去年底,冀中能源股份公司東龐礦通過河北省智能化煤礦驗(yàn)收專家組驗(yàn)收,成為河北省首批智能化建設(shè)示范煤礦之一,這意味著河北省智慧煤礦建設(shè)開始發(fā)力。
智慧煤礦“長(zhǎng)”啥樣?跟傳統(tǒng)采煤比,有啥優(yōu)越性?對(duì)煤礦行業(yè)起到什么樣的影響?記者對(duì)位于邢臺(tái)市內(nèi)丘縣的東龐礦進(jìn)行了采訪。
圖為東龐礦綜采工作面集控中心。河北日?qǐng)?bào)通訊員高科攝
遠(yuǎn)程一鍵采煤成為現(xiàn)實(shí)
“各項(xiàng)參數(shù)符合要求,現(xiàn)在啟動(dòng)系統(tǒng)?!比涨?,在東龐礦21110工作面,綜采一隊(duì)采煤機(jī)司機(jī)許銳按下“啟動(dòng)鍵”,遠(yuǎn)處的采煤機(jī)轟鳴作響,被割碎的煤塊如流水般傾瀉而下。
許銳在煤礦干了十多年。過去,采煤工人需要在采煤機(jī)旁“盯梢”,一刻也不能停,上完班升井,經(jīng)常累得一身汗一臉灰。而現(xiàn)在,經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn),他只要通過電子屏幕就可以遠(yuǎn)程操縱、觀測(cè)采煤機(jī)運(yùn)行狀態(tài),工作環(huán)境大大改善。
“從親自下礦到遠(yuǎn)程一鍵采煤,這是多少代采煤工人憧憬的夢(mèng)想,如今已在東龐礦變成了現(xiàn)實(shí)?!痹S銳說,通過遠(yuǎn)程智能操作系統(tǒng),順槽膠帶機(jī)、刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)、采煤機(jī)依次啟動(dòng)。采煤機(jī)切割煤塊后,液壓支架跟著拉移,運(yùn)輸機(jī)推溜到位,支架自動(dòng)收回或打出,“烏金”源源不斷運(yùn)往地面,所有操作全部自動(dòng)化。
東龐礦信息中心主任魏永勇介紹,東龐礦智能化發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段。上世紀(jì)90年代,東龐礦大力推進(jìn)機(jī)械化,成為河北省比較先進(jìn)的機(jī)械化生產(chǎn)礦井。2000年開始,引進(jìn)無線通信系統(tǒng),對(duì)煤礦設(shè)備、調(diào)度室以及井下環(huán)網(wǎng)進(jìn)行信息化改造,實(shí)現(xiàn)了線下數(shù)據(jù)線上化。
隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展,2020年11月,國(guó)家提出創(chuàng)建智能化示范煤礦建設(shè),促進(jìn)煤炭開采方式由炮采、普采和綜采向智采變革,為能源領(lǐng)域“新基建”奠定基礎(chǔ)。
順勢(shì)而為,東龐礦加快推進(jìn)智能化改造提升,集中推廣鉆裝錨一體機(jī)、超前液壓支架等一系列新工藝、新裝備,加快機(jī)械化、自動(dòng)化、信息化、智能化“四化融合”建設(shè)步伐,逐步形成全方位、立體化的智慧礦山格局。
去年3月,河北省首個(gè)智能化高架綜采工作面——東龐礦21110智能化綜采工作面正式投產(chǎn),實(shí)現(xiàn)了減人提效,每個(gè)生產(chǎn)班減少用工11人,工效提高64.7%,緩解了井下限員的制約難題。
新年新氣象。在吸取厚煤層智能開采經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,1月13日,東龐礦首次對(duì)煤層平均厚度1.3米的薄煤層6201工作面進(jìn)行智能化改造,應(yīng)用電液控技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)以及沿空留巷開采工藝,進(jìn)一步提升智能開采水平。
地下礦井裝上“智慧大腦”
“位移傳感器運(yùn)作正常,齒軌輪運(yùn)作正?!痹诘叵?00米深的東龐礦綜采工作面集控中心,綜采二隊(duì)副區(qū)長(zhǎng)徐國(guó)峰一邊按動(dòng)按鈕,一邊記錄數(shù)據(jù)。
徐國(guó)峰認(rèn)為,煤礦智能化是個(gè)系統(tǒng)工程,涉及方方面面。采煤、掘進(jìn)等每個(gè)機(jī)器里都裝上了傳感器,通過光纜、信號(hào)線將運(yùn)作信息傳到井下集控中心,再匯總到地面調(diào)控室,實(shí)現(xiàn)井上井下互聯(lián)互通。“集控中心就像是人的大腦,遠(yuǎn)程控制煤礦的所有智能設(shè)備?!毙靽?guó)峰說。
東龐礦工作面大多位于地下600米到1000米,地質(zhì)條件復(fù)雜,干擾因素多,影響了數(shù)據(jù)傳輸效率。在河北聯(lián)通公司的技術(shù)支持下,東龐礦建立了5G基站,利用5G的大帶寬、高速率和低時(shí)延技術(shù),解決了這個(gè)難題。
“從指令下達(dá)到機(jī)器響應(yīng),過去要幾百毫秒,現(xiàn)在只要20毫秒,各個(gè)作業(yè)點(diǎn)的畫面、數(shù)據(jù)都能實(shí)時(shí)傳回地面,這就是5G網(wǎng)絡(luò)的即時(shí)響應(yīng)?!毙靽?guó)峰說。
在冀中能源集團(tuán)整體規(guī)劃和部署下,石煤機(jī)公司為東龐礦5G智能化礦井建設(shè)提供了核心技術(shù)支持,實(shí)施了掘進(jìn)工作面5G網(wǎng)絡(luò)布置方案、智能掘進(jìn)控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)、5G網(wǎng)絡(luò)及成套設(shè)備調(diào)試等重點(diǎn)工作。
“智慧礦井建設(shè)其中一個(gè)難點(diǎn)在于精準(zhǔn)定位?!笔簷C(jī)公司總工程師辦公室主任李英娜說,煤礦設(shè)備在井下運(yùn)作中,會(huì)不斷進(jìn)行空間位移。為實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位,他們采用了光纖慣導(dǎo)精準(zhǔn)定位技術(shù),可以對(duì)目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)位置追蹤,自動(dòng)生成并記錄其活動(dòng)軌跡。
此外,他們還在東龐礦實(shí)施了仿形截割、自主截割、視頻監(jiān)控及雙向語(yǔ)音對(duì)講、視頻識(shí)別人員靠近報(bào)警、故障自診斷與信息推送等多項(xiàng)智能化技術(shù),降低了礦工勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了安全生產(chǎn)水平,真正實(shí)現(xiàn)了減人提效。
“煤礦生產(chǎn)涵蓋運(yùn)輸、供電等30多個(gè)子系統(tǒng),由于設(shè)備來自國(guó)內(nèi)外各個(gè)廠家,數(shù)據(jù)端口和標(biāo)準(zhǔn)不一致?!蔽河烙抡f,通過數(shù)字化改造,對(duì)東龐礦各種設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一整合,打破數(shù)據(jù)孤島,實(shí)現(xiàn)多部門數(shù)據(jù)共享共用和互聯(lián)互通。
數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用,極大提升了生產(chǎn)效率。去年一年,冀中能源股份公司建立智能集控中心3個(gè)、智能化工作面7個(gè),原煤工效同比提升5.8%,開掘工效同比提高3.6%,各單位巖巷煤巷單孔月進(jìn)、綜采單面月產(chǎn)多次創(chuàng)出近年來最好水平。
2021年5月,省發(fā)展改革委、省應(yīng)急管理廳、河北煤礦安全監(jiān)察局聯(lián)合印發(fā)通知,明確了“十四五”時(shí)期煤礦智能化建設(shè)時(shí)序、標(biāo)準(zhǔn)要求和技術(shù)路線,將東龐礦等4處煤礦確定為河北省首批推進(jìn)的智能化建設(shè)示范煤礦。
專家認(rèn)為,河北省首批智能化建設(shè)示范煤礦建成后,將形成創(chuàng)新示范效果,以點(diǎn)帶面,對(duì)河北省其他煤礦智能化發(fā)展起到引領(lǐng)和標(biāo)桿作用。
圖為東龐礦21110智能化綜采工作面。 河北日?qǐng)?bào)通訊員李翔攝
提升安全管控智能化水平
出于安全考慮,很多煤礦嚴(yán)禁攜帶手機(jī)等電子產(chǎn)品下井??墒窃跂|龐礦,記者卻見到不少帶著“手機(jī)”的井下工人。
“這是礦里統(tǒng)一發(fā)放的‘雙控’系統(tǒng)礦用手機(jī),具備圖像抓拍、數(shù)據(jù)上傳、隱患復(fù)查等功能。”在東龐礦各工作面,安檢員白彥海拿出“手機(jī)”,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安全生產(chǎn)情況一一進(jìn)行拍照錄像。
安全是煤礦的生命線。作為東龐礦“雙控”信息平臺(tái)系統(tǒng)重要組成部分,東龐礦為安全檢查人員配發(fā)了近200臺(tái)礦用手機(jī)作為“執(zhí)法記錄儀”,進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)抓拍取證,確保隱患排查不留死角、整治不留后患,實(shí)現(xiàn)了安全檢查過程的影像留存、數(shù)據(jù)集控、信息共享。
隨著礦井開采逐漸延伸,原有的瓦斯治理模式已經(jīng)不能滿足采掘銜接需求。為實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦瓦斯的精準(zhǔn)治理,東龐礦以大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)為支撐,在21218工作面探索開展了河北省首個(gè)“定向順層鉆孔”消突試驗(yàn),改變傳統(tǒng)的“底板巖巷、穿層鉆孔抽采瓦斯”模式,利用深孔鉆機(jī)進(jìn)行定向順層鉆孔,讓瓦斯無處藏身。
“跟過去比,定向順層鉆孔可以減少瓦斯抽采鉆孔545個(gè),提高了抽采的有效時(shí)間,平均抽采濃度達(dá)到8%以上,效果是普通穿層鉆孔的3倍以上?!睎|龐礦瓦斯治理科副科長(zhǎng)郭會(huì)亮介紹,在21218工作面補(bǔ)軌道巷施工過程中,每天掘進(jìn)速度7.2米,巷道回風(fēng)流瓦斯日平均濃度最高0.24%,實(shí)現(xiàn)了瓦斯“零預(yù)警”“零超限”。
據(jù)測(cè)算,“定向順層鉆孔”消突試驗(yàn)整體取得成功后,可以減少底板穿層鉆孔、水文地質(zhì)鉆孔等一系列鉆孔工程量,預(yù)計(jì)可減少底板巖巷綜合資金投入1700余萬元。
在智能化改造中,東龐礦加大安全管控智能化建設(shè)力度,持續(xù)推動(dòng)信息技術(shù)與安全生產(chǎn)深度融合,不斷豐富“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+安全生產(chǎn)”場(chǎng)景應(yīng)用,提升了安全生產(chǎn)水平。
煤礦技術(shù)人員也積極開展自主創(chuàng)新,制作發(fā)明了泵站防跑車防護(hù)裝置、巷道可伸縮噴霧桿、皮帶機(jī)尾防跑偏裝置、遠(yuǎn)程注漿系統(tǒng)等新裝備、新工藝,助力智慧煤礦和安全生產(chǎn)建設(shè)。2021年,冀中能源股份公司11項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新成果獲國(guó)家實(shí)用新型專利,3項(xiàng)成果獲“中國(guó)煤炭工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)”,28項(xiàng)創(chuàng)新成果獲省市級(jí)以上科技進(jìn)步獎(jiǎng)。 (河北日?qǐng)?bào)記者貢憲云)
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