陜煤集團(tuán)紅柳林公司：從智能采煤到智能煤礦的“躍進(jìn)”

從智能采煤到智能煤礦的“躍進(jìn)”

——陜煤集團(tuán)陜北礦業(yè)紅柳林公司智能化建設(shè)之路

11月25日，我國(guó)首批71個(gè)智能化示范煤礦建設(shè)名單公布，陜煤集團(tuán)陜北礦業(yè)紅柳林公司位列其中。

“這既是一種認(rèn)可，更是一種挑戰(zhàn)。盡管我們?nèi)〉昧艘恍┏煽?jī)，但是我們將站在新的起點(diǎn)上，科學(xué)謀劃智能化礦井建設(shè)，在空白領(lǐng)域進(jìn)行攻關(guān)，在關(guān)鍵技術(shù)上尋求突破，扛起國(guó)有企業(yè)的擔(dān)當(dāng)，做煤炭工業(yè)革命的先行軍和領(lǐng)跑者。”紅柳林公司黨委書(shū)記、董事長(zhǎng)張宏說(shuō)。

井下智能化綜采工作面現(xiàn)場(chǎng)

建成9個(gè)智能化綜采工作面

2011年，紅柳林公司與天地科技股份有限公司合作，率先在15205綜采工作面開(kāi)展“煤炭綜采成套裝備智能系統(tǒng)”項(xiàng)目研究，拉開(kāi)了該公司建設(shè)大采高智能化綜采工作面的序幕。

2012年，紅柳林公司完成了綜采成套裝備智能系統(tǒng)，初步實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制自動(dòng)化割煤，建成了全國(guó)第一個(gè)7米大采高智能化綜采工作面。該套大采高綜采成套裝備智能系統(tǒng)獲得工業(yè)和信息化部專(zhuān)項(xiàng)資金支持1.1億元，榮獲中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)科技成果一等獎(jiǎng)，獲得發(fā)明專(zhuān)利5項(xiàng)、實(shí)用新型專(zhuān)利10項(xiàng)，形成2項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和2項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

截至目前，紅柳林公司建成9個(gè)智能化綜采工作面，單面日產(chǎn)高達(dá)3.5萬(wàn)噸。單個(gè)工作面單班生產(chǎn)人數(shù)由14人降至5人，降低了員工勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了作業(yè)環(huán)境，提高了工作效率，保障了安全生產(chǎn)。

在智能化綜采工作面建設(shè)過(guò)程中，紅柳林公司先后取得27項(xiàng)技術(shù)成果。該公司礦井工作面平均推采速度達(dá)到8米/分鐘，3個(gè)智能化綜采工作面自動(dòng)化生產(chǎn)率平均達(dá)90.79%，回采工效提高80%。

紅柳林公司首創(chuàng)了采煤機(jī)記憶割煤、液壓支架自動(dòng)跟機(jī)以及人機(jī)交互界面友好的順槽可視化遠(yuǎn)程遙控技術(shù)，研制了采煤機(jī)與液壓支架安全防碰撞裝置，獨(dú)創(chuàng)了將角度、行程、壓力、激光測(cè)距儀等多種傳感器應(yīng)用于工作面圍巖檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)了采煤機(jī)、液壓支架、刮板輸送機(jī)三機(jī)自適應(yīng)、自保護(hù)、聯(lián)合協(xié)同作業(yè)，發(fā)明了以工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)為平臺(tái)具有分析處理功能的環(huán)境及裝備智能感知系統(tǒng)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了“少人則安，減人提效”的目標(biāo)，采煤工人在地面集控室一鍵啟停就能實(shí)現(xiàn)采煤作業(yè)。

通過(guò)技術(shù)攻關(guān)，該公司將工作面移變智能控制功能加入智能化工作面供電狀態(tài)監(jiān)視模塊，具備了對(duì)順槽供電系統(tǒng)的監(jiān)視及遠(yuǎn)程控制功能，降低了作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)提升了設(shè)備安全管控水平。

紅柳林公司實(shí)現(xiàn)了馬蹄爾司機(jī)、控制臺(tái)司機(jī)、泵站工“三崗合一”，減少了2名崗位工。同時(shí)，該公司實(shí)現(xiàn)了智能化減人，生產(chǎn)班富余人員可機(jī)動(dòng)調(diào)崗，采用“三班兩運(yùn)轉(zhuǎn)”的勞動(dòng)組織模式和更加人性化的輪休模式。

紅柳林公司行政辦公樓

實(shí)現(xiàn)產(chǎn)供銷(xiāo)智能協(xié)同

2020年，紅柳林公司新一屆領(lǐng)導(dǎo)班子在前期智能化采煤的基礎(chǔ)上，提出了智能協(xié)同生產(chǎn)的思路。由此，紅柳林公司的智能化建設(shè)邁入了新階段。

“智能協(xié)同研究中心要按照‘人無(wú)我有、人有我優(yōu)’的工作思路，做好‘智能協(xié)同、智慧管理’的智能化礦井建設(shè)，實(shí)現(xiàn)‘產(chǎn)供銷(xiāo)智能協(xié)同’建設(shè)目標(biāo)，不斷提升裝備和人員的工作效能?！奔t柳林公司黨委副書(shū)記、總經(jīng)理常波峰說(shuō)。

通過(guò)完善大采高智能化綜采控制程序，紅柳林公司實(shí)現(xiàn)了采煤機(jī)根據(jù)運(yùn)輸機(jī)實(shí)時(shí)運(yùn)行負(fù)荷情況的智能協(xié)同生產(chǎn)，以及采煤機(jī)的精準(zhǔn)定位，解決了在大采高智能化工作面煤機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，采煤機(jī)速度與護(hù)幫動(dòng)作不匹配時(shí)，逐架收護(hù)幫速度慢、成組一次性收護(hù)幫煤墻片幫的安全隱患問(wèn)題，減少了運(yùn)輸機(jī)斷鏈事故的發(fā)生，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。

“轉(zhuǎn)載機(jī)準(zhǔn)備啟動(dòng)，破碎機(jī)準(zhǔn)備啟動(dòng)，刮板輸送機(jī)準(zhǔn)備啟動(dòng)?！痹诩t柳林公司的地面“太空艙”控制室，2名西裝革履的工作人員在監(jiān)視大屏前按下“一鍵啟動(dòng)”按鈕，井下的“烏金”便順著運(yùn)輸膠帶源源不斷被輸送上來(lái)。

目前，紅柳林公司3個(gè)綜采工作面全部實(shí)現(xiàn)了常態(tài)化、全作業(yè)循環(huán)的智能化采煤，工作面所有設(shè)備實(shí)現(xiàn)了智能化控制、膠帶運(yùn)輸機(jī)遠(yuǎn)程控制、地面一鍵啟停。在綜采工作面建立統(tǒng)一的通信協(xié)議平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備數(shù)據(jù)高速上傳和控制信號(hào)實(shí)時(shí)下達(dá)，控制延時(shí)不超過(guò)200毫秒。

“技術(shù)的成熟確保了智能化綜采工作面的全面推廣，實(shí)現(xiàn)了從3米至6.3米不同采高、不同設(shè)備型號(hào)、不同生產(chǎn)條件下的綜采工作面常態(tài)化智能化生產(chǎn)，滿足了全礦井綜采工作面智能化生產(chǎn)的需求。”紅柳林公司生產(chǎn)副總經(jīng)理郭奮超說(shuō)。

智能裝車(chē)只需要20秒鐘

2019年9月11日，紅柳林公司智能化裝車(chē)系統(tǒng)正式投入運(yùn)營(yíng)，具備了預(yù)約排隊(duì)、叫號(hào)放行、無(wú)人司磅、遠(yuǎn)程裝車(chē)的功能。一部手機(jī)、一個(gè) APP、一套系統(tǒng)讓礦方、客戶(hù)、運(yùn)輸公司、司機(jī)四方智能聯(lián)動(dòng)起來(lái)，煤炭銷(xiāo)售工作更加高效便捷。

紅柳林公司煤炭日銷(xiāo)售量大，多的時(shí)候每天有車(chē)輛將近1500輛。過(guò)去，銷(xiāo)售人員派發(fā)排隊(duì)卡，司機(jī)師傅換票結(jié)束后就駕駛大貨車(chē)進(jìn)入隔離帶，經(jīng)常會(huì)發(fā)生堵車(chē)的情況，銷(xiāo)售人員還要負(fù)責(zé)疏導(dǎo)交通?，F(xiàn)在，司機(jī)師傅只需在手機(jī)終端APP上操作，提交裝車(chē)信息，即可完成車(chē)輛預(yù)約排隊(duì)。工作人員通過(guò)終端電腦自動(dòng)放行，司機(jī)收到信息后直接進(jìn)入廠區(qū)裝煤。

“過(guò)去不僅滿身煤灰，還要扯著嗓子和司機(jī)交流。一天下來(lái)，嗓子都啞了。如今，我們從裝車(chē)現(xiàn)場(chǎng)狹小的操作間搬到了干凈整潔的集控室，只需要輕點(diǎn)鼠標(biāo)，開(kāi)啟漏煤斗，就能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)裝車(chē)?！痹摴狙b車(chē)工韓偉哲說(shuō)。

對(duì)于拉運(yùn)司機(jī)而言，以前是礦方員工手動(dòng)操作放煤，一不留神就會(huì)導(dǎo)致放煤超出噸位，拉運(yùn)司機(jī)需要返回煤場(chǎng)手動(dòng)卸煤，費(fèi)時(shí)又費(fèi)力?，F(xiàn)在，遠(yuǎn)程電腦精準(zhǔn)控制放煤量，方便快捷。

過(guò)去，銷(xiāo)售結(jié)算是一件龐大的工程，多人同時(shí)核算客戶(hù)拉運(yùn)量、競(jìng)拍量與競(jìng)拍價(jià)格，既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。現(xiàn)在，結(jié)算人員通過(guò)智能運(yùn)銷(xiāo)系統(tǒng)導(dǎo)入客戶(hù)成交信息，確定結(jié)算規(guī)則，一鍵生成結(jié)算數(shù)據(jù)，總用時(shí)不超過(guò)10分鐘。

據(jù)介紹，在紅柳林公司智能化裝車(chē)系統(tǒng)投入運(yùn)營(yíng)后，現(xiàn)在裝一輛車(chē)只需要20秒鐘，極大提高了銷(xiāo)售作業(yè)效率。2020年6月5日，地銷(xiāo)混煤?jiǎn)稳珍N(xiāo)量25253.14噸，打破了地銷(xiāo)混煤?jiǎn)稳兆罡咪N(xiāo)售紀(jì)錄；2020年10月5日，洗中塊單日銷(xiāo)量21163.86噸，打破了洗中塊單日銷(xiāo)量紀(jì)錄。

洗選系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)“七化”

紅柳林公司投入2000余萬(wàn)元對(duì)洗選系統(tǒng)進(jìn)行改造升級(jí)，實(shí)現(xiàn)了管理智能化、生產(chǎn)可視化、控制遠(yuǎn)程化、信息共享化、作業(yè)無(wú)人化、安全標(biāo)準(zhǔn)化、效益最大化。

過(guò)去，紅柳林公司選煤廠正常運(yùn)轉(zhuǎn)需要359人，現(xiàn)在只需要190人即可以滿足選煤廠的日常運(yùn)行。運(yùn)營(yíng)成本大幅降低，人工費(fèi)用由2.74元/噸降至1.45元/噸，每年可節(jié)約費(fèi)用2190萬(wàn)元。

紅柳林公司選煤廠通過(guò)智能視頻分析系統(tǒng)、機(jī)電設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、智能巡檢機(jī)器人、遠(yuǎn)程分合閘系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)了對(duì)選煤廠所有重要崗位的視頻監(jiān)控全覆蓋，以及重要設(shè)備的溫度、振動(dòng)狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析等。同時(shí)，配備了專(zhuān)用的手持終端，可在專(zhuān)網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)視頻通話。

在洗選配煤方面，紅柳林公司在重介密度閉環(huán)控制、自動(dòng)配煤、濃縮自動(dòng)加藥等重點(diǎn)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制，保證了洗選效果和煤質(zhì)穩(wěn)定以及循環(huán)水質(zhì)量。

在內(nèi)部精細(xì)化管理方面，該公司開(kāi)發(fā)了生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)、煤質(zhì)管理系統(tǒng)、設(shè)備管理系統(tǒng)、運(yùn)銷(xiāo)管理系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)了選煤廠各業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新和在線共享。

同時(shí)，該公司建立了數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)不斷優(yōu)化，提高了選煤廠的洗選效率，合理控制選煤廠運(yùn)行期間的各項(xiàng)能耗。

如今，在紅柳林公司選煤廠崗位工只需輕點(diǎn)鼠標(biāo)，巡檢機(jī)器人沿著預(yù)定軌道向前行進(jìn)，集控室的屏幕上便傳來(lái)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)圖像。通過(guò)加裝智能視頻分析系統(tǒng)、設(shè)備在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、自動(dòng)配煤系統(tǒng)等11個(gè)智能化洗選系統(tǒng)，選煤廠實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人化生產(chǎn)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)查詢(xún)、大數(shù)據(jù)分析，以及“專(zhuān)崗專(zhuān)技專(zhuān)人”向“無(wú)人值守、機(jī)器巡檢”的轉(zhuǎn)變。

下一步，紅柳林公司將加快推進(jìn)煤炭生產(chǎn)方式變革，創(chuàng)建“智能協(xié)同”標(biāo)桿礦井，把人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、機(jī)器人、智能裝備等與煤礦建設(shè)深度融合，形成智能感知、智能決策、自動(dòng)執(zhí)行的煤礦智能化體系。（焦亮）