编者按:
国务院国资委开展对标世界一流企业价值创造行动(以下简称“价值创造行动”),是贯彻落实习近平总书记关于加快建设世界一流企业重要指示批示精神的一项重大举措,是推动企业进一步转变发展方式的迫切之需。建设集团按照中国中煤相关工作部署,聚焦“一利五率”经营指标体系,以提升发展质量效率效益为主线,以提升核心竞争力及核心功能为主要途径,完善价值创造体系,全面落实105条行动措施,提升价值创造能力。
现将价值创造典型案例“山不拉煤矿36205采煤工作面智能化建设”进行展示。
安全高效 智能开采山不拉煤矿36205采煤工作面智能化建设
1、基本情况
准格尔旗荣祥煤焦化有限责任公司山不拉煤矿(以下简称“山不拉煤矿”)隶属于中煤建设集团有限公司,矿井位于内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗境内,行政区划属于鄂尔多斯市准格尔旗纳日松镇。
山不拉煤矿采用斜井多水平开拓方式、综合机械化采煤工艺,矿井田面积6.33km2,设计生产能力1.20Mt/a,分为三个盘区,目前剩余可采储量2025万吨,剩余服务年限12年。构造复杂程度中等类型,水文地质条件中等,低瓦斯矿井,5-1煤层、6-2煤层具有爆炸危险性、Ⅰ类容易自燃,有煤尘爆炸危险。
36205智能化综采工作面位于山不拉煤矿二水平6-2煤层三盘区南部,为盘区最后一个工作面,工作面东、南部为矿井边界,矿井边界留设防隔水煤柱20m,西部为三盘区6-2煤回风大巷,距大巷边界47m~227m,北部为36204沿空留巷工作面采空区,上部为35103采空区,距5-1煤层57~61m,下部7-1煤层未开采,对回采无影响。地面标高一般在+1250~+1360.5之间,工作面标高在+1102.8~+1121.9m之间,煤层距地面垂深为128.1~256m。地面为典型的侵蚀性丘陵地貌,对应地表为荒山荒坡,无老窑及其他建筑物。
2、典型做法
36205 智能化综采工作面总投资约1.58亿,主要设备包括: ZY10000/17/35D型掩护式支架,ZYT10000/17/35D型掩护式端头支架,ZQL3×10000/20/35D 型超前支架,MG500/1180-AWD型采煤机,SGZ900/2 ×525 型刮板运输机,SZZ900/400 型转载机,PCM200型破碎机,ZY2700型皮带自移机尾,DSJ120/100/2 ×250 型带式输送机,3泵2箱乳化液泵站(BRW630/40 乳化泵)、2 泵1箱喷雾泵站(BPW500/16 喷雾泵),GLQZ2000-3.2-25型自动反冲洗清水过滤站、GJF3000-3.2-60型反冲洗回液过滤站、GL2500-40-25F型自动反冲洗高压过滤站、ZM-JSZ-10- Ⅱ型反渗 透水处理装置,KBSGZY-2500和KBSGZY-2000型矿用隔爆型移动变电站,以及满足《综采工作面智能化建设标准(试行)》要求。
集中控制系统与各个子系统之间采用光纤、Modbus、CANBUS 、Profibus、OPC、无线等通讯方式进行连接。通过通讯数据交互实现与各个子系统之间的远程监测和控制。数据处理中心的监测画面由主界面和各个系统的子界面组成。主界面对系统核心的运行参数进行监控,对三机的运行状态和信息能够直观地监测,便于操作人员及时掌握相关工况信息,进行控制。具体的监测信息包括数据处理中心与工作面设备间的通信状态显示。
采煤机运行状态信息、采高及工艺信息;刮板运输机的运行状态信息、工作负荷信息;支架的压力及推移行程等相关信息;能够将工作面语音系统状态显示,包括电话闭锁状态显示、急停状态显示和断路位置显示(断路的具体架号)。各个子系统的就绪状态信息;工作面产量信息、采高信息;设备运行的故障信息等相关参数。此外在集中控制系统的主界面中还能够显示工作面设备与监控中心各主控计算机的通信状态显示,通过控制键盘实现对工作面采煤机、工作面运输三机、皮带机、供液系统和视频监控系统的远程控制。
36205智能化综采工作面设备的数据采集采用两种方式,一种通过以太网的方式进行数据采集,一种通过工业总线的方式进行数据采集。
配置矿用本安型交换机,配有百兆和千兆网口,可以将工作面网络通讯的设备直接传入到交换机中,实现网络高速通讯。配置数据采集箱。数据采集箱内安装能够直接接受不同工业总线协议的模块与被监控设备直接通讯,不需要进行二次协议转换。提升通讯的稳定性和可靠性。数据采集箱内模块采用插拔式设计,每个模块采用点对点通讯方式,单一模块故障后不影响其他模块的正常工作。同时将损坏的单一模块更换后即可重新投入使用。数据采集箱内的模块具有扩展性,能够通过增加通讯模块的方式对新增设备进行并入。工作面数据采集箱和交换机能够对工作面采煤机、液压支架、语音通讯系统、供电系统、供液系统、视频系统及相关设备的运行参数进行数据采集。
3、工作成效
36205 综采工作面通过智能化建设以后,取消了超前支护岗位人员,运煤系统实现了无人值守,生产过程中单班减少人数7人。36205 综采工作面智能化系统主要由地面监控中心系统、工作面数据处理中心、支架电液控制系统、采煤机控制系统、运输机监控系统、工作面语音通讯系统、皮带机监控系统、视频监控系统、供电监控系统、供液监控系统、工作面直线度监测系统、大数据分析及数据发布系统、人员精确定位系统等组成。形成“以工作面智能控制为主、人工干预为辅、结合地面大数据分析系统和地面远程监控系统的方式实现智能诊断、智能预判和智能控制”的智能化生产模式;在开采环境下实现远程智能启停控制,提升整体掌控性和开机效率。开采过程中“煤机记忆截割、支架自动跟机支护,人员巡视调整、系统整体协同保护”,达到安全、高效、智能开采的目标。
01、减人提效
36205综采工作面实现智能化以来,优化了劳动组织,全队人数从原来的80人减少至49人,作业人数减少了38.8%,生产班组原来的岗位工种改为了巡检工,班组人员由原来的14人减少至5人,每年节约人工成本约744万元;吨煤功效由原来的235.7吨/人提高至660吨/人,吨煤功效提高180%。
02、优化组织
随着智能化运行进展,采煤机截割速度由原来的5m/min提升至12m/min,单班生产刀数由3刀提升至7刀;单班生产可完成原煤产量5000吨,能够超额完成生产任务;逐步取消夜班,夜班人员调整早班、中班从事检修、标准化等工作。
03、技术耦合
36205综采工作面智能化开采与切顶沿空留巷技术相结合,提高了资源回采率,延长矿井服务年限,减少掘进工程量,实现安全高效生产。
04、提升幸福感
智能化综采的常态化运行,让职工从繁重的采煤生产作业中解放出来,拉架移溜全部实现自动跟机移架,采煤机司机在集控室对采煤机进行远程操作,劳动强度大大降低,安全系数也全面提升,职工工作幸福感大幅度提高。
4、推广价值
山不拉煤矿36205智能化综采工作面所选配套设备均是在以往自动化项 目中经过功能和性能验证的、品质可靠、安全性和自动化程度高 的产品,确保基础核心设备单机性能满足智能化开采的需求。同 时将大数据技术、惯性导航技术、人员定位技术、智能开采工艺 与高端综采设备深度融合,并将重要信息进行紧密关联,使采煤工作真正实现了减人、提效、增安目标。