從“先行”邁向“領(lǐng)跑”——陜煤集團(tuán)陜北礦業(yè)紅柳林公司智能化建設(shè)之路紀(jì)實
2020-12-14 15:44:43
來源：西部決策網(wǎng)
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西部決策網(wǎng)訊（記者王瑞鵬 通訊員 焦亮）2020年11月25日，國家首批71處智能化示范煤礦建設(shè)名單公布，陜西入選的9個礦井中，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┏煽儯俏覀儗⒄驹谛碌钠瘘c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。”陜煤集團(tuán)陜北礦業(yè)紅柳林公司黨委書記、董事長張宏說。
十年探索實踐：智能化采煤率高達(dá)97.7%
2011年，陜煤集團(tuán)陜北礦業(yè)紅柳林公司就做了“第一個吃螃蟹的人”。他們與天地科技股份有限公司合作，率先在15205綜采工作面開展“煤炭綜采成套裝備智能系統(tǒng)”項目研究，拉開了建設(shè)大采高智能化綜采工作面的序幕。
2012年，完成了綜采成套裝備智能系統(tǒng)，初步實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制自動化割煤，建成了全國第一個7米大采高智能化綜采工作面。大采高綜采成套裝備智能系統(tǒng)獲得工業(yè)和信息化部專項資金支持1.1億元，榮獲“中國煤炭工業(yè)協(xié)會科技成果一等獎”，取得了發(fā)明專利5項，實用新型專利10項，形成了2項國家標(biāo)準(zhǔn)和2項行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
2014年，伴隨著大采高智能化綜采工作面建設(shè)持續(xù)推進(jìn)，實現(xiàn)了采煤機(jī)、液壓支架等單機(jī)自動化，機(jī)頭機(jī)尾超前支架已全面應(yīng)用。這些都獲得同行業(yè)高度評價，紅柳林公司成為“全國煤炭行業(yè)‘兩化’深度融合型智能礦山現(xiàn)場會”的主會場之一。
目前，紅柳林公司已先后建成了9個智能化綜采工作面，單面日產(chǎn)高達(dá)3.5萬噸。單個工作面單班生產(chǎn)人數(shù)由14人降至最低5人，降低了員工勞動強(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)過程中，紅柳林公司先后取得6方面27項技術(shù)成果。通過智能化綜采工作面常態(tài)化生產(chǎn)，礦井工作面平均推采速度達(dá)到8m/min，3個智能化綜采工作面自動化生產(chǎn)率平均達(dá)90.79%，回采工效提高80%。
該公司首創(chuàng)了采煤機(jī)記憶割煤、液壓支架自動跟機(jī)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，獨創(chuàng)了將角度、接近、行程、壓力、激光測距儀等多種傳感器用于工作面圍巖檢測，實現(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)技術(shù)，發(fā)明了以工作面工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)為平臺的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現(xiàn)采煤作業(yè)。
通過技術(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，實現(xiàn)了對順槽供電系統(tǒng)的監(jiān)視及遠(yuǎn)程控制功能，有效降低了作業(yè)人員勞動強(qiáng)度，同時提升了設(shè)備安全管控水平。實現(xiàn)了支架自動跟機(jī)噴霧、收打護(hù)幫板、移架、推溜一系列舉措簡化了工序。
通過崗位兼并代，合并了馬蹄爾司機(jī)、控制臺司機(jī)、泵站工“三崗合一”，減少了2名崗位工。通過智能化綜合作業(yè)，實現(xiàn)了智能化減人，生產(chǎn)班富余人員可機(jī)動調(diào)崗，采用“三班兩運轉(zhuǎn)”的勞動組織模式，確保了更加人性化的輪休模式。
智能協(xié)同生產(chǎn)：智能化建設(shè)跨入新階段
2020年，陜煤集團(tuán)陜北礦業(yè)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。由此開始，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)，實現(xiàn)‘產(chǎn)供銷智能協(xié)同’建設(shè)目標(biāo)，不斷提升裝備和人員的工作效能。”紅柳林公司黨委副書記、總經(jīng)理常波峰說。
通過完善大采高智能化綜采控制程序，實現(xiàn)了采煤機(jī)根據(jù)運輸機(jī)實時運行負(fù)荷情況的智能協(xié)同生產(chǎn)和采煤機(jī)的精準(zhǔn)定位，解決了大采高智能化工作面煤機(jī)運行過程中，采煤機(jī)速度與護(hù)幫動作不匹配時，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，減少了運輸機(jī)斷鏈?zhǔn)鹿实陌l(fā)生，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。
“轉(zhuǎn)載機(jī)準(zhǔn)備啟動，破碎機(jī)準(zhǔn)備啟動，刮板輸送機(jī)準(zhǔn)備啟動……”在紅柳林公司的地面“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”按鈕，遠(yuǎn)在萬米井下的一只“機(jī)甲巨獸”開始活動，監(jiān)控畫面中黑色“烏金”順著運輸膠帶蜂擁而上。
目前，紅柳林公司三個綜采工作面全部實現(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)備實現(xiàn)智能化控制，膠帶運輸機(jī)遠(yuǎn)程控制，地面一鍵啟停。通過高速網(wǎng)絡(luò)和高清視頻技術(shù)支持，在現(xiàn)有綜采工作面結(jié)合以太網(wǎng)基礎(chǔ)上建立統(tǒng)一通信協(xié)議平臺，實現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)高速上傳和控制信號實時下達(dá)，控制延時不超過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，實現(xiàn)了從3米—6.3米不同采高、不同設(shè)備型號、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)需求。”陜煤集團(tuán)陜北礦業(yè)紅柳林公司生產(chǎn)副總經(jīng)理郭奮超欣喜地說。
智能裝車系統(tǒng)：高效便捷暢通安全
2019年9月11日，陜煤集團(tuán)陜北礦業(yè)紅柳林公司智能化裝車系統(tǒng)正式投入運營，實現(xiàn)了預(yù)約排隊、叫號放行、無人司磅、遠(yuǎn)程裝車的功能。一部手機(jī)、一個APP、一套系統(tǒng)讓礦方、客戶、運輸公司、司機(jī)四方智能聯(lián)動起來，煤炭銷售工作從此更加高效便捷。
紅柳林公司煤炭日銷售量巨大，車多的時候每天有近1500輛車。昔日的場景是運煤線上銷售人員派發(fā)排隊卡，司機(jī)師傅換票結(jié)束后就爭先恐后地駕駛著大貨車進(jìn)入隔離帶，生怕落后，經(jīng)常造成堵車的情況。銷售工作人員倍加忙碌，在車流中穿梭疏導(dǎo)交通。今夕不同往日，司機(jī)師傅在手機(jī)終端APP上操作，提交裝車信息，完成車輛預(yù)約排隊。工作人員通過終端電腦自動放行，司機(jī)收到信息直接進(jìn)入廠區(qū)裝煤，運煤線路就更加暢通、安全。
“過去一個班下來，不僅滿身煤黑，而且需要扯著嗓子和司機(jī)交流，口袋里必備金嗓子喉寶。如今，我們從裝車現(xiàn)場狹小的操作間，搬到了干凈、整潔、明亮的集控室，只需要輕點鼠標(biāo)，開啟漏煤斗，就能實現(xiàn)精準(zhǔn)裝車。”裝車工韓偉哲感慨道。
對于拉運司機(jī)而言，以前礦方員工手動操作放煤時，一不留神就會導(dǎo)致放煤超出噸位，拉運司機(jī)需要返回煤場手動卸煤，來回折騰，既費時又費力?，F(xiàn)在遠(yuǎn)程電腦精準(zhǔn)控制放煤量，裝車司機(jī)也更加方便省心。
曾經(jīng)銷售結(jié)算是一件龐大的工程，多人同時核算客戶拉運量、競拍量與競拍價格，既費時又費力。現(xiàn)在，結(jié)算人員通過智能運銷系統(tǒng)導(dǎo)入客戶成交信息，確定結(jié)算規(guī)則，一鍵生成結(jié)算數(shù)據(jù)，總用時不超過十分鐘。
據(jù)悉，在智能化裝車系統(tǒng)投入運營后，裝一輛車只需要20秒，極大提高了銷售作業(yè)效率。僅2020年6月5日，地銷混煤單日銷量25253.14噸，打破地銷混煤單日最高銷售紀(jì)錄；2020年10月5日，洗中塊單日銷量21163.86噸，打破洗中塊單日銷量紀(jì)錄。
智能洗選系統(tǒng)：“七化”成就行業(yè)領(lǐng)跑
紅柳林公司投入2000余萬元，對原有洗選煤系統(tǒng)進(jìn)行改造升級，實現(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)無人化、安全標(biāo)準(zhǔn)化、效益最大化。
原有的選煤廠正常運轉(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行。運營成本大幅降低，人工費用由2.74元/噸降至1.45元/噸，每年可節(jié)約費用2190萬元。
該公司智能化選煤廠通過安裝智能視頻分析系統(tǒng)、機(jī)電設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)、智能巡檢機(jī)器人、遠(yuǎn)程分合閘系統(tǒng)、專用手持終端，實現(xiàn)了對選煤廠所有重要崗位的視頻監(jiān)控全覆蓋；重要設(shè)備的溫度、振動狀態(tài)實時監(jiān)測和分析；巡檢環(huán)境噪聲、煙霧、溫度及主要設(shè)備重點部位的溫度；停送電流程的電子審批，停送電的遠(yuǎn)程操作；配備了專用的手持終端，可在專網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)實現(xiàn)視頻通話。
在洗選配煤方面，對運行期間的重介密度閉環(huán)控制、自動配煤、濃縮自動加藥等重點環(huán)節(jié)實現(xiàn)了系統(tǒng)的自動控制，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，開發(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)、物資管理系統(tǒng)、運銷管理系統(tǒng)等，實現(xiàn)了選煤廠各業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的實施更新和在線共享。同時，建立了數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)各環(huán)節(jié)不斷優(yōu)化，提高了選煤廠的洗選效率，合理控制選煤廠運行期間的各項能耗，使選煤廠的運行始終保持在最佳狀態(tài)。
在智能化選煤廠，崗位工只需輕點鼠標(biāo)，巡檢機(jī)器人沿著預(yù)定軌道向前行進(jìn)，集控室屏幕上傳來作業(yè)現(xiàn)場的實時圖像。通過加裝智能視頻分析系統(tǒng)、設(shè)備在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、自動配煤系統(tǒng)等11個智能化洗選系統(tǒng)，選煤廠實現(xiàn)了現(xiàn)場無人化生產(chǎn)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時查詢、大數(shù)據(jù)分析。真正將員工的雙手從生產(chǎn)崗位上解放出來，實現(xiàn)了“專崗專技專人”向“無人值守、機(jī)器巡檢”的轉(zhuǎn)變。
時光流轉(zhuǎn)，歲月更迭。對于紅柳林人而言，智能化建設(shè)的腳步從未停歇。“十四五”期間，陜煤集團(tuán)陜北礦業(yè)紅柳林公司將以“只爭第一，不當(dāng)?shù)诙粻幬ㄒ?，不做并列第?rdquo;的氣魄，加快推進(jìn)煤炭生產(chǎn)方式變革，嚴(yán)格按照國家八部委聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于加快智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》，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、自動執(zhí)行的煤礦智能化體系，為煤炭行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展貢獻(xiàn)紅柳林的智慧和力量。
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