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    中國煤炭報:向標準看齊,打造智慧礦區
    ————走進陜煤集團陜北礦業張家峁公司
    發布時間:2021-05-19     作者:王世雅 鄭欽月    瀏覽量:2032    分享到:

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    張家峁公司正在形成智慧煤礦標準化技術架構:基于一套標準體系,構建一張全面感知網絡,建設一條高速數據傳輸通道,形成一個大數據應用中心,開發一個業務云服務平臺。

    前不久,記者走進陜煤集團陜北礦業公司黨委書記、董事長郭佐寧的辦公室時,他和機電部經理習曉正在交流陜煤股份出臺的智能礦井建設標準和驗收辦法。陜煤股份這份文件,讓管理者有了抓手。

    “按照陜煤股份要求,狠抓工作落實?!惫魧帉α晻哉f,“逐條對照標準,爭取在最短的時間內對標對表、查漏補缺?!?/span>

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    從摸索前進到形成規律

    在國家礦山安監局頒布的71處智能化示范礦井名單里,陜煤集團占了7處。其中,陜北礦業公司有3處,坐落在神木市北郊的張家峁礦業公司(以下稱張家峁公司),就是其中之一。

    張家峁公司成立于2006年,國有股份制企業,井田面積51.98平方公里,核定年生產能力1000萬噸。因曾是全國煤炭行業兩化深度融合、5G+智能礦山創新應用等典型示范企業赫赫有名。

    從2010年全面機械化向自動化迭代開始,張家峁公司用了3個階段,才形成了智能化礦井的雛形。2009年試生產后,張家峁公司信息化與自動化建設主要以單系統監測數據為主,個別區域如排水實現了自動化,但效果不是很理想。

    2015年,張家峁公司迎來自動化建設的黃金期。他們把控制系統從井下延伸到地面,先讓采煤能在地面“一鍵啟動”,接著取消了泵房,變電所和污水處理站變成“無人值守、有人巡視”模式,再接著選煤廠、銷售裝車系統等業務系統也實現了無人化。

    “當時,我們處于智能化探索階段,在建設過程中形成了幾種管控系統?!庇H歷張家峁公司智能化發展的副總經理薛忠新告訴記者,“比如‘1+9’總控分控自動化系統,就是1個調度總控中心加9個獨立分控中心,涵蓋礦井主運輸、安全監測、洗選、銷售等,實現了主要生產系統的遠程集控。系統運行效果比較好,現在我們還在沿用?!?/span>

    “總控全監控、分控管操作、現場保運行?!背耸芤婷黠@的總控分控系統外,一體化網絡傳輸平臺、私有云數據中心、經營管理一體化智能管控平臺等系統,不僅改變了張家峁公司職工的辦公習慣,還促使其邁上了全面建設智能化之路。

    “在大家還不知道礦井‘一張圖’概念的時候,我們就已經開始探索怎么做了。2016年底,我們已經做出了‘一張圖’,把礦井資源、生產狀況、安全監測等信息集中起來,真正實現統一管理?!毖χ倚抡f。其中,三維剖切和多地層、多勘探線同時剖切繪制剖面圖的功能,已經達到了行業領先水平。

    2019年至今的這段時期,被廣大干部職工稱為“第三次創業”。其實早在2018年,張家峁公司開始向智能煤礦奮進:與中國工程院院士王國法團隊合作,夯實頂層設計;對現有監測監控系統進行改造,網絡傳輸、地理信息、原煤運輸等輔助系統全面升級;應用無人駕駛、5G等先進技術,啟動了云計算大數據基礎平臺建設等。

    “這次改造的核心轉移了,我們要從總體構架上去改變,重塑煤礦底層邏輯,把管理融入到信息系統里,把數據標準做出來,證明智能化模式的可行性?!毖χ倚抡f。

    2020年4月底接任張家峁公司黨委書記、董事長的張建安認為,相比之下新建礦井擁有天然的建設優勢,邊生產邊改造的礦井更要處理好效率與安全的關系,認真對待智能化建設工作,使“技術智能”升級為“文化智能”。

    在機電技術部下設智能化辦公室、生產效率與工資績效掛鉤、分類分級開展智能化培訓、園區建成可容納數百輛轎車的立體車庫......張家峁公司智能化建設正走向實體化和規范化。

    “經過三年的建設,各個子系統基本形成。下一步,我們的主要工作是設備軟件之間的銜接與融合等現實問題?!睆埥ò舱f,“從目前來看,還要做大量細致的工作。但從長期來看,能為全國煤炭行業智能化建設探索一條建設路徑,再辛苦也是值得的?!?/span>

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    從礦井智能到礦區智慧

    下井前,記者來到張家峁公司調度指揮中心。工作人員白玉軍告訴記者,目前已建成一個5G+厚煤層、兩個中厚煤層和一個薄煤層智能化綜采工作面。其中,15211、14211智能化綜采工作面設備完成安裝,正在調試。記者從監控屏幕上看到,采煤機、轉載機、皮帶運輸機等正在流暢運行。

    記者跟隨綜采二隊支部書記張力下了井。2014年從西安科技大學畢業后,張力來到張家峁公司。他告訴記者,那時的井下“跟現在的條件差不多”,但設備的標準化和精細化管理越來越扎實了。比如,碼放整齊的小工具和走向標識清晰的電纜線。

    “‘峁’是小山包,我們是在山上采煤。咱們現在是繞著山心往上爬,一會兒就到15211工作面了?!睆埩呎f邊停住車,給正在升井的車讓了道。

    井下的控制臺,不僅控制著采煤機和液壓支架等主要設備,而且監控著礦壓、礦井水等數據?!澳憧催@個小黃點就是采煤機,現在它在第15架位置。下面綠色的這條就是它的推移線,支架工況的狀態都能看得到。整個工作面設備的操作,在這兒就能實現?!睆埩φf。

    此時的工作面正處于檢修狀態,等待著下一班工作人員的到來?!安擅喊鄰慕衲?月開始取消夜班,掘進班也改成二六制了,1個班是6個小時?!睆埩φf。

    掘進效率低是全國煤炭行業智能化建設的短板。如今張家峁公司的掘進工作面,應用了全斷面掘錨一體系統,利用數字化監控系統,實現了遠程多機協同、人機協同,解決了設備工況參數監測、機身自主定位導航等問題。目前,張家峁公司實現了單班最高進尺65米,在15212膠運順槽月進尺達到2702米。

    智能化原煤運輸系統、全礦井智能通風管控系統、礦井水資源智能管理系統的建成,帶動了輔助系統的全面智能;回風巷、變電所、膠帶機移動巡檢機器人的應用,讓監控變得更有效率。通過3D監控、定制化自動配煤、重介質密度智能控制、煤泥水自動加藥壓濾,智能化選煤廠成了我國煤炭洗選領域的示范性項目。

    “以前,全礦井23個測風站靠人工測數據,費人費時費力?,F在,不到一分鐘數據就顯示在系統里,隨時可以調用分析?!毖χ倚抡f。

    如今,張家峁公司井上下23個機房硐室、66個操作崗位,實現了“有人巡檢、無人值守”。截至2021年3月底,張家峁公司實現安全生產超4300天。僅僅選煤廠的自動化改造,產生的年經濟效益近1200萬元。

    “2014年剛來的時候,這里沒有文體中心,沒有智慧中心,沒有立體車庫,沒有單身公寓。如今,這些都有了?!睆埩πχf。

    戴上VR眼鏡,職工可以走進紀念館,身臨其境地學黨史;利用綜合管控平臺,職工可以查看銷售數據,在手機上辦公;通過“煤亮子”數字平臺,職工可以采購礦用設備配件,購買外包服務;利用創客中心,職工可以實地集中討論,解決生產難題。

    張家峁公司不斷探索井下無人駕駛新技術應用。去年試驗階段,試驗車輛自主行駛到裝載點后,自動停車;等物料上車后,再自動駕駛到井下巷道,并自主返回到地面。今年,他們準備讓車輛自動把物料裝好,再到工作面卸載,真正實現無人駕駛。

    張家峁公司正在形成智慧煤礦標準化技術架構:基于一套標準體系,構建一張全面感知網絡,建設一條高速數據傳輸通道,形成一個大數據應用中心,開發一個業務云服務平臺。目前,張家峁公司92個在用系統正在集成和優化,推動各子系統功能的對接和調試。

    按照王國法院士主持,中國煤炭科工集團、國內外優勢企業和相關高校共同承擔的張家峁煤礦巨系統相關建設項目,未來的智慧煤礦將打破時空限制,技術深度融合,數據高度利用,管理平臺化、功能集中化,用更少的人干更多的活。即將建成的智慧中心大樓,標志著張家峁公司正在朝這個方向努力。

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    從規范行為到改變認知

    智能化建設工作機制是在摸索中逐漸形成的。對于陜北礦業公司來說,確定各礦區建設特色和推進工作進度是關鍵。

    “我們要做行業標桿,就要走在前面,相應的工作就要提前做。我們每周都要到各個礦井督導檢查,每月召開推進會,每季度進行考核,從整體上強化執行?!绷晻员硎?。

    按照陜北礦業公司的安排部署,張家峁公司健全完善了智能化建設長效工作機制?!爸悄芑ㄔO要做實實在在的工作,要真正能確保職工安全、提高效益效率、推動企業發展?!睆埣裔构局腔刍k公室主任范生軍說。

    如今,智能化建設面臨一些細節難題。比如國產采煤機、電液控等裝備故障率較高,自動跟機拉架不能一次到位,慣性導航、雷達等精確度不高;智能化快掘系統裝備與技術應用、井下泛在感知網絡、人員及車輛精確定位、采掘工作面高精度三維地質模型繪制、礦井災害探查等方面尚處于起步階段;復合型技術人才嚴重缺乏等。

    “現在智慧煤礦建設的一個核心問題就是,多源異構數據如何進行深度融合,比如說通風、供電、排水等系統之間都是相互獨立的,而且數據接口和協議標準都不一樣,這就浪費了很多數據的價值?!?/span>

    關于數據價值的討論,陜北礦業公司分管機電智能化的副總經理?;⒚饔型瑯痈惺??!皵祿强缃绲?,如何自動抓取是關鍵。提取出來要能按照標準去建設,給智能化做決策。今年,我們在做智慧礦區的建設方案,簡單說就是打通數據界限,統一數據接口,擴展數據來源?!迸;⒚髡f。

    “未來的智能化就是誰的數據資產越多,誰就越能出標準?!迸;⒚飨蛴浾呓榻B,去年12月,他們與中煤科工做的綜采設備配套標準化項目,內容包括煤層地質賦存條件、工作面設備選型規范、綜采裝備系列化選型設計等,為所屬礦區提供了依據。

    “很多系統上了之后,職工不會操作也沒意義,必須打通應用的‘最后一公里’?!毖χ倚卤硎?。

    為提高人員素質,陜北礦業公司開展了新一代信息技術暨智能化礦區建設專題培訓。計劃從2020年7月開始,用2年時間,圍繞《智能化礦井建設實施方案》,分層級、分專業、分批次地開展培訓,提升中高層管理人員的認識和管理能力、技術人員的應用和創新能力、操作人員使用和維護設備的能力。

    “智能化建設是決定煤炭企業能否高質量發展的重中之重,是必走的獨木橋。近年來,陜北礦業公司一直在強力推進?!惫魧幗榻B,陜北礦業公司設立了智能化建設專班,定位為“一把手”工程,實施掛圖管理,列出了工作清單,提出了奮斗目標。

    “智能生產、智能礦井、智慧礦區是我們確定的三個工作目標?!惫魧幷f,通過基礎網絡、技術平臺、數據服務等,搭建智能化綜合管控平臺,形成平臺化技術架構、一體化應用系統、專業化組織保障、共享化數據服務,最終全面實現智能化生產、可視化管理、數字化決策的智慧礦區。

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    配文:

    智能化系統不是擺設

    要善于在應用中提升

    郭佐寧

    如今,我國制造業實現大飛躍,煤炭工業也正向高質量發展邁進。面對新時代,我們要深刻領會習近平總書記提出的立足新發展階段、貫徹新發展理念、構建新發展格局指示精神,始終把“井下少人化、無人化”作為奮斗目標,推動煤炭企業實現可持續的高質量發展。

    在此過程中,領導干部先要認識到,智能化建設是“一把手”工程。在智能化建設上,我們大力投入資金、加強管理,成立了由班子主要成員負責的專班小組,跟科研院所合作,整體規劃建設方案和路徑,按照科學的技術路線去實現。在推進過程中,制定了相關規定并進行考核,對各級負責人都有要求,達不到要求有處罰。通過制度的強化,讓智能化建設工作越來越規范,管理也越來越規范。

    當然,很多系統不能說建好了,裝個樣子、當個擺設,一定要把它充分地用起來,用的過程中會發現問題,才能不斷改進和提升。智能化建設永遠在路上,我們要根據煤礦不斷變化的需求、技術的更新迭代,在應用中進一步提升和改進。

    現在,我們按照設計的方案,各個單位都在逐步實施。采煤效率提高了10%,掘進效率至少提高了30%,一些裝備已經達到了國內先進水平。部分礦井井下運輸系統實現了遠程控制,實現了無人駕駛。今年10月,陜北礦業張家峁公司要做出第一個全礦井智能化的樣本。

    以后,煤礦的職工會越來越少,素質會越來越高。過去,高素質人才不愿意來;未來,我們是要挑著撿著要一些高素質人才的。煤炭企業如何實現高質量發展,是我們這一代人的初心和使命。(王世雅 鄭欽月)

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