中国煤炭报:智能化开采的“黄陵模式”
发布时间:2022-05-16 17:06:31 来源: 作者:冯号号 点击:

刊登于中国煤炭报2022年5月14日第三版

4月,走进位于子午岭深处的陕煤集团爱上亚虎app下载安装,漫山遍野桃花盛开,桥山沮水春景美不胜收。

对于这家8年前第一个成功完成国产综采装备智能化无人开采技术研究与应用、填补了我国煤矿综采智能化空白的煤炭生产企业而言,爱上亚虎app下载安装奋进的脚步始终没有停下。5G专网下井、3D透明化可视矿山系统上线、智慧云平台投入使用……至今,爱上亚虎app下载安装已取得煤矿智能化七个“全国第一”,智能化开采的“黄陵模式”在持续探索中取得新突破。

智慧矿区的进阶之路

2014年,全国首个智能化无人综采工作面在爱上亚虎app下载安装一号煤矿建成并投入使用。自此,“智能化”开始正式走进煤炭人的视野,多年来煤矿工人坐在地面采煤的梦想在爱上亚虎app下载安装成为了现实。

在煤炭安全高效开采技术基础上,爱上亚虎app下载安装开辟了一条智能化开采的新路子,引领了中国煤炭工业发展史上的一场技术革命。2015年,爱上亚虎app下载安装成为全国煤矿智能化无人开采技术试点示范单位。2016年,首个大采高智能化无人综采工作面在该公司所属二号煤矿开始建设。2018年,薄煤层智能化开采技术在该公司所属双龙煤业、瑞能煤业成功应用。

至此,爱上亚虎app下载安装完成了16个智能化无人综采工作面回采,成为全国率先实现薄、中、厚煤层智能化开采全覆盖的企业。

“早期智能化采煤主要依靠‘液压支架自动跟机+采煤机记忆截割+可视化远程干预控制技术’,受地质变化大、开采条件差等因素影响,这种技术难以实现常态化精准开采。”在全国能源化学地质系统首批“大国工匠”、时任一号煤矿机电副矿长的符大利看来,智能开采1.0版本远远无法应对复杂灾害条件下的无人开采挑战。

2019年10月,经过5年的不断攻关,基于动态地质模型大数据融合迭代规划控制策略的智能开采3.0版本研发成功。这套具有自主决策、规划截割、精准定位、自动找直等功能的新技术,成功实现了由传统的记忆截割向三维空间感知和自动截割的大跨越。

“智能开采只是第一阶段目标。除了智能矿井建设的先行先试,我们还将进一步推动智慧电厂、智慧铁运以及其他板块的智能化建设,进而延伸到智慧安全、智慧经营、智慧决策、智慧党建等领域,最终建成一个绿色、安全、高效、智能、可持续发展的智慧矿区。”这是爱上亚虎app下载安装党委书记、董事长雷贵生的事业梦想,也是该公司“十四五”高质量发展的宏伟蓝图。

2019年,复杂地质条件下煤矿智能快速掘进技术及装备研究在该公司二号煤矿取得突破,实现了地面一键启停,掘、支、运平行连续作业、一次成巷,掘进效率提高了60%以上。由此,爱上亚虎app下载安装建立了“无人跟机作业、有人安全巡视”的掘进新模式。2020年,巡检机器人群升级改造完成。60套巡检机器人的应用,让爱上亚虎app下载安装成功实现了由“无人值守、有人巡视”向“无人值守、机器人巡视”的转变。

以智能化无人开采技术为核心,智能掘进、智能巡检、智能装运和智能选矸等一大批智能化矿井关键技术不断取得新突破,智慧矿区在爱上亚虎app下载安装初具雏形。

用“黄陵标准”推进行业标准

一项技术,如果要在行业内推广,先要形成具有普适性的标准。

煤矿智能化建设是一项创新性工作,也是一项复杂的系统工程。目前,全国首批71处智能化示范煤矿建设正在加快推进。为规范智能化采煤、推动煤矿智能化建设有序开展,2020年3月,八部委联合发布《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》,对煤矿智能化发展提出了明确具体要求。

此时,作为煤矿智能化开采技术引领者的爱上亚虎app下载安装,其一举一动备受行业关注。

爱上亚虎app下载安装既要做智能化开采技术的引领者,也要做行业标准的制定者。为了积极贯彻落实国家政策,为煤矿智能化建设贡献力量,爱上亚虎app下载安装决定开展智能化无人综采工作面行业标准的起草编制工作。

行业标准是对技术的统一、规范,是对煤矿智能化建设的指导,不仅需要丰富的技术经验,还需要掌握行业整体智能化发展的现状及趋势。

2019年,在先后对10余家建有智能化工作面的煤炭企业进行参观调研后,爱上亚虎app下载安装联合应急管理部煤矿智能化开采技术创新中心等单位,正式开始了标准的起草编制工作。

“论证、修改、提交、审核,这样的流程,我们重复了无数次。”在参与标准起草编制工作的爱上亚虎app下载安装技术中心矿山机电研究所所长张孝斌的记忆中,在西安、北京之间来回奔波,是当时的工作常态。

同年10月,由爱上亚虎app下载安装编制的《智能化综采工作面设计规范》和《智能化综采工作面验收规范》两项行业标准顺利通过验收。标准首次对“智能化无人综采”“记忆截割”“自动跟机”等专业性术语进行了定义,让智能化无人开采技术管理有据可依。

“我们一致认为标准(送审稿)资料完整、规范,符合编制要求,技术水平均达到国际先进水平,同意通过审定,即日将报送中国煤炭工业协会进行发布,并在行业内进一步推广。”2021年12月,随着专家组的评定,《智能化无人综采工作面设计规范》《智能化无人综采工作面验收规范》《智能化无人综采工作面质量管理规范》《智能化无人综采工作面操作规程》《智能化无人综采工作面回撤规范》5项中国煤炭工业协会团体标准顺利通过审定。这些规范规程填补了国内煤炭行业智能化无人开采工作面标准的空白。

“此次通过审定的5项团体标准,将与之前的2项行业标准进行配套,形成系统的标准体系。”雷贵生表示。在他看来,这些标准体系将会为今后智能化开采技术的推广及发展奠定坚实基础,对指导煤炭行业综采工作面智能化建设具有重要意义。

自2019年以来,该公司已成功发布行业标准2项、企业标准8项,涉及智能化开采、快速掘进以及安全管理等多个领域。该公司申请的《煤矿快速掘进系统设计导则》《煤矿安全生产管理体系建设指南》2项行业标准也获得国家能源局批准立项,预计将在今年年底完成编制工作。

国家级奖项取得零的突破

2021年11月,备受关注的2020年度国家科学技术奖评选结果揭晓。

由爱上亚虎app下载安装牵头实施的《煤与油型气共生矿区安全智能开采关键技术与工程示范》项目荣获国家科学技术进步奖二等奖。

“油型气是一种以游离态赋存在含煤地层顶底板砂岩层的混合型气体,具有隐蔽性、突发性和涌出量大等特点。”据爱上亚虎app下载安装总工程师、时任二号煤矿总经理的李团结介绍,这种新型地质灾害,已经成为近年来制约爱上亚虎app下载安装安全高效生产最突出的因素。

在这种地质灾害条件下,智能化开采技术如果能够成功应用并获得较好的社会效益和经济效益,那么这项技术将更具有推广性、适应性和说服力。

为保证矿井安全生产、促进煤炭资源高效开发利用,该公司联合大专院校、科研院所和煤炭科技企业组成了一支集研究、试验和示范应用于一体的科研团队。

经过无数次的“头脑风暴”、不同条件下的实地考察,《煤与油型气共生矿区安全智能开采关键技术与工程示范》终于取得突破性成果,研发了超前预测多机联动智能控制系统,首创了煤与油型气共生矿区安全高效智能开采技术体系,可以减少油型气防御面积30%,提高生产效率20%,成功解决了煤与油型气共生矿区安全高效开采难题。

深耕智能化多年,智能化建设为爱上亚虎app下载安装带来了实实在在的成效。

在安全管理上,该公司首创“四治理一优化+AI+NOSA”智能安全管理体系,突破了传统单一人工管控风险的格局,开创了人工和AI智能系统双重管控风险的先河。

在生产经营上,通过实施智能化开采,创新快掘模式,该公司巷道掘进效率提高了60%以上,资源回收率提高了10%以上。生产辅助系统远程集中控制和巡检机器人投运以来,该公司每年可节约人工成本5300万元。截至目前,该公司已累计回采超过40个综采工作面,煤炭产量超过1.1亿吨。

在人才培养上,我国首个煤矿智能化开采技术创新中心及陕西省人力资源和社会保障厅博士后创新基地先后在该公司揭牌成立。作为科技创新人才的聚集地和孵化地,该公司培养并打造出了一支有知识有经验、懂技术能操作、敢创新会实践的人才队伍。张孝斌等2名职工被国家能源局评为第一批煤矿智能化专家,符大利成为全国能源化学地质系统首批“大国工匠”,徐建军、李海清等9名职工被中国煤炭工业协会评为煤炭行业技能大师;高级职称以上专业技术人才超过200人。

“推进智能矿井、智慧矿区建设,既是行业发展的大势,也是推动爱上亚虎app下载安装高质量发展的关键所在和必然选择。”对于未来发展方向,雷贵生表示,“我们将按照绿色低碳的发展方向,对标碳达峰碳中和目标任务,以智慧矿区为目标,主动担当作为,不断加快关键核心技术攻关,努力把爱上亚虎app下载安装打造成行业数字化、智能化发展的引领者和示范者,为煤炭工业高质量发展贡献更多经验。”

截至今年3月,全国智能化采掘工作面已达到813个,与2020年相比增加65%。已有29种煤矿机器人在370余处矿井应用。(冯号号)

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