刊登于中國(guó)煤炭報(bào)2022年5月14日第三版
4月，走進(jìn)位于子午嶺深處的陜煤集團(tuán)黃陵礦業(yè)公司，漫山遍野桃花盛開(kāi)，橋山沮水春景美不勝收。
對(duì)于這家8年前第一個(gè)成功完成國(guó)產(chǎn)綜采裝備智能化無(wú)人開(kāi)采技術(shù)研究與應(yīng)用、填補(bǔ)了我國(guó)煤礦綜采智能化空白的煤炭生產(chǎn)企業(yè)而言，黃陵礦業(yè)公司奮進(jìn)的腳步始終沒(méi)有停下。5G專(zhuān)網(wǎng)下井、3D透明化可視礦山系統(tǒng)上線、智慧云平臺(tái)投入使用……至今，黃陵礦業(yè)公司已取得煤礦智能化七個(gè)“全國(guó)第一”，智能化開(kāi)采的“黃陵模式”在持續(xù)探索中取得新突破。
智慧礦區(qū)的進(jìn)階之路
2014年，全國(guó)首個(gè)智能化無(wú)人綜采工作面在黃陵礦業(yè)公司一號(hào)煤礦建成并投入使用。自此，“智能化”開(kāi)始正式走進(jìn)煤炭人的視野，多年來(lái)煤礦工人坐在地面采煤的夢(mèng)想在黃陵礦業(yè)公司成為了現(xiàn)實(shí)。
在煤炭安全高效開(kāi)采技術(shù)基礎(chǔ)上，黃陵礦業(yè)公司開(kāi)辟了一條智能化開(kāi)采的新路子，引領(lǐng)了中國(guó)煤炭工業(yè)發(fā)展史上的一場(chǎng)技術(shù)革命。2015年，黃陵礦業(yè)公司成為全國(guó)煤礦智能化無(wú)人開(kāi)采技術(shù)試點(diǎn)示范單位。2016年，首個(gè)大采高智能化無(wú)人綜采工作面在該公司所屬二號(hào)煤礦開(kāi)始建設(shè)。2018年，薄煤層智能化開(kāi)采技術(shù)在該公司所屬雙龍煤業(yè)、瑞能煤業(yè)成功應(yīng)用。
至此，黃陵礦業(yè)公司完成了16個(gè)智能化無(wú)人綜采工作面回采，成為全國(guó)率先實(shí)現(xiàn)薄、中、厚煤層智能化開(kāi)采全覆蓋的企業(yè)。
“早期智能化采煤主要依靠‘液壓支架自動(dòng)跟機(jī)+采煤機(jī)記憶截割+可視化遠(yuǎn)程干預(yù)控制技術(shù)’，受地質(zhì)變化大、開(kāi)采條件差等因素影響，這種技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)常態(tài)化精準(zhǔn)開(kāi)采?！痹谌珖?guó)能源化學(xué)地質(zhì)系統(tǒng)首批“大國(guó)工匠”、時(shí)任一號(hào)煤礦機(jī)電副礦長(zhǎng)的符大利看來(lái)，智能開(kāi)采1.0版本遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法應(yīng)對(duì)復(fù)雜災(zāi)害條件下的無(wú)人開(kāi)采挑戰(zhàn)。
2019年10月，經(jīng)過(guò)5年的不斷攻關(guān)，基于動(dòng)態(tài)地質(zhì)模型大數(shù)據(jù)融合迭代規(guī)劃控制策略的智能開(kāi)采3.0版本研發(fā)成功。這套具有自主決策、規(guī)劃截割、精準(zhǔn)定位、自動(dòng)找直等功能的新技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)了由傳統(tǒng)的記憶截割向三維空間感知和自動(dòng)截割的大跨越。
“智能開(kāi)采只是第一階段目標(biāo)。除了智能礦井建設(shè)的先行先試，我們還將進(jìn)一步推動(dòng)智慧電廠、智慧鐵運(yùn)以及其他板塊的智能化建設(shè)，進(jìn)而延伸到智慧安全、智慧經(jīng)營(yíng)、智慧決策、智慧黨建等領(lǐng)域，最終建成一個(gè)綠色、安全、高效、智能、可持續(xù)發(fā)展的智慧礦區(qū)?！边@是黃陵礦業(yè)公司黨委書(shū)記、董事長(zhǎng)雷貴生的事業(yè)夢(mèng)想，也是該公司“十四五”高質(zhì)量發(fā)展的宏偉藍(lán)圖。
2019年，復(fù)雜地質(zhì)條件下煤礦智能快速掘進(jìn)技術(shù)及裝備研究在該公司二號(hào)煤礦取得突破，實(shí)現(xiàn)了地面一鍵啟停，掘、支、運(yùn)平行連續(xù)作業(yè)、一次成巷，掘進(jìn)效率提高了60%以上。由此，黃陵礦業(yè)公司建立了“無(wú)人跟機(jī)作業(yè)、有人安全巡視”的掘進(jìn)新模式。2020年，巡檢機(jī)器人群升級(jí)改造完成。60套巡檢機(jī)器人的應(yīng)用，讓黃陵礦業(yè)公司成功實(shí)現(xiàn)了由“無(wú)人值守、有人巡視”向“無(wú)人值守、機(jī)器人巡視”的轉(zhuǎn)變。
以智能化無(wú)人開(kāi)采技術(shù)為核心，智能掘進(jìn)、智能巡檢、智能裝運(yùn)和智能選矸等一大批智能化礦井關(guān)鍵技術(shù)不斷取得新突破，智慧礦區(qū)在黃陵礦業(yè)公司初具雛形。
用“黃陵標(biāo)準(zhǔn)”推進(jìn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
一項(xiàng)技術(shù)，如果要在行業(yè)內(nèi)推廣，先要形成具有普適性的標(biāo)準(zhǔn)。
煤礦智能化建設(shè)是一項(xiàng)創(chuàng)新性工作，也是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。目前，全國(guó)首批71處智能化示范煤礦建設(shè)正在加快推進(jìn)。為規(guī)范智能化采煤、推動(dòng)煤礦智能化建設(shè)有序開(kāi)展，2020年3月，八部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，對(duì)煤礦智能化發(fā)展提出了明確具體要求。
此時(shí)，作為煤礦智能化開(kāi)采技術(shù)引領(lǐng)者的黃陵礦業(yè)公司，其一舉一動(dòng)備受行業(yè)關(guān)注。
黃陵礦業(yè)公司既要做智能化開(kāi)采技術(shù)的引領(lǐng)者，也要做行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定者。為了積極貫徹落實(shí)國(guó)家政策，為煤礦智能化建設(shè)貢獻(xiàn)力量，黃陵礦業(yè)公司決定開(kāi)展智能化無(wú)人綜采工作面行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的起草編制工作。
行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)技術(shù)的統(tǒng)一、規(guī)范，是對(duì)煤礦智能化建設(shè)的指導(dǎo)，不僅需要豐富的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，還需要掌握行業(yè)整體智能化發(fā)展的現(xiàn)狀及趨勢(shì)。
2019年，在先后對(duì)10余家建有智能化工作面的煤炭企業(yè)進(jìn)行參觀調(diào)研后，黃陵礦業(yè)公司聯(lián)合應(yīng)急管理部煤礦智能化開(kāi)采技術(shù)創(chuàng)新中心等單位，正式開(kāi)始了標(biāo)準(zhǔn)的起草編制工作。
“論證、修改、提交、審核，這樣的流程，我們重復(fù)了無(wú)數(shù)次。”在參與標(biāo)準(zhǔn)起草編制工作的黃陵礦業(yè)公司技術(shù)中心礦山機(jī)電研究所所長(zhǎng)張孝斌的記憶中，在西安、北京之間來(lái)回奔波，是當(dāng)時(shí)的工作常態(tài)。
同年10月，由黃陵礦業(yè)公司編制的《智能化綜采工作面設(shè)計(jì)規(guī)范》和《智能化綜采工作面驗(yàn)收規(guī)范》兩項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)順利通過(guò)驗(yàn)收。標(biāo)準(zhǔn)首次對(duì)“智能化無(wú)人綜采”“記憶截割”“自動(dòng)跟機(jī)”等專(zhuān)業(yè)性術(shù)語(yǔ)進(jìn)行了定義，讓智能化無(wú)人開(kāi)采技術(shù)管理有據(jù)可依。
“我們一致認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)（送審稿）資料完整、規(guī)范，符合編制要求，技術(shù)水平均達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，同意通過(guò)審定，即日將報(bào)送中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)進(jìn)行發(fā)布，并在行業(yè)內(nèi)進(jìn)一步推廣?！?021年12月，隨著專(zhuān)家組的評(píng)定，《智能化無(wú)人綜采工作面設(shè)計(jì)規(guī)范》《智能化無(wú)人綜采工作面驗(yàn)收規(guī)范》《智能化無(wú)人綜采工作面質(zhì)量管理規(guī)范》《智能化無(wú)人綜采工作面操作規(guī)程》《智能化無(wú)人綜采工作面回撤規(guī)范》5項(xiàng)中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)順利通過(guò)審定。這些規(guī)范規(guī)程填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)煤炭行業(yè)智能化無(wú)人開(kāi)采工作面標(biāo)準(zhǔn)的空白。
“此次通過(guò)審定的5項(xiàng)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，將與之前的2項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配套，形成系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)體系?！崩踪F生表示。在他看來(lái)，這些標(biāo)準(zhǔn)體系將會(huì)為今后智能化開(kāi)采技術(shù)的推廣及發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，對(duì)指導(dǎo)煤炭行業(yè)綜采工作面智能化建設(shè)具有重要意義。
自2019年以來(lái)，該公司已成功發(fā)布行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)8項(xiàng)，涉及智能化開(kāi)采、快速掘進(jìn)以及安全管理等多個(gè)領(lǐng)域。該公司申請(qǐng)的《煤礦快速掘進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)導(dǎo)則》《煤礦安全生產(chǎn)管理體系建設(shè)指南》2項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也獲得國(guó)家能源局批準(zhǔn)立項(xiàng)，預(yù)計(jì)將在今年年底完成編制工作。
國(guó)家級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)取得零的突破
2021年11月，備受關(guān)注的2020年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)評(píng)選結(jié)果揭曉。
由黃陵礦業(yè)公司牽頭實(shí)施的《煤與油型氣共生礦區(qū)安全智能開(kāi)采關(guān)鍵技術(shù)與工程示范》項(xiàng)目榮獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
“油型氣是一種以游離態(tài)賦存在含煤地層頂?shù)装迳皫r層的混合型氣體，具有隱蔽性、突發(fā)性和涌出量大等特點(diǎn)。”據(jù)黃陵礦業(yè)公司總工程師、時(shí)任二號(hào)煤礦總經(jīng)理的李團(tuán)結(jié)介紹，這種新型地質(zhì)災(zāi)害，已經(jīng)成為近年來(lái)制約黃陵礦業(yè)公司安全高效生產(chǎn)最突出的因素。
在這種地質(zhì)災(zāi)害條件下，智能化開(kāi)采技術(shù)如果能夠成功應(yīng)用并獲得較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，那么這項(xiàng)技術(shù)將更具有推廣性、適應(yīng)性和說(shuō)服力。
為保證礦井安全生產(chǎn)、促進(jìn)煤炭資源高效開(kāi)發(fā)利用，該公司聯(lián)合大專(zhuān)院校、科研院所和煤炭科技企業(yè)組成了一支集研究、試驗(yàn)和示范應(yīng)用于一體的科研團(tuán)隊(duì)。
經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的“頭腦風(fēng)暴”、不同條件下的實(shí)地考察，《煤與油型氣共生礦區(qū)安全智能開(kāi)采關(guān)鍵技術(shù)與工程示范》終于取得突破性成果，研發(fā)了超前預(yù)測(cè)多機(jī)聯(lián)動(dòng)智能控制系統(tǒng)，首創(chuàng)了煤與油型氣共生礦區(qū)安全高效智能開(kāi)采技術(shù)體系，可以減少油型氣防御面積30%，提高生產(chǎn)效率20%，成功解決了煤與油型氣共生礦區(qū)安全高效開(kāi)采難題。
深耕智能化多年，智能化建設(shè)為黃陵礦業(yè)公司帶來(lái)了實(shí)實(shí)在在的成效。
在安全管理上，該公司首創(chuàng)“四治理一優(yōu)化+AI+NOSA”智能安全管理體系，突破了傳統(tǒng)單一人工管控風(fēng)險(xiǎn)的格局，開(kāi)創(chuàng)了人工和AI智能系統(tǒng)雙重管控風(fēng)險(xiǎn)的先河。
在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)上，通過(guò)實(shí)施智能化開(kāi)采，創(chuàng)新快掘模式，該公司巷道掘進(jìn)效率提高了60%以上，資源回收率提高了10%以上。生產(chǎn)輔助系統(tǒng)遠(yuǎn)程集中控制和巡檢機(jī)器人投運(yùn)以來(lái)，該公司每年可節(jié)約人工成本5300萬(wàn)元。截至目前，該公司已累計(jì)回采超過(guò)40個(gè)綜采工作面，煤炭產(chǎn)量超過(guò)1.1億噸。
在人才培養(yǎng)上，我國(guó)首個(gè)煤礦智能化開(kāi)采技術(shù)創(chuàng)新中心及陜西省人力資源和社會(huì)保障廳博士后創(chuàng)新基地先后在該公司揭牌成立。作為科技創(chuàng)新人才的聚集地和孵化地，該公司培養(yǎng)并打造出了一支有知識(shí)有經(jīng)驗(yàn)、懂技術(shù)能操作、敢創(chuàng)新會(huì)實(shí)踐的人才隊(duì)伍。張孝斌等2名職工被國(guó)家能源局評(píng)為第一批煤礦智能化專(zhuān)家，符大利成為全國(guó)能源化學(xué)地質(zhì)系統(tǒng)首批“大國(guó)工匠”，徐建軍、李海清等9名職工被中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)評(píng)為煤炭行業(yè)技能大師；高級(jí)職稱(chēng)以上專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才超過(guò)200人。
“推進(jìn)智能礦井、智慧礦區(qū)建設(shè)，既是行業(yè)發(fā)展的大勢(shì)，也是推動(dòng)黃陵礦業(yè)公司高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵所在和必然選擇?！睂?duì)于未來(lái)發(fā)展方向，雷貴生表示，“我們將按照綠色低碳的發(fā)展方向，對(duì)標(biāo)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)任務(wù)，以智慧礦區(qū)為目標(biāo)，主動(dòng)擔(dān)當(dāng)作為，不斷加快關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，努力把黃陵礦業(yè)公司打造成行業(yè)數(shù)字化、智能化發(fā)展的引領(lǐng)者和示范者，為煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展貢獻(xiàn)更多經(jīng)驗(yàn)?！?/p>
截至今年3月，全國(guó)智能化采掘工作面已達(dá)到813個(gè)，與2020年相比增加65%。已有29種煤礦機(jī)器人在370余處礦井應(yīng)用。（馮號(hào)號(hào)）
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