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从固有优势中寻找突破,迈向“智能协同”

日期:2021-07-20    来源:中国煤炭报  作者:王世雅 郑钦月 焦亮

国际煤炭网

2021
07/20
11:52
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关键词: 红柳林煤矿 煤矿智能化 智能化矿井

与张家峁矿业公司打造智慧矿区的建设目标不同,同属陕煤集团陕北矿业公司的红柳林公司把焦点对准了智能采煤与协同生产。

3个综采工作面自动化生产率平均达90.79%、利用轨道式巡检机器人盯住设备重点部位、在井下100米处进行5G网络测试……红柳林公司智能化建设可圈可点。

入选国家首批智能化示范煤矿建设名单后,红柳林公司站在新起点上,从固有基础上寻找创新突破点,为行业提供智能化建设的新思考。

大采高综采工作面智能化先试先行

在很多红柳林公司人眼里,全国第一家大采高智能化综采工作面源于红柳林公司。2011年,红柳林公司率先在15205综采工作面进行试验,拉开了大采高智能化综采工作面建设的序幕。

“红柳林公司井下条件好,资源储量多、瓦斯含量低、顶板坚固,具备信息化建设天时地利的优势。”红柳林矿业公司智能化部部长石超告诉记者。

通过与天地科技股份有限公司合作、不断进行人机磨合和技术交流,2012年,红柳林公司构建了综采成套装备智能系统,初步实现了远程控制自动化割煤,建成了全国第一个7米大采高智能化综采工作面。

“当时,大采高工作面智能化项目拿到了工业和信息化部专项支持资金1.1亿元,还获得了中国煤炭工业协会科学技术一等奖。”红柳林公司党委书记、董事长张宏说。

目前,红柳林公司建成了12个智能化综采工作面,单面日产达3.5万吨,单面单班生产人数由14人降至最低5人。从3米到6.3米,不同采高、不同设备型号、不同生产条件下综采工作面实现了智能生产的常态化。

同时,红柳林公司取得了多项成果,如首创了采煤机记忆割煤、液压支架自动跟机及人机交互界面友好的顺槽可视化远程遥控技术,研制了采煤机与液压支架安全防碰撞装置等。

井下交接班之际,记者跟随石超和该公司副总工程师兼安全管理中心部长雷俊华,走进15215综采工作面。雷俊华告诉记者,这是在平均厚度5.87米的主采煤层,开采的第15个工作面。

从智能化方案的制定,到井下与地面的系统联通,再到供电、通风、通信联络等功能的完善,采煤机、液压支架等单机设备实现了自动化,机头机尾应用了超前支架,15215综采工作面正变得越来越智能。

“以前,我们有个‘记账先生’,人工记录采煤机跑到哪儿了、割了几刀、推进了多少米等等。”雷俊华在电液控制系统旁对记者说,“现在,我们从早到晚的数据,一点鼠标、一看报表,一目了然。”

如今,马蹄尔司机、控制台司机、泵站工“三岗合一”,让红柳林公司减少了2名岗位工。同时,生产班富余的人员可机动调岗,劳动组织模式也变成了“三班两运转”和轮休模式。

“目前,减人在煤岩识别系统装备这一块,还没有达到要求。这是我们将来突破的重点。”张宏说。

此外,红柳林公司今年将重点推进矿山综合管控平台建设、智能化快速掘进系统、智慧物资管理系统、智能主煤流运输系统以及机器人群研发应用等项目。

智能产供销一体化协同发展

作为智能化矿井建设的重点项目,今年以来,红柳林公司先后投入资金2000余万元,安装了智能视频分析系统、机电设备状态在线监测系统、远程分合闸系统、专用手持终端,对原有洗选煤系统进行升级改造。

走进选煤厂调度室,记者看到,大屏幕上显示着不同时段的入选量、煤块的发热量灰分水分数据、全厂综合效率和近30天销售柱状图等。走进厂房,记者看到,智能巡检机器人悬挂在上方轨道,负责记录环境噪声、烟雾、环境温度等主要数据。皮带旁边的操作员四处走动着,两者相互配合,防止出现堵煤等安全隐患。

“我们选煤厂还有个特色,就是利用3D建模技术与虚拟现实技术,建了个数字化选煤厂。”机电运输中心洗选部负责人何坐楼一边说着,一边打开了系统。借助手柄控制方向,进入游戏画面般的厂房,数字选煤厂让观者有了更新鲜的体验。

改造后的选煤厂,重介密度闭环控制、自动配煤、浓缩自动加药等重点环节实现了自动控制;生产调度管理系统、煤质管理系统、设备管理系统、物资管理系统等,实现数据的实时更新和共享。由此,选煤厂作业人数从359人降至190人,运营成本大幅降低。

如同选煤过程的升级,装车系统也实现了自动化。2019年9月,红柳林公司智能装车系统上线,具有预约排队、叫号放行、无人司磅、远程装车等功能。

在调度中心,记者看到,市场营销部放煤工彭军坐在电脑前,盯着屏幕中的运煤车。当车辆运行至漏煤斗下方时,彭军通过传声器提醒司机,并轻点鼠标进行放煤;当煤量达到装载标准时,彭军再次提醒司机并停止放煤。

自动装车系统不仅让放煤工从装车现场搬到了调度室,也避免了以前司机拿着排队卡等待装煤的拥挤场面。相关人员表示,现在,装一辆车只需20秒,有效提高了装煤效率。

曾经,销售结算工作费时又费力。现在,结算人员通过智能运销系统,导入成交信息,并确定结算规则,一键生成结算数据,总用时不超过10分钟。通过智能运销系统,所有煤种可以线上交易拉运,实现了公路销售业务的全覆盖。

2020年,红柳林公司提出“智能协同生产”的发展思路,不仅要实现产供销智能协同建设目标,而且要不断提升装备和人员的工作效能,促使其智能化建设迈向“智能协同、智慧管理”的目标。

“智能化发展过程中,关键是需要人与装备不断磨合。我们要稳固矿区既有优势,再寻找一些创新的突破口,用更好的装备和更强的人员素质支撑矿井建设。”张宏表示。

目前,红柳林公司与华为公司、安徽理工大学、蒙草集团、中国煤炭科工集团、西安科技大学建立了产学研合作关系,就矿井智能协同研究、井下空气质量革命、立体生态修复治理、脆弱区煤层减损开采、国内首例6米大采高沿空留巷技术开展研究。

提升装备和人员工效匹配度

今年3月,红柳林公司井下100米处,进行了5G网络测试试验,并取得成功。随着井下5G应用场景的拓展,该公司有望实现采掘面无人操作、运输车辆无人驾驶、设备维修远程以及采掘、机电、运输、通风等设备的协同联动。

在该公司联建楼调度指挥中心内,一个名为“心·Xin”的智能讲解机器人经常出现。该机器人通过搭建的数据模型和知识库,能播报欢迎语和欢送语,进行语音交互,解答业务咨询问题。“沉浸式体验”更利于来宾深入了解红柳林公司的企业文化。

不久前,红柳林公司职工食堂启用了智能化刷脸支付系统。就餐时,刷脸就能查询个人账户余额和交易明细,省去了卡片易丢失和不易携带的烦恼。

这些硬件的升级让红柳林公司离创建“智能协同”示范矿井目标进了一步。同时,“软件”的智慧程度也在潜移默化中升华。随着装备越来越智能,红柳林公司培训方式和力度逐渐与时俱进,覆盖面也越来越广。

走进红柳林公司培训中心,记者看到,不同类型的机械模型陈列整齐。戴上VR眼镜,记者观察了给综采工作面乳化泵加压的过程。在PLC、变频器和触摸屏实训台前,记者学习到简单的编程原理。不同类型的PLC可编程逻辑控制器,在采煤机内部控制、皮带控制方面,大有用处。

“德国艾柯夫采煤机电气原理图复杂,对于初学者来说理解上有些困难。于是,利用业余时间,我们制作了缩小版的原理图,利用声光电路再现操作流程,方便大家掌握。”2016年度的陕西省劳模任宝利向记者介绍传帮带经验。

也是在2016年,红柳林公司成立了智能化协同部,对通信网络、管理系统等内容进行规划设计,以期提高设备的自动控制水平。从与厂家合作解决细节问题到自主更换适用设备,从井下网络3G到4G再到向5G过渡,智能化部业务主管刘镇见证了红柳林公司信息化建设的迭代升级。

“智能化是新事物,对于我们来说,要经常更新知识、保持学习能力,在应用中发现问题、解决问题。”刘镇对记者说,“现在,智能化工作面发展得也不能说尽善尽美,咱们后期还有很多工作,比如说视频的智能识别、支架的自动找直等。”

得益于立体的人才培养机制,该公司职工李王平在2020年全国煤炭行业职业技能竞赛中获得金奖,任保利获评全国煤炭行业技能大师。

“让想干事的人有机会,能干事的人有舞台。”该公司党委副书记、总经理常波峰表示,“十四五”期间,他们将通过“百十一”青年英才培养计划,每年评选十大青年英才,进入后备人才库;每年评选1名至3名杰出人才,给予职位或更好的待遇等。

“让井下职工呼吸到新鲜空气、彻底消灭尘肺病。”如今,红柳林公司与中国工程院院士袁亮团队,在矿井空气净化与职业健康领域展开合作,引领井下空气质量革命。

“我们发展智能化,要把关注点放在职工的安全、健康和幸福上。”张宏表示,红柳林公司将通过矿井立体生态修复治理建设,打造“生态+科普+休闲+旅游多元化”发展示范区,创建“高山草原+林果经济”绿色品牌,构筑绿色旅游产业链,实现井上井下绿色生态协调发展。


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