陜煤集團紅柳林公司：從智能采煤到智能煤礦的“躍進”

從智能采煤到智能煤礦的“躍進”

——陜煤集團陜北礦業(yè)紅柳林公司智能化建設之路

11月25日，我國首批71個智能化示范煤礦建設名單公布，陜煤集團陜北礦業(yè)紅柳林公司位列其中。

“這既是一種認可，更是一種挑戰(zhàn)。盡管我們?nèi)〉昧艘恍┏煽?，但是我們將站在新的起點上，科學謀劃智能化礦井建設，在空白領域進行攻關，在關鍵技術上尋求突破，扛起國有企業(yè)的擔當，做煤炭工業(yè)革命的先行軍和領跑者?！奔t柳林公司黨委書記、董事長張宏說。

井下智能化綜采工作面現(xiàn)場

建成9個智能化綜采工作面

2011年，紅柳林公司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，拉開了該公司建設大采高智能化綜采工作面的序幕。

2012年，紅柳林公司完成了綜采成套裝備智能系統(tǒng)，初步實現(xiàn)遠程控制自動化割煤，建成了全國第一個7米大采高智能化綜采工作面。該套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，獲得發(fā)明專利5項、實用新型專利10項，形成2項國家標準和2項行業(yè)標準。

截至目前，紅柳林公司建成9個智能化綜采工作面，單面日產(chǎn)高達3.5萬噸。單個工作面單班生產(chǎn)人數(shù)由14人降至5人，降低了員工勞動強度，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過程中，紅柳林公司先后取得27項技術成果。該公司礦井工作面平均推采速度達到8米/分鐘，3個智能化綜采工作面自動化生產(chǎn)率平均達90.79%，回采工效提高80%。

紅柳林公司首創(chuàng)了采煤機記憶割煤、液壓支架自動跟機以及人機交互界面友好的順槽可視化遠程遙控技術，研制了采煤機與液壓支架安全防碰撞裝置，獨創(chuàng)了將角度、行程、壓力、激光測距儀等多種傳感器應用于工作面圍巖檢測，實現(xiàn)了采煤機、液壓支架、刮板輸送機三機自適應、自保護、聯(lián)合協(xié)同作業(yè)，發(fā)明了以工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)為平臺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，實現(xiàn)了“少人則安，減人提效”的目標，采煤工人在地面集控室一鍵啟停就能實現(xiàn)采煤作業(yè)。

通過技術攻關，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，具備了對順槽供電系統(tǒng)的監(jiān)視及遠程控制功能，降低了作業(yè)人員勞動強度，同時提升了設備安全管控水平。

紅柳林公司實現(xiàn)了馬蹄爾司機、控制臺司機、泵站工“三崗合一”，減少了2名崗位工。同時，該公司實現(xiàn)了智能化減人，生產(chǎn)班富余人員可機動調(diào)崗，采用“三班兩運轉(zhuǎn)”的勞動組織模式和更加人性化的輪休模式。

紅柳林公司行政辦公樓

實現(xiàn)產(chǎn)供銷智能協(xié)同

2020年，紅柳林公司新一屆領導班子在前期智能化采煤的基礎上，提出了智能協(xié)同生產(chǎn)的思路。由此，紅柳林公司的智能化建設邁入了新階段。

“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，實現(xiàn)‘產(chǎn)供銷智能協(xié)同’建設目標，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，紅柳林公司實現(xiàn)了采煤機根據(jù)運輸機實時運行負荷情況的智能協(xié)同生產(chǎn)，以及采煤機的精準定位，解決了在大采高智能化工作面煤機運行過程中，采煤機速度與護幫動作不匹配時，逐架收護幫速度慢、成組一次性收護幫煤墻片幫的安全隱患問題，減少了運輸機斷鏈事故的發(fā)生，增強了系統(tǒng)的可靠性。

“轉(zhuǎn)載機準備啟動，破碎機準備啟動，刮板輸送機準備啟動?！痹诩t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，井下的“烏金”便順著運輸膠帶源源不斷被輸送上來。

目前，紅柳林公司3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，工作面所有設備實現(xiàn)了智能化控制、膠帶運輸機遠程控制、地面一鍵啟停。在綜采工作面建立統(tǒng)一的通信協(xié)議平臺，實現(xiàn)了設備數(shù)據(jù)高速上傳和控制信號實時下達，控制延時不超過200毫秒。

“技術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米至6.3米不同采高、不同設備型號、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)的需求?！奔t柳林公司生產(chǎn)副總經(jīng)理郭奮超說。

智能裝車只需要20秒鐘

2019年9月11日，紅柳林公司智能化裝車系統(tǒng)正式投入運營，具備了預約排隊、叫號放行、無人司磅、遠程裝車的功能。一部手機、一個 APP、一套系統(tǒng)讓礦方、客戶、運輸公司、司機四方智能聯(lián)動起來，煤炭銷售工作更加高效便捷。

紅柳林公司煤炭日銷售量大，多的時候每天有車輛將近1500輛。過去，銷售人員派發(fā)排隊卡，司機師傅換票結束后就駕駛大貨車進入隔離帶，經(jīng)常會發(fā)生堵車的情況，銷售人員還要負責疏導交通?，F(xiàn)在，司機師傅只需在手機終端APP上操作，提交裝車信息，即可完成車輛預約排隊。工作人員通過終端電腦自動放行，司機收到信息后直接進入廠區(qū)裝煤。

“過去不僅滿身煤灰，還要扯著嗓子和司機交流。一天下來，嗓子都啞了。如今，我們從裝車現(xiàn)場狹小的操作間搬到了干凈整潔的集控室，只需要輕點鼠標，開啟漏煤斗，就能實現(xiàn)精準裝車?！痹摴狙b車工韓偉哲說。

對于拉運司機而言，以前是礦方員工手動操作放煤，一不留神就會導致放煤超出噸位，拉運司機需要返回煤場手動卸煤，費時又費力。現(xiàn)在，遠程電腦精準控制放煤量，方便快捷。

過去，銷售結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?，F(xiàn)在，結算人員通過智能運銷系統(tǒng)導入客戶成交信息，確定結算規(guī)則，一鍵生成結算數(shù)據(jù)，總用時不超過10分鐘。

據(jù)介紹，在紅柳林公司智能化裝車系統(tǒng)投入運營后，現(xiàn)在裝一輛車只需要20秒鐘，極大提高了銷售作業(yè)效率。2020年6月5日，地銷混煤單日銷量25253.14噸，打破了地銷混煤單日最高銷售紀錄；2020年10月5日，洗中塊單日銷量21163.86噸，打破了洗中塊單日銷量紀錄。

洗選系統(tǒng)實現(xiàn)“七化”

紅柳林公司投入2000余萬元對洗選系統(tǒng)進行改造升級，實現(xiàn)了管理智能化、生產(chǎn)可視化、控制遠程化、信息共享化、作業(yè)無人化、安全標準化、效益最大化。

過去，紅柳林公司選煤廠正常運轉(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。

紅柳林公司選煤廠通過智能視頻分析系統(tǒng)、機電設備狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)、智能巡檢機器人、遠程分合閘系統(tǒng)等，實現(xiàn)了對選煤廠所有重要崗位的視頻監(jiān)控全覆蓋，以及重要設備的溫度、振動狀態(tài)實時監(jiān)測和分析等。同時，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，紅柳林公司在重介密度閉環(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)部精細化管理方面，該公司開發(fā)了生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)、煤質(zhì)管理系統(tǒng)、設備管理系統(tǒng)、運銷管理系統(tǒng)等，實現(xiàn)了選煤廠各業(yè)務數(shù)據(jù)的實時更新和在線共享。

同時，該公司建立了數(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。

如今，在紅柳林公司選煤廠崗位工只需輕點鼠標，巡檢機器人沿著預定軌道向前行進，集控室的屏幕上便傳來作業(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，以及“專崗專技專人”向“無人值守、機器巡檢”的轉(zhuǎn)變。

下一步，紅柳林公司將加快推進煤炭生產(chǎn)方式變革，創(chuàng)建“智能協(xié)同”標桿礦井，把人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、機器人、智能裝備等與煤礦建設深度融合，形成智能感知、智能決策、自動執(zhí)行的煤礦智能化體系。（焦亮）