趙固二礦的智慧“芯”什么樣？

“請工作面各崗位確認(rèn)設(shè)備狀態(tài)，是否可以開機(jī)？”

“井下設(shè)備正常，已具備開機(jī)條件，可以授權(quán)遠(yuǎn)程開機(jī)?！?/p>

4月5日，在河南能源化工集團(tuán)焦煤公司趙固二礦地面生產(chǎn)調(diào)度指揮中心，智慧管控平臺操作工尚樂義在收到井下700米的14030智能化綜采工作面開機(jī)許可后，隨即按下“一鍵啟動”按鈕，智能化綜采設(shè)備開始自動依次有序運(yùn)行。

趙固二礦是河南能源化工集團(tuán)主力礦井之一。2019年以來，趙固二礦堅(jiān)持“管理、裝備、素質(zhì)、系統(tǒng)”并重原則，大力推進(jìn)機(jī)械化、自動化、信息化、智能化建設(shè)，相繼建成了智慧管控平臺、14030智能化綜采工作面、11012工作面上順槽掘進(jìn)機(jī)遠(yuǎn)程可視化控制系統(tǒng)。目前，14030智能化綜采工作面減少用工9人，生產(chǎn)效率提高40%，實(shí)現(xiàn)了自動安全高效采煤。

2020年11月，憑借采掘智能化、生產(chǎn)自動化、管理信息化、決策科學(xué)化等一系列智能化建設(shè)成就，趙固二礦成功入列國家首批智能化示范煤礦建設(shè)名單。

“加快推進(jìn)煤礦智能化建設(shè)，是推動我國煤炭工業(yè)轉(zhuǎn)型升級、高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐，是實(shí)現(xiàn)煤礦減人增效、從根本上消除事故隱患，提高煤礦本質(zhì)安全水平的有效手段。只有大力推進(jìn)智能化改造升級，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程機(jī)械化換人、自動化減人、智能化無人，才能保證礦井長治久安?！闭劦街悄芑旱V建設(shè)，趙固二礦礦長唐世界有著深刻的理解與認(rèn)知。

先試先行，植入“認(rèn)知芯片”

如何做好產(chǎn)業(yè)提檔升級，蹄疾步穩(wěn)走好煤礦智能化建設(shè)這步棋，事關(guān)礦井發(fā)展大局。趙固二礦按照《河南省煤礦智能化建設(shè)實(shí)施方案》要求，成立了智能化煤礦建設(shè)項(xiàng)目工作領(lǐng)導(dǎo)小組，因地制宜制定了科學(xué)可行的實(shí)施方案，明確了目標(biāo)任務(wù)、時間節(jié)點(diǎn)，并定期組織召開推進(jìn)會，積極協(xié)調(diào)解決項(xiàng)目建設(shè)中遇到的困難和問題，保證各項(xiàng)目穩(wěn)步實(shí)施，高質(zhì)高效完成建設(shè)任務(wù)。

雖然已經(jīng)做好了充分的思想準(zhǔn)備，可建設(shè)過程中一個個讓人始料未及的難題，還是讓參建者們一次次碰壁。困難當(dāng)前，他們毫不氣餒，在“特別能戰(zhàn)斗”精神的指引下，團(tuán)結(jié)一心，逢山開路，遇水搭橋，一次又一次突破了瓶頸，創(chuàng)造了多個“趙二奇跡”。

“在建成投用之初，我們遇到了一個大難題。由于工作面頂板壓力大，時常出現(xiàn)破碎掉矸、煤壁片幫等現(xiàn)象。支架自動下降時間過長，就會造成冒落；下降時間過短，就容易造成頂板破碎。如何既保證下降時間剛剛好，又保證支架正常前移？為此，我們安排技術(shù)人員在現(xiàn)場調(diào)試，經(jīng)過半個月的現(xiàn)場摸索，對涉及的41項(xiàng)跟機(jī)參數(shù)進(jìn)行反復(fù)磨合，終于找到了兩者兼顧的區(qū)間值?！壁w固二礦機(jī)電副礦長徐國強(qiáng)回憶說。

項(xiàng)目建設(shè)過程就是不斷突破自我的過程。趙固二礦在14030工作面上、下順槽三角煤柱區(qū)域以及工作面頂、幫破碎區(qū)域采取試注新型無機(jī)雙液漿的方式加固煤體，旨在控制煤壁片幫、頂板冒落發(fā)生的頻次。

通過多次實(shí)驗(yàn)，他們發(fā)現(xiàn)，相比化學(xué)漿注漿加固技術(shù)，新型無機(jī)雙液漿煤墻加固技術(shù)成本更低、穩(wěn)定性更強(qiáng)。2020年，該礦在14030工作面開展的無機(jī)材料超前預(yù)注漿防煤壁片幫加固技術(shù)研究取得突破，節(jié)約成本5200余萬元。在使用新型注漿材料后，工作面化學(xué)漿消耗量逐漸減少，現(xiàn)階段已完全被取代。

“礦井走智能化發(fā)展道路，要有強(qiáng)有力的裝備保障，更要有高素質(zhì)的人才支撐。”趙固二礦黨委書記慕松利頗有感觸地說。

為了給礦井安全高產(chǎn)高效提供強(qiáng)有力的人才支撐和智力保障，趙固二礦成立了智能化綜采人才孵化基地，制定了培訓(xùn)計劃，每周二、周五組織人員進(jìn)行集中培訓(xùn)，積極推行導(dǎo)師帶徒。第一批接受培訓(xùn)的職工王利光走上了班組長的管理崗位；第二批培養(yǎng)出來的職工白紅旗、郭學(xué)武，于今年3月被趙固二礦安排到寶雨山礦參加智能化綜采工作面建設(shè)；目前第三批正在參加培訓(xùn)的職工焦超、郭凱等人，已經(jīng)能夠獨(dú)立上崗維護(hù)智能化設(shè)備。

在智慧管控平臺前，趙固二礦綜采隊(duì)機(jī)電班班長王利光手指大屏介紹說：“只要井下出現(xiàn)問題，系統(tǒng)就會報警顯示，這樣不僅提高了問題排查的精準(zhǔn)性和維修效率，而且避免了無效用工，最重要的是大大降低了工人的勞動強(qiáng)度。智能化煤礦建設(shè)，解放了我們的雙手，我們要進(jìn)一步解放思想，在標(biāo)準(zhǔn)化工作和上下巷設(shè)備維護(hù)上下功夫，為智能化采煤創(chuàng)造更加便利的條件?！?/p>

信息共享，鑄造“安全盔甲”

趙固二礦監(jiān)測監(jiān)控中心主任范雙希的手機(jī)接收到一條瓦斯異常預(yù)警信息，手機(jī)APP上顯示“14030工作面上順槽T00.46%……”隨即，范雙希安排井下瓦斯檢查工進(jìn)行排查。通風(fēng)防突科立即組織綜采隊(duì)、通風(fēng)隊(duì)相關(guān)人員進(jìn)行調(diào)查分析，最終發(fā)現(xiàn)是上隅角封堵不嚴(yán)，采空區(qū)積聚瓦斯向外涌出而造成的瓦斯異常，立即安排人員進(jìn)行封堵處理。這是趙固二礦模擬14030工作面上順槽瓦斯超限后，通過綜合智能化平臺報警的一個場景。

趙固二礦綜合智能化平臺采用國際領(lǐng)先水平的智慧礦山操作系統(tǒng)，是智慧礦山建設(shè)的核心，包括萬兆工業(yè)環(huán)網(wǎng)、安全生產(chǎn)監(jiān)視顯示系統(tǒng)、智慧管控平臺3個部分。綜合智能化平臺投入使用后，趙固二礦實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程中的智能感知、信息及數(shù)據(jù)融合分析、遠(yuǎn)程集中控制、聯(lián)動預(yù)警、視頻AI應(yīng)用分析。同時，綜合智能化平臺可提供決策支持，有效提高了安全管理水平和生產(chǎn)效率。

“瓦斯超限，請立即撤離！”當(dāng)一個區(qū)域瓦斯超限，融合應(yīng)急廣播、調(diào)度通信、人員定位的綜合智能化平臺，在地面就可以調(diào)動附近的應(yīng)急廣播及時通知到井下工作人員。同時，附近區(qū)域電話全部自動振鈴告知人員立即撤離，并通過附近的人員定位基站，自動迅速向人員定位卡發(fā)送報警指令?！暗孛嬷笓]人員可以清晰地看到信息系統(tǒng)提供的最快、最安全的撤離避災(zāi)路線，便于指揮井下人員安全快速撤離?！壁w固二礦調(diào)度指揮中心職工宗志林介紹說。

智慧管控平臺不僅能解決“地下”的安全問題，還能解決“地上”的決策問題。14022工作面在設(shè)計初期計劃施工建設(shè)一個30米長的過渡聯(lián)絡(luò)巷，在后期的持續(xù)優(yōu)化設(shè)計中，機(jī)電科建議取消該聯(lián)絡(luò)巷以減少運(yùn)輸管理環(huán)節(jié)，通風(fēng)防突科站從安全防護(hù)角度考慮，認(rèn)為應(yīng)該保留聯(lián)絡(luò)巷，趙固二礦決定由負(fù)責(zé)設(shè)計的技術(shù)科牽頭組織討論。

按照以往慣例，3個科室需要集中研究解決，可是大家都忙于日常工作，壓根沒時間坐在一起討論。為了科學(xué)高效解決問題，技術(shù)科利用智慧管控平臺，進(jìn)行集中會審交流，并及時匯總各方面意見，在確保安全生產(chǎn)的前提下，最終決定取消施工聯(lián)絡(luò)巷。如此一來，不僅優(yōu)化了生產(chǎn)布局，而且使系統(tǒng)運(yùn)行更加順暢，除去掘進(jìn)人工費(fèi)，還節(jié)省了18萬元左右的掘進(jìn)材料投入。

“信息共享不僅為礦井決策提供依據(jù)，還使我們突破了交換意見受時間、地點(diǎn)的限制，即使休班在家、外出旅游，也可以迅速參與其中，使決策更加便捷高效?！奔夹g(shù)科副科長（主持工作）李鑫磊說。

遠(yuǎn)程操控，實(shí)現(xiàn)“高速領(lǐng)跑”

“以前在工作面采煤，需要我們四五個人操控把手推溜、拉架、打設(shè)護(hù)幫板，一個班下來停都不敢停，現(xiàn)在只需一個人在地面輕點(diǎn)鼠標(biāo)就能實(shí)現(xiàn)一鍵啟停，把我們從繁重的體力勞動中解放了出來，這就是小鼠標(biāo)帶來的大改變?！弊鳛橹悄芑旱V建設(shè)的直接受益人，趙固二礦采煤機(jī)司機(jī)王浩感慨良多。

按照焦煤公司智能化煤礦建設(shè)規(guī)劃，趙固二礦先后完成了主煤流集控系統(tǒng)、主排水自動化系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)等16個崗位的無人值守，全部實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動化集中控制，減少崗位人員50名。2021年，該礦又利用現(xiàn)有電力監(jiān)控軟件開發(fā)局部通風(fēng)機(jī)集控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了局部通風(fēng)機(jī)地面遠(yuǎn)程操作和集中監(jiān)控，減少崗位人員21名。

“以前風(fēng)機(jī)倒臺，我們都怕出問題，必須提前厘清操作步驟?，F(xiàn)在僅需做好設(shè)備安全狀態(tài)檢查，在主通風(fēng)機(jī)自動化系統(tǒng)上按一下按鈕就可以了，既安全又快捷?！焙幽鲜∥逡粍趧营?wù)芦@得者、趙固二礦機(jī)電隊(duì)女職工秦紅玲說。主通風(fēng)機(jī)自動化系統(tǒng)還具備風(fēng)機(jī)自動輪換開停、根據(jù)設(shè)定風(fēng)壓自動調(diào)整轉(zhuǎn)速降低能耗、設(shè)備振動過大報警、漏風(fēng)監(jiān)測報警等功能，相比于以往人工憑經(jīng)驗(yàn)操作，更加精準(zhǔn)高效。

機(jī)電隊(duì)主管通風(fēng)機(jī)房的副隊(duì)長李瑞強(qiáng)也受益匪淺?！爸悄芑僮鞔_實(shí)讓人省心省力，還能避免人員操作失誤。以前，想要了解設(shè)備運(yùn)行情況，要多次打電話詢問，常常是連覺都睡不安穩(wěn)?，F(xiàn)在，在手機(jī)APP上就能隨時查看設(shè)備運(yùn)行情況，睡覺也踏實(shí)多了?！崩钊饛?qiáng)邊說邊拿出手機(jī)，“這個小小的手機(jī)屏幕上，各種數(shù)據(jù)一目了然。這是壓風(fēng)機(jī)風(fēng)包，綠色表示機(jī)組工作正常，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定；紅色表示停止運(yùn)行狀態(tài)。”

乘勢而上，搶占“智”高點(diǎn)

根據(jù)《關(guān)于開展首批智能化示范煤礦建設(shè)的通知》要求，趙固二礦2021年將完成國家智能化示范煤礦建設(shè)。

在趙固二礦2021年智能化示范煤礦建設(shè)方案中，設(shè)立的年度建設(shè)目標(biāo)：計劃投入1.6億元，完成13項(xiàng)智能化建設(shè)工作，實(shí)現(xiàn)全礦采、掘、機(jī)、運(yùn)、通、人、財、物、產(chǎn)、供、銷等所有系統(tǒng)的信息共享互通，生產(chǎn)安全可控可視、主動感知、趨勢研判、自動分析、快速處置等。

“截至目前，我們已完成了4個單項(xiàng)建設(shè)工作。”趙固二礦機(jī)電科科長秦志強(qiáng)介紹說，“現(xiàn)在，我們正致力于建設(shè)單軌吊車智能運(yùn)輸管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)集精確定位、實(shí)時測速、調(diào)度通信、GIS地圖、道岔控制、單軌吊車狀態(tài)數(shù)據(jù)采集、自動分析、聯(lián)動告警、人員誤入安全保障等功能于一體，為后續(xù)快速建成智能化綜采、綜掘工作面提供有力支撐。該系統(tǒng)建成后，將實(shí)現(xiàn)人工操作向智能管理的轉(zhuǎn)變，并將成為河南省首個單軌吊車智能運(yùn)輸管理系統(tǒng)?！?/p>

目前，趙固二礦采掘重心逐步向西部延伸。為破解西部盤區(qū)坡度大、運(yùn)輸距離長、倒車換裝環(huán)節(jié)多等難題，特別是為了滿足大型設(shè)備的運(yùn)輸需求，趙固二礦在井下陸續(xù)安裝了多部單軌吊車進(jìn)行輔助運(yùn)輸。單軌吊車智能運(yùn)輸管理系統(tǒng)將車場群、絞車群的“地軌”輔助運(yùn)輸模式轉(zhuǎn)變?yōu)閱诬壍踯嚾簶?gòu)建的“天軌”模式，可以直接將生產(chǎn)所需物料、設(shè)備，從運(yùn)輸調(diào)度中心運(yùn)送至西部各施工地點(diǎn)，減少換裝、倒料環(huán)節(jié)，形成單軌吊車連續(xù)無轉(zhuǎn)載的運(yùn)輸方式，將大力提升礦井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的安全性、可靠性和運(yùn)輸能力。

安全網(wǎng)絡(luò)防護(hù)是智能化煤礦建設(shè)的關(guān)鍵一環(huán)。

在趙固二礦智能化網(wǎng)絡(luò)機(jī)房，一名職工正在檢查設(shè)備運(yùn)行情況。這是趙固二礦智能化建設(shè)的“大腦核心區(qū)域”，所有智能化信息傳輸?shù)谋亟?jīng)之地。為保證網(wǎng)絡(luò)安全，今年3月，該礦對工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與企業(yè)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)之間的邊界進(jìn)行進(jìn)一步防護(hù)，及時對工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全漏洞及補(bǔ)丁進(jìn)行了升級，消除了網(wǎng)絡(luò)之間交換數(shù)據(jù)的病毒感染隱患，確保工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)安全。

“智能化煤礦建設(shè)只有起點(diǎn)，沒有終點(diǎn)。5G時代已經(jīng)來臨，5G+智慧礦山建設(shè)將再一次革新礦山開采模式，我們將緊跟產(chǎn)業(yè)科技發(fā)展潮流，建立更加智能無人、安全高效、低碳綠色的新型煤礦，奮力構(gòu)建高質(zhì)量發(fā)展新格局?！标P(guān)于未來，唐世界信心滿滿。