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打造井上下透明“智慧矿山”新样板

编辑:马森 2020-09-24 19:46:21

打造井上下透明“智慧矿山”新样板

--山能枣矿付煤企业智慧矿山建设纪实


现在,新技术的应用正改变着传统煤矿的发展模式。位于山东省微山县境内的付村煤业企业,是糖果派对判断出奖规律枣矿集团现代化标杆主力矿井之一,也是煤矿安全生产标准化国家一级矿井。作为枣矿建设智慧矿山试点实施矿井,近年来,付煤企业不断摸索如何借助“大数据”“互联网+”“信息化”和“5G新技术”实现蜕变升级。

“大家抢抓动能转换创新发展先机,在结构调整和科技引领上先行一步,把提升装备水平作为企业顺势发展的‘新引擎’,把优化系统、优化劳动组织作为企业可持续发展的‘新内涵’,构建了安全、绿色、智能、高效生产新模式。”付煤企业经理于华兵道出了打造井上下透明“智慧矿山”、助推智慧付煤高质量发展的战略路径。

“智慧矿山”实现智慧智联

提起煤矿,也许你的脑海里会出现这样的场景:煤矿工人在离地面几百米的井下单调作业,累、苦、脏不说,最重要的是会随时面临危险,瓦斯爆炸、透水、矿难……

如果煤矿和神经元网络、记忆割煤、一键启停这些词联系起来,你还会觉得“累苦脏”吗?笔者带你走进一座颠覆想象的“智慧矿山”,去看一看现代化矿井如何实现智能化无人开采的。

“采煤机准备启动就绪,工况信息画面显示采煤机进入智能记忆割煤模式,启动成功。”随着操作员按下控制按钮,采煤工作面现场在无人跟机作业环境下进入工作状态。

据了解,该企业以全力打造大采高开采国家级智能化示范煤矿为主线,于2017年科学制定智能开采三年规划,实现了矿山数据信息的精准实时采集、网络化传输、规范化集成、空间时序化分析和可视化展现,让矿井安全管理实现智能化透明管控,生产组织透明化成为现实。

据于华兵先容,近两年来,他们立足技术再突破,扎实推进透明化开采。与国内知名专家团队、生产厂家、各大院校强强联合,聚力研究基于煤岩识别、记忆截割、三维地质模型的“3+”智能开采课题,同步试点交接班期间“地面远程操作,工作面无人操作”,实现了工作面阶段性无人截割。

“大家同App开发企业共同建立精准四维动态地质模型,构建透明矿山自动分析优化回采方案;与设备生产厂家联合研发采煤机路径规划、标准协议、动作实行等程序,实现了‘采煤机按照预定路径截割’关键突破。”副经理王士奎说,今年6月23日,他们在3上1006工作面成功实现了透明开采。

目前,该企业已建成集地面控制平台、智能装备工程师工作站、智能生产系统“产学研”等功能于一体的“智能开采集控中心”,取消了工作面顺槽集控中心,加快工作面无人开采步伐。

笔者在该企业四维地理信息透明矿山系统平台看到,技术人员利用地测地理信息系统,可随时查看最新的地面、井下巷道、采空区、断层等三维模型,便捷地完成采掘工程平面图、地形地质图、工广平面图等处理及设计工作。而机电、通防两个专业管理人员借助矿井供电、通风可视化智能管理平台,就可在供电设计阶段自动完成各类整定计算,在风网管理、风机管理、通风报表、故障诊断和灾变处理等方面能够为通防技术人员提供有效的帮助。

“大家基于三维地理信息采矿协同设计系统应用,技术人员可以在同一界面下完成采掘、供电、通防、运输、提升、排水、压风等系统协同设计,大幅度提高工作效率。通过整合15个厂家21个子系统平台,集成了现有工业自动化系统App,实现全面集成控制,实时数据无缝衔接。” 总工程师马敬龙说。

该企业还建立了涵盖安全生产协同管控一张图系统、真三维监测监控组态平台、输配电地理信息系统、矿山真三维模型实时更新系统、数据共享交换平台、矿山灾害预警系统等“智慧力量”,为企业安全发展提供“专家级”智慧大脑。

“智能开采和智慧矿山建设,集成了精细数字建模、智能传感、智能控制、物联网、云计算和大数据等新一代信息技术,实现了井上、井下所有对象的透明管理,为传统煤炭行业生产模式的变革,提供了付煤方案。”于华兵坚定的说。

“智慧矿山”带来智能增值

现如今,随着“智慧矿山”三年规划的稳步推进,该企业开辟了以全面取消夜班为标志的独具行业特色的煤炭生产新模式,发展成果惠及广大职工,在煤炭行业中形成了可借鉴、可复制的样板。

2020年,该企业以“三减三提”“一提双优”建设为载体,借助智能化装备和信息化系统,不断健全完善井下采掘作业智能透明开采体系,为矿井高质量发展提供坚实的技术支撑和安全保障。

该企业副经理王士奎先容说,去年建设“智慧矿山”以来,付煤企业积极研发“智慧矿山系统平台”,推进矿井安全生产智能化透明管控,实现重大灾害超前预警、重大设备故障预诊断、生产系统智能协同控制、全矿井智能调度、灾害事故快速响应和智能救援。各类监视检测和自动化设备的应用,正不断把职工从艰苦工作环境中解放出来。

该企业坚持让数据多跑腿,各战线干部职工通过调度系统、“智慧矿山系统平台”PC端和移动端就能实时掌控全矿井各项运行状态。

“先进的装备和系统,减少了维护保养用人需求,大家及时优化劳动组织,取消专职检修班,实施‘检修+生产’的模式,积极推行一岗多责、一职多能、区域化管理,切实减少无效、低效用工。”王士奎说,该企业通过推行“5788”、“AB”班、“轮岗轮休”作业方式,有效对冲了井下三年自然减员600余人。当前,采煤区队定员33人,工作面仅7人即可满足生产。“下一步,大家将严格按照集团企业要求,建立专业化原煤生产队伍和专业化智能装备维保队伍,从职能划分将生产与检修辅助彻底分离,全面提高矿井生产效率,提升煤矿职工‘幸福指数’。”王士奎谋划说道。

该企业立足创造“本质安全环境”,建成了集安全生产信息智能化处理、风险隐患智能化分析预警、物料智能化配送、应急管理智能辅助、设备全生命周期智能化管理、行为规范智能化管控、系统联动平台、安全驾驶舱“八大模块”为一体的“云上智慧安全平台”,同时,配备300部“井下智能手机”、140盏“本安型智能矿灯”,实现了作业环境、作业行为、生产过程信息的智能化采集、即时化上传、可视化管理。“大家还研发了物料智能配送系统,对物料实行集中化统一配送。通过建设“5G联合实验室”,实现了井下4G、工广5G网络全覆盖。”该企业调度室技术员张硕说。

“智慧”带来了产量,也带来了经济效益的稳步提升。随着该企业“一提双优”“智慧矿山”建设的不断深入,智能化工作面单产水平达到18万吨/月,人员累计精简70%,原煤工效提高了20余倍。在装备升级后可靠的质量保障下,综机设备日常检修保养维护量大幅减少,降低了维修成本和人工成本。通过智能开采工艺革新,原煤回收率较2016年提高了30%,实现了源头创效。

“大家将利用新一代互联网、云计算、智能传感、通信、卫星定位等各项技术,进一步形成更优、更新、更全面的顶层设计和实施路径,最终实现物物、物人、人人的智能化信息集成和智慧化响应,实现安全、绿色、智能、高效发展。”于华兵坚韧地说。

“智慧矿山”引领劳动组织优化

采煤专业人员累计精减76%;主运输系统始终处于最优运行状态,实现无人化,节约电耗35%;运用智能配送系统实现物资配送,提高效率5倍以上,工时减少80%……

付煤企业借助智能化装备和信息化系统,持续深层次优化劳动组织,推动矿井生产“无人则安、少人则安、少时则安”。

“大家打破原有采煤区队建制与职能划分,抽调79名生产骨干组建专业化生产队伍,负责全企业原煤生产,将生产与检修辅助彻底分离。”王士奎说,他们通过持续优化劳动组织,全面提高采煤生产效率,实现了由两个生产区队“各自为战”向一个专业化生产区队“大兵团作战”的转变,解决了人均效率低的问题。

“装备升级后,干活的人少了,安全性高了,劳动强度降了,效率更高了。”该企业综采一区区长陈宝东说,,该企业组建专业化智能装备维保队伍,让专业人干专业事,促进了工作全面提升。落实“5788”新定员和AB班劳动组织模式,实现了单班限员200人、周末集休作业方式,使“少人则安、无人则安、少时则安”理念得到有效落实。智能化工作面具备了日产万吨的生产能力,一面即可保产稳产,采煤专业人员累计精减76%,原煤工效提高20余倍。

在该企业调度指挥中心,操作人员按下控制平台上的启动键,胶带运输机、转载机、刮板输送机、液压支架等设备便按照指令自动运行。通风机、压风机、原煤运输、变电所、排水泵房5个子系统由集控中心远程操控,实现了无人值守。所有井下活动在大屏幕上清晰可见。

“主运皮带应用荷载辨识、永磁直驱和变频技术,智能调控皮带启动时间和运行速度,使主运输系统始终处于最优运行状态,不仅实现了无人化,而且节约电耗35%。”该企业副经理程传印指着屏幕先容,辅助运输运用集装箱和单轨吊网络化模式,根据网络下单,按照区域、路线、类别、时间、数量、运输能力进行最优配送,形成了物料配送的闭环透明管控,解决了流程繁琐、管理冗长、材料流失等问题。物资配送效率提高5倍以上,工时减少80%。

智慧矿山带来的变化还有很多。

“大家建成了包括183个节点、241条风道、36道风门、37个调节风窗、357个监测设备的智能通风系统,可根据生产情况和井下人数自动计算需风量,完成正常时期和灾变时期的最优供风控风,极大提高了通风管控效率。”该企业通防专业副总师王明龙说,智慧通风实现供风误差减少到5%。目前已实现App智能化,待智能装备安装后,将实现无人化通风,大幅提高辅助保障系统的运行效率和安全可靠性。

“智慧之花”香飘矿井

在智慧矿山建设中,该企业坚持“先建平台、后子系统、整体规划、分步实施”的发展理念,各系统、专业集思广益,一批适用性强、操作方便的子系统遍地开花。

走进该企业管理规划科副科长宋伟办公室,看到他正在“玩手机。”以前,他可没有这般“安闲”,因为拿着纸质料单来找他签字的络绎不绝,堪比“晚高峰”。

“宋科长,上班期间玩手机,可要扣工资啊!”“看来你落伍了,这是企业启用的钉钉‘智能移动办公系统’,可在手机上刷脸考勤、办理请假、追加材料审批、公文流转、物资出门证明、用印申请审批等10余项移动业务。”宋伟指着手机系统说道,“智能移动办公系统与钉钉手机系统实现无缝衔接,实时同步。不受地点限制,随时随地移动办公、即时沟通协调、快速处理各种工作,让职工少跑腿,让数据多提速。”现如今,该企业正在向着实现企业移动互联办公转型。

“大家通过加强与院校合作,加快构建以科室、单位、班组和个人为考核单元的‘全层级安全诚信评价系统’。”安监处处长王士奎先容。该企业坚持“动态考核与综合评价、系统融合与平台共享、奖惩结合与公平公正”相结合,开发运用“全层级安全诚信评价系统”大数据平台和手机APP,完善安全诚信建设的运行、考核、激励“三大机制”,确保实现量化考核分配机制,杜绝“平均主义”,消除“吃大锅饭”现象,进一步提升干部职工的履职效能。

该企业坚持把问题解决在一线、把常识学习在现场、把教育融入到岗位,将网络化培训作为学习应知必会常识、岗位业务技能常识的主要形式,依托全层级自主管理系统大数据平台和付煤企业e课堂建立“付煤云大学”,根据安全生产管理人员、特种作业人员、煤矿其他从业人员培训需求不同和井下各岗位各工种实际生产需要,向干部职工精准推送安全常识、岗位技能常识,通过“文章阅读”“每日一题”“自测练习”“效果考试”规范强化职工日常安全常识和业务技能培训。精心摄制上传精品公开课、设备故障解析处置实操微视频和事故案例教育微影片,方便干部职工按需点餐,真正实现补齐短板、精准提升。

付煤企业将“智慧矿山”建设从井下推到地面、从原煤生产推到非煤产业。“运用矿用锚杆自动化生产线,实现了自动高效新优势,降低了职工劳动强度。”财务总监罗忠先容。通过引进全自动锚杆生产线、全自动金属排焊网、固网用C型钉自动化加工机等先进设备,在满足付煤企业本部自用的同时,为兄弟单位矿井锚杆、排焊网产品需求提供了有力支撑。加大智慧电厂和智慧洗煤厂建设力度,利用新信息技术引导安全生产运行、检修及培训,构建智慧电厂、洗煤厂“互联网+”的安全生产管理系统、大数据分析运行优化系统、三维可视化智能培训系统、数字化智能决策和远程诊断系统,打造 “状态感知、事实分析、自主决策、精准实行、学习提升”五大功能的智慧电厂、洗煤厂。

“大家按照‘党建调度信息化’部署,在拓展互联网与党建各模块工作融合求突破,进一步服务、助推党建工作。”党委书记张立涛说。该企业党委积极构建传统模式融合信息化手段的“智慧党建”新模式,把基层党组织纳入常态化、痕迹化、时效化管理,实现基层党建工作的数字化存档、“三会一课”审批的线上审核及线上动态督导反馈,让数据多跑路,职工少跑腿,提升党建调度工作信息化、规范化、制度化水平。围绕“智慧纪检”,创建“一个平台、N个业务模块”为总体构架的“智慧纪检”管理模式,以智慧监督全覆盖助力“四种形态”高效落地。

路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。如今,自动化、信息化、数字化、智慧化技术的应用让付煤矿山变得更加美好。

编辑:崔波

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