六大省份、十个智能化开采工作面,“有人巡视、无人值守”到底有多牛?

发布者:管理员发布时间:2018-06-21浏览次数:10


”煤炭工人穿着白衬衫,在地面上很体面的采煤!“这是所有煤炭人的梦想。


现在,这个几代煤炭人期待的井下“无人化”开采的梦想,在有些地方已经成为现实。

 煤炭产业开采技术历经了人力、炮采、普采、综采,直至由机械化向自动化的转型升级,现在逐步进入智能化无人开采时代。

今年,中国煤炭工业协会会长王显政曾多次表示,我国已经建成“有人巡视、无人值守”智能化开采工作面47个!


下面是来自山西、陕西、内蒙古、山东、宁夏、安徽……六个省份,十座煤矿的智能化开采情况,一起来了解一下,看看无人化开采到底什么样儿!


注:随机排名,不分先后


01

黄陵一号煤矿

陕煤集团黄陵矿业有限公司下属的核心骨干矿井,年生产煤炭600万吨。


说到智能化开采,黄陵一号煤矿就不得不提。


几年前黄陵一号煤矿就开始了国产综采装备智能化无人开采技术研究。


2014年5月该矿就实现了1.4至2.2米较薄煤层智能化综采,年产200万吨;2015年9月实现了中厚煤层智能化综采工作面,年产400万吨,在国内率先实现了地面远程操控采煤的常态化。

采煤工作面

工作面顺槽监控中心远程采煤

调度指挥中心全景


如今该矿中厚煤层智能化无人综采工作面实现了生产期间工作区域由原来9人联合操作(煤机司机3人、支架工5人、运输机司机1人)减至1人巡视。通过智能化无人综采工作面两顺槽超前支架升级改造,由原来的24人单体支护减至12人遥控操作,并且具备了自动化远程控制功能。


除了达到“机械化减人”的效果之外,效率也大大提升。黄陵一号煤矿应用的薄煤层智能化综采工作面,有的地质条件差煤层分布不均、且时有夹矸现象,但依然创造了单班连续开采8刀的记录,月生产能力稳定保持在23万吨以上其中2016年1月份生产原煤27万多(单班5千多吨)


02

同忻煤矿

同煤集团和国电电力共同出资的股份制企业,是山西省和同煤集团“十一五”期间的重点工程之一,也是塔山工业园区主力生产矿井之一,设计生产能力为1000万吨/年。

  

2013年8月,由同煤集团承担的国家发改委“同忻煤矿千万吨级高效综采关键技术创新及产业化示范工程”项目立项。2016年7月,8202综采面被选定为试点,经过井下安装调试,进入试运行阶段。


该项目的实施使设备替代工人进行井下开采,实现地面及井下控制中心对设备的智能监测和集中控制,大大降低了工人劳动强度,将工人从危险的工作面采场解放到相对安全的顺槽监控中心。


现在采煤工只需坐在采煤工作面外的监控室,完成安全确认后,按下启动按钮,采煤机以预先设定的牵引速度,按设定的参数要求自动割煤,形成记忆截割模板,并在自动截割过程中不断修正误差。


同时,顺槽监控中心还可对采煤机进行远程实时监测的启停控制,通过红外线发射器和接收器,追踪采煤机运行状态,实时获取采煤机位置信息,数据自动完成,上传给顺槽监控中心,远程操作人员就可以获得比就地观测更好的效果!


当然,还可按照设定程序对工作面端头的特殊开采,自动进行斜切进刀、割三角煤等工序……


同忻煤矿综采二队队长说:“综采队原来每班20人,实现智能开采后,每班不到10人即可完成任务,而且效率提升了50%,减下来的工人主要负责安全巡检和设备维护工作。”


03

枣矿付煤公司

山东能源枣庄矿业(集团)所属煤矿,是一座设计生产能力120万吨/年的现代化国有重点煤矿,现已达到300万吨生产能力。


这也是在智能化开采方面取得亮眼成绩单的一所煤矿。


3上1008工作面是该矿一个6米大采高智能化工作面,集无线通讯系统、视频监控系统和智能化控制系统于一体,目前已经实现了地面远程控制的智能化生产模式,实现了地面调度指挥中心远程操控‘一键启动’高级功能,形成了‘可视化远程干预’的安全生产新模式。


和同忻煤矿一样,如今操作员只需坐在地面调度指挥中心,通过视频监控系统完成安全确认后,按下“一键启动”按钮,将地面远控操作台模式切换至“全智能模式”,智能化软件弹出工作面顺序启动提示界面,会按顺序启动泵站、皮带、转载、破碎、运输机、支架跟机与采煤机。

地面工作人员通过采煤机远控操作台结合地面调度大屏工作面视频信息,控制采煤机开始截割,液压支架依据采煤工艺智能跟随采煤机动作。

井下采煤工作面


“有人巡视、无人值守”智能化开采工作面


现在该工作面回采率达到98%以上,生产能耗降低10%以上,工作面瓦斯、煤尘及自燃发火防治均可实现安全可控;


原来工作面正常生产需要12人现在生产只需安排5人巡检即可完成。

04

滨湖煤矿

山东能源枣庄矿业(集团)所属煤矿,核定生产能力110万吨/年。


传统的薄煤层开采技术用人多、效率低、成本高,而且采机组现场自适应能力差,采高大了,容易割顶、底矸石,使矸石混入煤流;采高小了,容易丢煤,造成资源浪费。


滨湖煤矿“薄煤层可视智能化远程割煤三机配套设备”则改变了这种情况,大幅降低了工人的劳动强度,减少了职业安全危害,将职工从危险性较高的区域转移出来,从艰苦危险的环境和高强度体力劳动中解放出来。滨湖煤矿16108工作面和16115工作面都运行了薄煤层自动化无人开采机组。

16115薄煤层自动化无人开采工作面


16115工作面材料巷集控中心现场操作


设备的成功运用以后,生产工序由原来的2名煤机司机跟机操作、6名支架工分段跟机拉架变为1人远程操控,2人工作面巡视。经过对工作面岗位进行重新核算,仅需60名职工,即可完成当天的正常生产,较传统工作面减少岗位工67余人,劳动用工压缩了50%以上,回采工效达每工48吨以上,人均工效增幅195%,年减少人工成本支出约900多万元。(注:王奎供稿)


05

红柳林煤矿

陕煤集团控股煤矿,设计生产能力1500万吨/年。


2011年,第一个7米大采高综采工作面投入生产;

2012年,首次在15205综采工作面进行了信息化与机械化综采的“两化”融合尝试,与北京天玛公司联合攻关完成了综采成套装备智能系统;

2014年,作为“全国煤炭行业‘两化’深度融合型智能矿山现场会”重要的主会场之一,大采高智能化综采工作面的尝试,得到了同行业高度评价;

2015年,成为全国煤矿智能化无人开采技术的试点示范单位;

2016年,25207智能化综采工作面正式开工建设……


这些耀眼的成绩单胜于一切语言的描述。智能化、无人化开采,就这么轰轰烈烈的在红柳林煤矿开展着。


具备年产千万吨生产能力的综采工作面

七米大采高综采工作面液压支架

工作人员操作智能化综采工作面地面远程遥控操作控制台


现在,只需要这样错做即可完成采煤:开机前,首先由地面操作控制台人员跟井下煤机司机取得联系,查看是否具备开机条件;如具备,将由地面控制台发送一键启停指令,随即三机、泵站一键启动后,煤机开启,采煤工序进入自动化跟机状态,完成割煤、移架、推溜等生产工序。采煤过程中,根据不同地质构造,设备如有跟进不及时的情况,井下采煤机司机将对整个自动化跟机状态进行人为调整,支架工为丢下的支架进行人工补架。即可完成整个工序。


通过尝试,红柳林矿业公司智能化综采工作面现已进入了末采阶段,预计2017年12月底,可完成首个智能化综采工作面的采煤任务。


06

转龙湾煤矿

兖矿集团在内蒙古首对自主建设的特大型矿井,兖矿集团“十大骨干矿井”之一,目前正处于试生产阶段,设计生产能力500万吨/年。


今年3月份,转龙湾煤矿通过了中国煤炭工业协会组织的专家,对“3-4米煤层千万吨级智能化综采装备关键技术研究”科技成果的鉴定。


当时专家就认为,该项目首次在3-4米煤层条件下达到年产千万吨级的水平;在国内综采工作面首次采用LASC技术研发了设备运行轨迹检测技术,实现了液压支架与刮板输送机自动校直,可在复杂条件下实现工作面自动化生产模式常态化运行。


首次在国内研制出具有惯导特性的智能化采煤机,行走位置控制精度±3cm,滚筒截割高度稳态重复精度±4cm,截割牵引速度大幅度提高,实现了全作业循环的自动化。


工作面支架、端头支架、超前支架自动协调控制系统,可遥控超前支架。


设备列车自动、柔性、快速自移,实现了工作面整体协同推进;研制了智能变频调速的大运量、高可靠、超重型刮板输送机,链速匹配控制精度大幅度提高,运行能耗大幅度降低。


研制了千兆因特网主干、无线WiFi多级跳传辅助的智能化综采装备的综合通信平台。


井下工作面


采煤工作面


每班可减少操作工人5人综采队建制可减少20人,实现了“机械化换人、智能化减人”的目的。


07

新元公司

阳煤集团所属煤矿企业,属阳煤集团主力矿井,年设计生产能力300万吨/年。


自2011年9月正式运营以来,新元公司就以建设机械化、自动化、信息化、智能化的一流矿井为目标。


2012年10月18日,阳煤集团公司第一套综采自动化工作面就落户新元公司。


如今,新元公司已拥有7个综采自动化工作面。工作面工作的人少了、效率提高了、成本降低了、支护质量改进了、安全系数提高了、劳动环境改善了……如今的新元公司,已经实现了瓦斯浓度与采煤机速度联动控制、采煤机自动截割三角煤、采煤机记忆切割等12个版块自动化,地面变电站、主扇、瓦斯抽采泵站,井下中央配电室、水泵房等岗位的无人值守。

自动化综采工作面生产组织



自动化综采工作面支架自动降、移、升及推溜和喷雾

自动化综采工作面井下主控制室


要说取得的效益,咱们以新元公司3108工作面为例说一说:


原用工165人,实行自动化工作面后用工变为94人,共减员71人原工效32.071吨/工,应用自动化综采技术后工效54.704吨/工,工效提高了22.633吨/工,提高幅度70.57%


材料成本下降明显,吨煤成本降低4.08元/吨。自2016年12月至今,3108工作面材料成本降低1092.06万元。


人工成本费用减少568.2万元。3108工作面安装调试后,生产人员因自动化工艺实际减少71人,月度减少职工薪酬费用47.35万元,共减少人工成本568.2万元。


08

巴彦高勒煤矿

山东能源淄矿集团所属煤矿,设计生产能力1000万吨/年。


巴彦高勒矿,这个按照“国际先进、国内一流”标准投资建设的煤矿,实际运行情况,和他的投建标准一样,保持着现代化水平。


自2013年建成实现联合试运转以来,巴彦高勒煤矿凭借先进的现代化设备和精良的员工队伍,实现了智能化开采和自动化生产。


当然,作为新建矿井,巴彦高勒煤矿在智能化开采这条路上,也走过一条异常艰难的道路。不过,最终还是迎来了智能化的全面推广和应用。


目前,该矿还在全工作面液压支架自动跟机操作、成套综采装备智能系统创新应用等自动化核心技术方面取得了初步进展。


巴彦高勒煤矿全景


管理人员在查看智能工作面运行情况


现在,巴彦高勒煤矿已经可以在地面的智能监控中心实现远程监控和操作,人员使用率减少25%效率提高了近20%,智能化开采也已经达到了国内领先水平。(注:弋永杰供稿)


09

金凤煤矿

神华宁煤集团主力生产矿井之一,年设计生产能力400万吨/年。


这是一个被称为“智慧矿山”的企业,也是一个薄煤层开启智能化开采的煤矿。


金凤煤矿薄煤层占可采储量的34%,平均开采厚度不足1.5米,井下开采难度大。


经过多年研究与摸索,金凤煤矿同时引入自动化开采及柔膜混凝土沿空留巷两项技术,并于2016年在部分薄煤层工作面正式应用。


煤矿生产过程中,采煤与掘进的配比关系,直接关系到采掘接续问题,进而影响矿井的正常平稳生产。但在实际开采过程中,二者很难保持一种均衡状态。柔膜混凝土沿空留巷技术就是金凤煤矿为缓解生产接续紧张实施的有效措施。今年下半年,金凤煤矿又在某综采工作面实施了“切顶卸压自动成巷”技术。这样既可以大幅降低综采工作面掘进成本,又大大提高了资源回收率。


技术员在控制台操作


控制台司机记录工作面数据


“智慧矿山”建成后,调度室变成了各类生产设备的总控室,采掘、运输等工作均可一键完成。


“智慧矿山”建设给矿工带来了福音,自大量使用自动化设备和新技术以后,该矿职工比以前轻松多了,可以轮流上岗,休息时间也多了。


现在走进金凤煤矿总调度控制室,井下生产工作情景在电子大屏幕上一览无余。


10

张集煤矿

淮南矿业集团主力矿井之一,安徽省第一座千万吨级井工矿井,核定生产能力1240万吨/年。


在高瓦斯突出煤层“三软”地质条件下实现智能化开采的煤矿屈指可数,张集矿就是其中一家。2015年张集煤矿选定地质条件不好的1312(1)工作面为试点,开展中厚煤层智能化开采的探索。


现在走进1312(1)工作面,一排排支架整齐有序,LED灯照得雪亮,巨大的煤机挥舞着手臂切割煤壁,瞬间煤流倾泻而下,沿着输送机向前流走。


目前,1312(1)工作面建立了以液压支架自动跟机动作为主、人工远程干预为辅,以综采运输设备集中自动化控制为主、人工远程控制为辅的自动化生产模式,做到了无人跟机作业、有人安全值守。地面调度室和井下顺槽监控中心可对工作面采煤机、液压支架、泵站等进行远程控制、监测、数据上传、故障诊断等。


1312(1)工作面综采自动化控制系统监控中心


人员也大幅减少。据了解,该工作面综采二队每个作业班已经可以至少减少9名作业人员:2名系统工、4名端头工、3名支架工。煤矿生产一线告别了人海战术、贴身战术。



其实,从严格意义上讲,目前智能化无人开采并未完全实现工作面落煤区域的绝对无人,但专业人士表示,如今的发展程度有两点重要效果:


一是将工人从操作工变成巡视工,由设备的自动化替代人工劳动,大大降低了工人的劳动强度;


二是将工人从危险的工作面采场解放到相对安全的顺槽监控中心,在监控中心对设备进行远程操控,提高了工人工作的安全系数。


以最典型的井下支架操作工来说,以往一个工作面需要3到5名支架工,采用智能化无人开采技术后,液压支架实现自动跟机连续推进,可完全替代工人操作,仅需1人在工作面进行安全巡视。


据了解,我国煤炭智能化无人开采技术从2010年起分别经历了可视化远程干预(1.0时代)和工作面自动找直(2.0时代)两个技术阶段,目前正处于向透明工作面(3.0时代)研究过程中,并最终进入透明矿井(4.0时代)的技术阶段,实现煤炭无人化安全高效开采的目标。


来源:中国煤炭报