司正在由智能化采煤向生産全智能化、4G向5G叠代的轉變,智能礦井建設雛形基本形成。我們計劃2021年底將4對礦井全部建成智能礦井,打造具有黃陵特色的智能化示範煤礦。”陝西煤業黃陵礦業公司董事長雷貴生說。

陝西煤業的目標是,到2022年底,50%以上的礦井建成“智能礦井”;黃陵、彬長、陝北礦業和榆北煤業建成“智慧礦區”。現在,榆北煤業和黃陵礦業正以高起點、高標准、高質量打造“智慧礦區”。

按規劃,2019年至2022年,以張家峁爲試點,實踐形成智能礦井的標准化技術架構,即:基于一套標准體系、構建一張全面感知網絡、建設一條高速數據傳輸通道、形成一個大數據應用中心、開發一個業務雲服務平台,面向不同業務部門實現按需服務。

目前,陝西煤業與中國工程院院士王國法科研團隊合作在張家峁煤礦開展“智能礦井巨系統關鍵技術及裝備”的探索研發,計劃在兩年內完成《無人化礦山建設規範》標准制訂,將張家峁煤礦建成煤炭行業標杆性無人化示範礦井。

陝西煤業計劃從2020年起,在現有采煤機記憶割煤的基礎上,研究實踐采煤機自適應、自學習功能,探索應用機器人采煤。在地質條件及環境複雜的銅川、韓城、澄合、蒲白、彬長五個礦業公司的采煤工作面探索應用采煤工作面機器人群;在黃陵、陝北、榆北三個地質條件及環境簡單的采煤工作面探索應用采煤工作面機器人,力爭在2021年建成4個全智能采煤工作面。

陝西煤業啓動了“智能礦井、智慧礦區”標准體系建設,榆北煤業和黃陵礦業“智慧礦區”建設全面啓動;張家峁煤礦有序推進全國首個“智能礦井”建設。

凝聚决战磅礴力量,抢占四化建設制高点,在国家和行业建立“四化”示范标杆,要在“新装备”、“新技术”、“新应用”上抢占先机,培育陕煤智慧,管理煤炭大脑,形成“链接一切”的煤炭产业生态体系。这在陕西煤业形成了共识。为此,陕西煤业每年设立1亿元的重大科研项目配套科技引导资金,同时投入100亿元转型创新基金,积极布局高新技术产业,进一步促进产融结合。

根據規劃,到2025年,陝西煤業總部將建設成爲生産經營大數據中心,實現産銷在線化、業務網絡化、安防可視化、決策科學化的智能指揮中樞。礦區將建成理念超前、特色鮮明、技術集成、成果轉化、智能應用的煤炭“智慧化”生産基地。煤礦將建成信息精准適時采集、高可靠網絡化傳輸、規範化信息集成、實時可視化展現、生産環節自動化運行的“智能礦井”。

杨照乾表示,煤炭生产是陕煤集团今后较长一段时间保持经济效益稳定增长的“压舱石”。这个“压舱石”压的稳不稳,关键就在于煤矿“四化”建设强不强。必须以智慧矿山为突破,以等不起、慢不得、坐不住的工作劲头,紧抓新一轮科技革命和产业变革机遇,切实让数字化、智能化成为新时代“改变陕煤形象、奠定陕煤地位、保持陕煤领先”的有力支撑,让“四化”建设引领陕煤迈向“智能化”未来。(梅方义 祝治安)