做大采高智能化開采的領(lǐng)跑者

做大采高智能化開采的領(lǐng)跑者

——陜北礦業(yè)紅柳林公司大采高智能化綜采工作面建設(shè)紀(jì)實

走進陜北礦業(yè)紅柳林公司的地面“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，綜采工作面膠運順槽皮帶監(jiān)控畫面中的煤流就開始滾滾流淌。

在智慧化礦山建設(shè)的背景下，紅柳林礦業(yè)公司在智能化綜采工作面的探索與實踐已達9年之久。

高起點打造智能化礦井

2011年，陜北礦業(yè)紅柳林公司依托國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，與天地科技股份有限公司合作“煤炭綜采成套裝備智能系統(tǒng)”，并于2012年在15205綜采工作面建成了全國第一個7米大采高智能化綜采工作面，先后榮獲國家科學(xué)技術(shù)進步獎二等獎、中國煤炭工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎特等獎、中國煤炭工業(yè)協(xié)會科技成果一等獎，取得了發(fā)明專利5項，實用新型專利10項，形成了2項國家標(biāo)準(zhǔn)和2項行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

2014年，大采高智能化綜采工作面持續(xù)完善，實現(xiàn)了煤機、支架等單機自動化，機頭機尾超前支架已全面應(yīng)用。該公司在大采高綜采工作面的智能化嘗試成果，獲得同行業(yè)高度評價，并因此成為“全國煤炭行業(yè)‘兩化’深度融合型智能礦山現(xiàn)場會”的主會場之一。

2015年，該公司成立了智能化管理中心，實現(xiàn)了控制臺遠程控制三機、泵站、采煤機，開始了程序割煤、超前支架遙控技術(shù)應(yīng)用等探索嘗試。2016年，25207大采高智能化綜采工作面建成投用，實現(xiàn)了超前支架遙控推移、設(shè)備列車遙控拉移，采煤機由早期記憶方式自動化采煤，升級為智能化程序割煤，智能化采煤率達到30%。

2018年，該公司不斷在實踐中改進，將智能化采煤率提升到68%。2019年，該公司智能化技術(shù)團隊破解了大采高工作面割三角煤的難題，實現(xiàn)了工作面視頻隨著煤機運行軌跡位置進行實時切換。隨著對智能化綜采工作面建設(shè)經(jīng)驗的不斷積累，關(guān)鍵技術(shù)的不斷突破，智能化綜采工作面系統(tǒng)架構(gòu)的不斷完善，智能化采煤率最高能達到97.7%。

在探索中砥礪前行

2020年，陜北礦業(yè)紅柳林公司已經(jīng)實現(xiàn)了煤機根據(jù)運輸機實時運行負(fù)荷情況的智能協(xié)同生產(chǎn)和采煤機的精準(zhǔn)定位，解決了大采高智能化工作面煤機運行過程中，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，減少了運輸機斷鏈事故的發(fā)生，進一步增強了系統(tǒng)可靠性。

在多年來的持續(xù)改進過程中，該公司目前礦井三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，技術(shù)路線覆蓋了3米至6.3米不同采高、不同設(shè)備型號、不同生產(chǎn)條件下的智能化綜采工作面。工作面所有設(shè)備實現(xiàn)智能化控制，膠運順槽遠程啟停，地面一鍵啟停。通過高速網(wǎng)絡(luò)和高清視頻的支持，在現(xiàn)有綜采工作面結(jié)合以太網(wǎng)基礎(chǔ)上建立統(tǒng)一通訊協(xié)議平臺，實現(xiàn)設(shè)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。

該公司首創(chuàng)了采煤機記憶截割、液壓支架自動跟機及人機交互界面友好的順槽可視化遠程遙控技術(shù)，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、接近、行程、壓力、激光測距儀等多種傳感器用于工作面圍巖檢測，實現(xiàn)采煤機、液壓支架、刮板輸送機三機自適應(yīng)、自保護、聯(lián)合協(xié)同作業(yè)技術(shù)，發(fā)明了以工作面工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)為平臺的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(shù)，實現(xiàn)了“少人則安，減人提效”的目標(biāo)，采煤工人在地面集控室就能實現(xiàn)采煤作業(yè)。

持續(xù)改進力爭跑在前列

目前，陜北礦業(yè)紅柳林公司已建成9個智能化綜采工作面，工作面智能化采煤率高達97.7%，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人降至最低5人，降低了員工勞動強度，改善了作業(yè)環(huán)境，提高了效率，保障了安全生產(chǎn)。

在持續(xù)不斷的努力中，該公司在智能化綜采工作面建設(shè)過程中取得了6個方面的27項技術(shù)成果。通過智能化綜采工作面常態(tài)化生產(chǎn)，礦井工作面平均推進速度達到8m/min，三個智能化綜采工作面自動化平均生產(chǎn)率達到90.79%，回采工效提高80%。該公司通過技術(shù)攻關(guān)，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，實現(xiàn)了對順槽供電系統(tǒng)的監(jiān)視及遠程控制功能，有效降低了現(xiàn)場工人勞動強度，同時提升了設(shè)備安全管控水平。通過技術(shù)改進，實現(xiàn)了支架自動跟機噴霧、收打護幫板、移架、推溜，簡化了工序。通過優(yōu)化生產(chǎn)工藝，合并了馬蹄爾司機、控制臺司機、泵站工“三崗合一”，減少了2名崗位工。通過智能化綜合作業(yè)，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，確保了更加人性化的輪休模式。

對于“十四五”期間如何實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，陜北礦業(yè)紅柳林公司黨委書記、董事長張宏認(rèn)為，紅柳林將緊抓新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革機遇，以打造“行業(yè)第一、世界一流”現(xiàn)代煤炭企業(yè)為目標(biāo)，以建設(shè)安全、綠色、高效的智能協(xié)同礦井為抓手，建立生產(chǎn)集約化、技術(shù)現(xiàn)代化、隊伍職業(yè)化等“十化”為特征的新型煤礦生產(chǎn)模式，加強5G、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心、云計算、大數(shù)據(jù)平臺等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，構(gòu)建各系統(tǒng)內(nèi)的全面互聯(lián)互通，實現(xiàn)數(shù)據(jù)全融合，進而實現(xiàn)狀態(tài)全可視，業(yè)務(wù)全可管，事件全可控，最終實現(xiàn)真正無人化綜采工作面，為陜煤集團創(chuàng)建世界一流企業(yè)貢獻紅柳林智慧和力量。（焦亮 吳升林）