智能化無(wú)人開(kāi)采
煤礦安全生產(chǎn)必由之路
——黃陵礦業(yè)公司一號(hào)煤礦建設(shè)無(wú)人開(kāi)采工作面帶來(lái)的啟示
全國(guó)煤礦，特別是大型煤礦，機(jī)械化的程度已經(jīng)達(dá)到95%，現(xiàn)在關(guān)鍵問(wèn)題就在于小煤礦。小煤礦具備條件的，千方百計(jì)要推行機(jī)械化，不具備條件的，就要千方百計(jì)地退出。安全生產(chǎn)最根本的還是要靠科技、靠機(jī)械化。我看了一個(gè)資料，是關(guān)于美國(guó)的智能制造?？赐赀@個(gè)資料，我晚上做了一個(gè)夢(mèng)，煤礦的掘進(jìn)工作面和采煤工作面都換成機(jī)器人了。這時(shí)有人報(bào)告發(fā)生爆炸事故了，說(shuō)炸死了很多機(jī)器人。我問(wèn)有幾個(gè)，他說(shuō)機(jī)器人還要數(shù)啊，我說(shuō)機(jī)器人也要搞清楚，醒來(lái)才發(fā)現(xiàn)原來(lái)是場(chǎng)夢(mèng)。雖然是夢(mèng)，但是我認(rèn)為這是一個(gè)方向。推動(dòng)機(jī)械化后，緊接著就要大力研究推動(dòng)智能化。
——摘自國(guó)家安監(jiān)總局局長(zhǎng)楊棟梁在十二屆全國(guó)人大三次會(huì)議記者會(huì)上答記者問(wèn)
●陳晨
根據(jù)安全生產(chǎn)的需要，陜煤化集團(tuán)黃陵礦業(yè)公司與中國(guó)煤科集團(tuán)天地科技北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限公司合作，以一號(hào)煤礦為試點(diǎn)，于2014年5月，成功完成國(guó)產(chǎn)綜采裝備智能化無(wú)人開(kāi)采技術(shù)的研究與應(yīng)用，在國(guó)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)了地面遠(yuǎn)程操控采煤，填補(bǔ)了我國(guó)煤礦綜采工作面智能化無(wú)人開(kāi)采的空白，為建設(shè)本質(zhì)安全型礦井和現(xiàn)代化煤礦企業(yè)探索出了一條新路子。
科技創(chuàng)新與精細(xì)化管理相結(jié)合的系統(tǒng)工程
智能化無(wú)人開(kāi)采是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，離不開(kāi)機(jī)械化、自動(dòng)化、信息化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，需要規(guī)范化、精細(xì)化管理的支撐，必須有一支素質(zhì)高、執(zhí)行力強(qiáng)的職工隊(duì)伍做保障。
一是得益于工業(yè)化和信息化的高度融合。讓一號(hào)煤礦在無(wú)人開(kāi)采領(lǐng)域有此突破的是一個(gè)名為“較薄煤層國(guó)產(chǎn)裝備采場(chǎng)無(wú)人化技術(shù)研究與應(yīng)用”的項(xiàng)目。2014年5月25日，中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行了科技成果鑒定，認(rèn)為其整體技術(shù)已達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
據(jù)該項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)方北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限公司董事長(zhǎng)張良介紹，智能化無(wú)人開(kāi)采分兩步走，第一步是實(shí)現(xiàn)遙控干預(yù)式智能無(wú)人開(kāi)采，操作人員在順槽監(jiān)控中心遠(yuǎn)程遙控干預(yù)設(shè)備智能運(yùn)行，工作面落煤區(qū)域無(wú)人操作；第二步是實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)智能化無(wú)人開(kāi)采，采煤機(jī)、液壓支架等設(shè)備自適應(yīng)自動(dòng)化智能運(yùn)行，就像飛機(jī)進(jìn)入自動(dòng)駕駛狀態(tài)一樣。
黃陵礦業(yè)公司建成了全國(guó)一流的數(shù)字化生產(chǎn)調(diào)度指揮中心，完成了供電、供排水、主運(yùn)輸、通風(fēng)防塵等系統(tǒng)工業(yè)自動(dòng)化改造，使主要生產(chǎn)系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制。建設(shè)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了主運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控；建設(shè)信息化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)信息的網(wǎng)絡(luò)化管理；建設(shè)數(shù)字化礦區(qū)，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)系統(tǒng)的整合聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，不僅為綜采設(shè)備單個(gè)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接入和整體融合搭建了平臺(tái)，同時(shí)也積累了大量無(wú)人值守、遠(yuǎn)程操控的管理和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。
二是得益于精細(xì)化管理的深入推行。智能化無(wú)人開(kāi)采技術(shù)必須與現(xiàn)場(chǎng)使用、管理、維護(hù)緊密結(jié)合，才能真正發(fā)揮作用。黃陵礦業(yè)公司以崗位自主管理為目標(biāo)，按照先易后難、循序漸進(jìn)的原則，分六個(gè)階段系統(tǒng)推行崗位精細(xì)化管理；通過(guò)推行崗位自主管理，使每個(gè)職工都能做到立足崗位，自主成才。
三是得益于素質(zhì)提升工程的全面實(shí)施。他們完善培訓(xùn)設(shè)施，建成了具有國(guó)家三級(jí)、四級(jí)資質(zhì)的兩個(gè)職工培訓(xùn)中心和全國(guó)一流的井下實(shí)訓(xùn)基地、地面拓展訓(xùn)練基地。對(duì)技能型職工建立了從普工、初級(jí)工、中級(jí)工、高級(jí)工、技師、高級(jí)技師到首席技師的七級(jí)成長(zhǎng)通道，對(duì)操作型職工建立了從一星員工到五星員工、首席員工的六級(jí)成長(zhǎng)通道。承擔(dān)該技術(shù)研究應(yīng)用的一號(hào)煤礦綜采三隊(duì)職工取得科技創(chuàng)新成果20余項(xiàng)，隊(duì)長(zhǎng)曲志欣被評(píng)為全國(guó)勞動(dòng)模范。
安全、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益顯著
一號(hào)煤礦智能化無(wú)人開(kāi)采工作面與同類型智能化開(kāi)采工作面相比，該套綜采技術(shù)裝備購(gòu)置價(jià)格為國(guó)外產(chǎn)品的65%，一個(gè)工作面成套裝備智能化系統(tǒng)僅設(shè)備購(gòu)置就可節(jié)約3000萬(wàn)元，配件價(jià)格為進(jìn)口價(jià)格的35%。
與傳統(tǒng)的薄煤層綜采工作面相比，每年可節(jié)約材料費(fèi)100萬(wàn)元；工作面由原來(lái)9人聯(lián)合操作減至1人巡視，僅此一項(xiàng)每年節(jié)約人工成本500多萬(wàn)元，平均工效達(dá)到133噸/工。
2015年1月以來(lái)，兩順槽通過(guò)超前支架升級(jí)改造，由原來(lái)8人單體支護(hù)減至4人遙控操作，每年節(jié)約人工成本100萬(wàn)元。通過(guò)兩次升級(jí)改造，每年可節(jié)約人工成本600萬(wàn)元。
一號(hào)煤礦智能化無(wú)人開(kāi)采工作面運(yùn)行1年來(lái)，累計(jì)生產(chǎn)原煤190萬(wàn)噸，開(kāi)機(jī)率97.3%，月均推進(jìn)170米，整套系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，地面遠(yuǎn)程操控采煤基本實(shí)現(xiàn)常態(tài)化。
從安全效益來(lái)看，智能化無(wú)人開(kāi)采將工人從危險(xiǎn)性較高的采煤工作面轉(zhuǎn)移到安全環(huán)境較好的順槽監(jiān)控中心甚至是地面調(diào)度中心，從根本上提高了作業(yè)安全系數(shù)。與產(chǎn)能相近的綜采工作面相比，智能化無(wú)人開(kāi)采工作面作業(yè)人員由9人減至1人，兩順槽作業(yè)人員由8人減至4人。
從經(jīng)濟(jì)效益來(lái)看，一號(hào)煤礦智能化無(wú)人開(kāi)采工作面全部采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)，在原有的綜采裝備基礎(chǔ)上，需要增加投入1000萬(wàn)元，價(jià)格僅為進(jìn)口設(shè)備的一半。智能化無(wú)人開(kāi)采工作面比傳統(tǒng)工作面每個(gè)生產(chǎn)班減少12人，每年可節(jié)約人工成本600萬(wàn)元。投產(chǎn)以來(lái)，每月煤炭生產(chǎn)能力穩(wěn)定在17萬(wàn)噸。
從社會(huì)效益來(lái)看，智能化無(wú)人開(kāi)采工作面將工人從操作工變成巡檢工，大幅降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，極大改善了煤礦工人的工作環(huán)境。
從一號(hào)煤礦智能化無(wú)人開(kāi)采工作面所取得的安全、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益來(lái)看，工作面少人化、無(wú)人化開(kāi)采才是真正的本質(zhì)安全，是解決煤礦安全生產(chǎn)問(wèn)題的目標(biāo)和方向。
鏈接
開(kāi)發(fā)煤炭智能化安全無(wú)人開(kāi)采的人員巡視安全保障技術(shù)、基于環(huán)境的安全自動(dòng)生產(chǎn)技術(shù)、裝備自動(dòng)找直技術(shù)，建設(shè)基于大數(shù)據(jù)的全國(guó)遠(yuǎn)程智能服務(wù)平臺(tái)和安全無(wú)人開(kāi)采示范工程。
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