大海則煤礦智能化建設(shè)質(zhì)效并舉

▲擁有亞洲最大儲量原煤氣膜球倉的中煤陜西公司大海則煤礦智能化選煤廠全貌。中煤陜西公司/供圖

【資料圖】

擁有360多處煤礦、產(chǎn)能達(dá)8億多噸的陜西，是我國煤礦智能化建設(shè)的先行先試地區(qū)。依托陜西煤礦智能化建設(shè)優(yōu)勢，中煤陜西榆林能源化工有限公司煤化工項目的配套資源礦井——大海則煤礦，持續(xù)統(tǒng)籌推進(jìn)技術(shù)優(yōu)化創(chuàng)新、智慧化及綠色礦山建設(shè)，著力打造國際領(lǐng)先的安全、高效、綠色、智能現(xiàn)代化的示范礦井。

“云大腦”讓井下生產(chǎn)一目了然

大海則煤礦于2020年11月被列為國家首批智能化示范礦井，成為8家新建智能化煤礦之一，井田面積265.63平方公里，資源總儲量47.86億噸，設(shè)計可采儲量32.09億噸，建設(shè)規(guī)模2000萬噸/年，服務(wù)年限114年，概算總投資為129.79億元，其中，智能礦山建設(shè)總投資為6.45億元。

《中國能源報》記者在大海則煤業(yè)公司生產(chǎn)控制指揮中心看到，600余米深的井下智能化綜采工作面上，智能化采煤系統(tǒng)正高效運轉(zhuǎn)，煤炭源源不斷地通過傳送帶運往地面。井下人數(shù)、車輛、通風(fēng)情況，甚至礦工所在具體位置等各系統(tǒng)數(shù)據(jù)和畫面通過攝像頭和5G通信網(wǎng)絡(luò)實時傳輸回指揮中心大屏，一旦有異常情況，地面工作人員便能及時發(fā)現(xiàn)、及時應(yīng)對。

據(jù)記者了解，大海則煤礦智能化建設(shè)通過5G、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)與煤炭生產(chǎn)深度融合，建設(shè)了全礦井“一張網(wǎng)”“一中心”“一張圖”“一平臺”“一標(biāo)準(zhǔn)”。2021年，大海則煤礦完成了5G 700MHz與2.6GHz融合組網(wǎng)首發(fā)，建成一條大海則煤礦自有的無線網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)井上下“5G、WiFi、IoT、工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)”一網(wǎng)管控，井下采掘等主要巷道完成5G網(wǎng)絡(luò)部署。下一步，隨著5G智能接管機(jī)器人、應(yīng)急偵測救援機(jī)器人“上崗”，實時對高空管路、危險區(qū)域進(jìn)行立體式、全方位安全巡檢，將有效杜絕安全盲點，大幅度降低職工作業(yè)風(fēng)險。

“利用5G高速率、大連接、低延時的優(yōu)勢，大海則煤礦實現(xiàn)了采掘工作面等遠(yuǎn)程設(shè)備‘零時差’操控，形成‘規(guī)劃割煤、視頻跟機(jī)、地面遠(yuǎn)控’的開采模式，2021年投用至今，采煤機(jī)開采速度可達(dá)15m/min。”大海則煤礦副總經(jīng)理郭瑞說，大海則煤礦大力推進(jìn)智能化采煤作業(yè)，智能化率達(dá)到80%，單日割煤18刀，最大日產(chǎn)量達(dá)4萬噸，職工作業(yè)勞動強(qiáng)度大幅降低，生產(chǎn)效率明顯提高。

智能化提升經(jīng)濟(jì)和社會效益

此前，采煤工人忍受著井下煤塵、高溫、噪音等惡劣環(huán)境，徒手操作采煤機(jī)和液壓支架，如今，通過智能化技術(shù)，不僅工作環(huán)境迎來極大改善，還能實現(xiàn)全過程無人化操作和智能化運行，煤炭生產(chǎn)流程正在發(fā)生翻天覆地的變化。

大海則煤礦率先開展深埋藏大采高條件下常態(tài)化智能開采，建成2個大采高智能綜采工作面，采用1:1可視化建模技術(shù)構(gòu)建實時生產(chǎn)三維模型，建立精準(zhǔn)定位感知系統(tǒng)，實現(xiàn)人員主動防護(hù)、設(shè)備防碰撞預(yù)警、上竄下滑監(jiān)測等功能。

▲中煤陜西公司大海則煤礦井下智能化采煤作業(yè)畫面。中煤陜西公司/供圖

同時，智能化快速掘進(jìn)裝備投入使用。大海則煤礦快速掘進(jìn)成套裝備由慣性導(dǎo)航定位、信號傳輸、音視頻、遠(yuǎn)程操作、設(shè)備工況在線監(jiān)測、自動截割等系統(tǒng)組成，具有一次成巷、地面遠(yuǎn)程集控、安全高效三大優(yōu)勢。實時顯示掘進(jìn)工作面環(huán)境圖像、掘進(jìn)機(jī)運行狀態(tài)、設(shè)備運轉(zhuǎn)等信息，構(gòu)建起“工作面遠(yuǎn)程集控、多機(jī)智能協(xié)同、地面可視化”的掘進(jìn)新模式，大幅降低勞動強(qiáng)度，提高工作效率。

除了多技術(shù)融合的智能綜采、智能掘進(jìn)外，大海則智能化選煤廠也實現(xiàn)了從原煤儲運至產(chǎn)品裝車的智能化系統(tǒng)全覆蓋建設(shè)，內(nèi)容包括1個平臺、3大功能系統(tǒng)和14個智能化子系統(tǒng)。智能一體化平臺實現(xiàn)各系統(tǒng)自動運行、自主調(diào)節(jié)、智能決策以及全系統(tǒng)三維數(shù)字孿生，可24小時無間斷運轉(zhuǎn)，智能加介、壓濾等控制系統(tǒng)生產(chǎn)現(xiàn)場無崗位工，實現(xiàn)安全、高效、綠色、智能生產(chǎn)。大海則煤礦《煤炭洗選工程三維可視化全生命周期管理平臺項目》榮獲煤礦智能化創(chuàng)新聯(lián)盟2022年度全國煤礦智能化重大進(jìn)展獎。

基于此，選煤廠生產(chǎn)運行工作人員的數(shù)量和工作強(qiáng)度明顯降低，生產(chǎn)工人勞動定員減少48人，降低材料消耗約10%—15%，精煤回收率提高0.3%—0.5%，選煤廠智能化應(yīng)用率85%以上?！跋噍^于人工采制化模式，智能采制化系統(tǒng)可24小時不間斷運行，效率提升50%以上，現(xiàn)場僅需1名巡檢人員，節(jié)省崗位工20余人，減人增效顯著?！惫ぷ魅藛T向記者介紹。

除持續(xù)提升煤礦安全建設(shè)水平、提高作業(yè)人員的安全保障外，智能化技術(shù)也助推大海則煤礦獲得顯著經(jīng)濟(jì)效益。具體來看，云數(shù)據(jù)中心、模塊化機(jī)房的建設(shè)使用，有效整合了煤礦現(xiàn)有資源并極大提升資源的利用率，降低基礎(chǔ)設(shè)施的運維和管理成本至少30%以上；礦井5G多頻組網(wǎng)建設(shè)完成，系統(tǒng)的投資成本降低30%，同時因光電纜及設(shè)備數(shù)量的減少，維護(hù)工作量顯著下降。

持續(xù)打造國際領(lǐng)先智能化礦井

對標(biāo)發(fā)展新定位，大海則煤礦通過推動5G、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)與煤炭生產(chǎn)深度融合，已初步實現(xiàn)智能化礦井階段性目標(biāo)。

“圍繞打造‘安全高效綠色智能現(xiàn)代化示范礦井’建設(shè)目標(biāo)，大海則煤礦將進(jìn)一步結(jié)合目前智能化建設(shè)應(yīng)用情況，在科技創(chuàng)新、機(jī)器人應(yīng)用、智能遠(yuǎn)控等方面加大人力、物力保障，著力實現(xiàn)智能化減人、提效、保安全的工作目標(biāo)。”大海則煤礦黨委書記、董事長、總經(jīng)理馬冠超表示。

馬冠超指出，大海則煤礦矸石充填項目依托中煤集團(tuán)“煤礦矸石處理”重大科技專項，已完成一期工程建設(shè)，順利實現(xiàn)采空區(qū)4200m遠(yuǎn)距離矸石漿充填，最終將形成177萬噸/年固廢處理能力，實現(xiàn)煤礦全部固廢零排；同時積極采用光伏、變頻等節(jié)能技術(shù)，礦井主輔生產(chǎn)系統(tǒng)主要用能設(shè)備均達(dá)到國家一級能效水平，為建成安全、高效、綠色、智能現(xiàn)代化示范礦井提供有力支撐。

郭瑞介紹，由于目前國內(nèi)尚無智能化礦井整體建設(shè)的成熟經(jīng)驗，大海則煤礦智能化建設(shè)在設(shè)計規(guī)劃、建設(shè)目標(biāo)、設(shè)備應(yīng)用以及軟件協(xié)同等方面均屬于探索實踐過程，仍存在智能化礦山建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，各系統(tǒng)軟硬件接口不匹配、數(shù)據(jù)互通分析效率不高等問題。

對此，馬冠超表示：“我們將加大外部溝通力度，聯(lián)合裝備制造企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)共同研究解決智能化建設(shè)的行業(yè)難題、技術(shù)瓶頸等，提高智能化建設(shè)水平，為煤礦行業(yè)提供可借鑒方案，不斷提煉形成指導(dǎo)性強(qiáng)、切實可行、引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的智能化建設(shè)中煤方案?！?/p>

文 |?本報記者 仲蕊

出品 | 中國能源報（ID：cnenergy）

編輯?|?李澤民

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