鐵法能源公司成立于2009年1月,其前身鐵法礦務局始建于1958年。該公司地處遼寧省鐵嶺市調兵山市境內,是一家集煤炭、電力、建筑建材、裝備制造、商貿物流、煤層氣開發利用等于一體,跨行業、跨區域、跨所有制多元發展的大型能源企業。
鐵法能源公司采掘機械化裝備水平躋身全國同行業先進行列,薄煤層全自動化開采、水庫下綜采放頂煤、極軟巖巷道復合支護等技術達到了國內領先水平。2019年5月,該公司建成遼寧省首個智能化綜采工作面,煤炭開采正式步入智能化時代。
制定煤礦“四化”建設中長期規劃
經過60多年的開發建設,鐵法能源公司本埠生產礦井的開采條件越來越復雜,水、火、瓦斯等自然災害也越來越嚴重,尤其是個別礦井還面臨煤與瓦斯突出和沖擊地壓的威脅,安全生產壓力越來越大。加之員工隊伍整體年齡偏大,井下生產一線員工短缺,生產骨干和高端技術人才匱乏。傳統的技術能力和生產方式難以適應企業高質量發展需要。
以大數據、互聯網、物聯網、人工智能等為代表的新一輪信息技術不斷取得突破,深刻影響著人類生產生活及思維方式。我們認識到,智能化是工業自動化、信息化的終極目標,是自動化、數字化、網絡化逐步升級發展的過程,煤礦開采全面進入智能化時代是大勢所趨,更是企業實現高質量發展的必由之路。
為此,我們加強頂層設計,確定了“做強做優煤炭主業,做精做細非煤產業”的企業發展戰略,明確發展方向、理清發展思路,制定了煤礦“四化”建設中長期規劃,在科技創新、人才培養、資金投入等方面重點發力,堅定不移推動智能化礦山建設。
建成首個智能化綜采工作面
鐵法能源公司確立了“整體規劃、重點先行、分步實施、逐步完善”的工作思路,穩扎穩打漸次推進。鐵法能源公司在綜合分析各生產礦井地質條件、系統配套、員工素質和管理水平的基礎上,鑒于小青礦率先引進德國刨煤機薄煤層開采工藝,具備一定的技術基礎、經驗和管理能力,2018年將小青礦列為首個智能化礦山建設示范單位。
2019年5月25日,遼寧省第一個智能化綜采工作面——小青礦北二407中厚煤層智能化工作面建成并投入生產。
該工作面煤層平均厚度2.63米,走向長度1200米,傾斜長度達到了330米。該工作面引進了以北京天地瑪珂電液控制系統有限公司為主體的首套智能化綜采成套設備和技術。地面調度指揮中心可以通過“一鍵啟停”遠程操控模式,實現有人安全巡檢、無人跟機作業。該工作面每班平均作業人數由原來的12人降至3人。同時,小青礦攻克了工作面端部斜切進刀割三角煤等難題,大幅降低了員工勞動強度,提高了煤炭開采效率。目前,小青礦已累計生產煤炭100萬噸,實現了安全高效生產。
與此同時,小青礦構建了安全生產智能視頻監控系統。該系統以2套工業以太環網、27塊高清工業電子屏及安裝在班前會議室、井上和井下主要作業場所、單人獨崗作業地點的600余個高清攝像頭為基本構架,組建了安全生產動態視頻監控網絡,設立了安全生產動態視頻監控中心,配備了專職視頻安全監管值班人員,全時段、全覆蓋采集井上和井下監控圖像信息,全過程、全系統實行可視化動態安全監管。
分區域分系統推進智能化建設
鐵法能源公司堅持“由易到難、由簡到繁,小步快跑、平穩推進”的工作思路,制定了分區域、分系統實施智能化礦山建設的方案,明確了從采區、工作面智能化建設入手,綜合開展區域智能化管理的發展模式。
為此,該公司配套搭建礦井工業以太環網、生產輔助系統遠程集中控制、安全生產智能監測預警、智能化礦山調度指揮、智能機器人巡檢等系統構架,持續優化各個配套系統的協同銜接,分步推進各個生產環節的無縫對接。
目前,該公司已初步建成了自動化控制、智能化監測、監控的信息化系統,礦井裝備管理水平顯著提高。該公司以“自動裝卸載及無人操作的自動化控制”為目標,完成了3臺(套)礦井主要提升系統改造;著力推動供電系統自動化、智能化升級改造,6個礦井建立了電力監測監控系統,30個變電所實現了無人值守;實施了固定抱索器式架空乘人裝置自動化改造,井下主排水泵房、壓風機房實現了遠程操控、視頻監視和無人值守,改造率分別達到63%、90%、88%;升級了32臺井下膠帶運輸機的控制系統,實現了煤炭運輸系統智能化、可視化。
此外,該公司投資1370余萬元,完成了8個礦井在用安全監控系統的升級改造工程;建立了安全監控千兆工業以太網,并將瓦斯抽采監測計量、人員定位、應急廣播、激光火情監測等子系統融合在千兆以太網上,實現了系統應急聯動和分級報警、管控;引進并應用智能型千米定向鉆機和煤層造穴泄壓鉆機,大幅度增強瓦斯抽采效果,進一步提高了瓦斯超前治理能力,實現了智能化礦山安全監控與災害治理的同步技術升級。
下一步,該公司將在現有基礎上,繼續推進煤礦主體系統智能化建設,將物聯網、云計算、大數據、人工智能、自動控制、移動互聯網、裝備機器人化等與現代礦山開發技術相融合,開發礦山感知、互聯、分析、自學習、預測、決策、控制的完整智能系統,應用“5G+智能制造”技術,建設開拓、采掘、運通、洗選、安全保障、生態保護、生產管理等全過程智能化運行的智慧礦山,力爭在工作面無人化生產方面取得新突破,推動企業實現高質量發展。
智能化建設的幾點啟示
在實踐中推動智能化建設,我們有如下啟示。
啟示一:產學研用相結合是穩步推進智能化礦山建設的核心關鍵。
當前,我國智能化礦山建設剛剛起步,在基礎理論和技術方面的研究還不夠深入,智能化技術對環境和工藝的適應性差,部分關鍵技術還沒有得到根本解決,特別是惡劣環境下的可視化、復雜條件下的自感知技術等難題亟待解決。需要通過建立產學研用四大創新主體協同作戰的合作體系和創新機制,形成創新資源的協同效應和科技研發的規模效應。
啟示二:人才隊伍是智能化礦山建設行穩致遠的根本保障。
智能化礦山建設離不開持續的技術革新,更離不開強有力的人才隊伍。一方面,要借助“外腦”,借鑒成熟經驗,全力開展技術革新。另一方面,要不斷強化內部人才隊伍建設,逐步構建體現智力勞動價值的薪酬體系和技術要素參與的分配機制,引進、吸納、留住更多的核心人才。同時,要立足現有人才,依托重點工程和重大科技專項,通過校企合作、訂單式培養、“大師工作室”建設,全面開展創新型人才素質提升工程、專業技術人才知識更新工程、技能型人才培養培訓工程,培養造就一支數量充足、結構合理、素質較高、滿足行業發展需要的專業技術人才隊伍。
啟示三:推進智能化礦山建設必須堅持理論和實踐的辯證統一。
當前,企業智能化建設處于探索實施階段,只有堅持實踐第一的觀點,不斷推進實踐基礎上的理論創新,再用新理論去指導實踐,才能確保智能化礦山建設的步伐更穩、更實。只有著力提高原始創新能力、集成創新能力和引進消化吸收再創新的能力,才能確保智能化礦山建設順利推進。要樹立實踐觀點和問題導向,做到理論與實際相結合。智能化礦山建設是一個逐步實現、持久完善的過程,必須以企業現有基礎為起點、從自身實際需求出發,在學習中完善,在實踐中提升。