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中国煤炭报:从采煤到售煤:全产业链实现智能化
————陕煤集团365bet体育在线企业两化深度融合建设纪实
发布时间:2020-10-23     编辑:谭学超    浏览量:1018    分享到:

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10月21日至23日,2020煤炭行业两化深度融合推进现场会将在陕煤集团365bet体育在线企业召开。会议的地点在陕西省榆林市人民大厦。“在人民大厦一键远程启动,远在200多公里外的张家峁煤矿井下就可以开始智能化采煤,从皮带运煤一直到地面的智能化装车,产销一条龙只需要40分钟。”365bet体育在线企业主管智能化工作的副总经理牛虎明先容。

矿井实现100%机械化、自动化

国家能源局编制的《我国煤炭行业高质量发展总体思路、目标方向、量化标准和重点举措研究》提出,全国煤矿采煤机械化程度到2022年要达到87%,到2025年要达到90%,到2035年要达到95%;全国煤矿掘进机械化程度到2022年要达到67%,到2025年要达到75%,到2035年要达到80%。

目前,365bet体育在线企业管理的全部8对矿井,回采机械化率达到100%,掘进机械化率达到100%,超过全国2035年要达到80%的目标。

2018年以来,365bet体育在线企业大力推进生产辅助系统自动化。截至目前,该企业已建成投运9个集控中心,6对生产矿井的221个生产辅助子系统实现了远程集中控制,井下72个变电所和8个主排水泵房均实现了“无人值守、有人巡检”,零散排水点全部为无人化自动排水点,张家峁煤矿、红柳林煤矿以及韩家湾煤矿实现了全生产链的一键远程启停。

张家峁煤矿建立完善了“1+9”自动化管控模式,即一总控(调度指挥中心)九分控(综采、掘进、机电、机运、通风、洗选、销售、水暖电、安防分控)的系统控制,完善了采、掘、机、运、通、洗选、销售、生活后勤服务全方位的自动化远程控制管控模式,对井下和地面的23个机房、硐室的操作岗位实行了远程控制。该矿实现了井下供电系统,供排水系统,皮带运输系统,主扇、压风、地面洗选系统、污水处理系统,日用消防泵房,净水车间的“无人值守、有人巡检”。该矿的“1+9”总控—分控自动化系统被中国煤炭工业协会选为“煤炭企业两化深度融合示范项目”。

截至目前,365bet体育在线企业8对生产矿井的13个地面装车系统全部实现自动化集中控制。张家峁煤矿研发的西北地区第一套产品煤智能化远程装车系统,综合了PLC装置、称重系统、电控系统等,实现了销售视频系统集中监控。煤车司机通过IC卡将车辆信息、煤种信息、装车点进行绑定。远程装车系统根据传输的数据进行装车,自动控制所需吨数,实现“一键”装车,现场无人操作,装车时间由改造前的每车5分钟缩减为目前的每车2分钟。

构建互联互通的安全生产和服务体系

目前,365bet体育在线企业已建成10个标准化网络机房,各矿井均形成安全监测独立专线、千兆无线通信环网和万兆工业以太网的三层网络拓扑,并将进一步建设完成各矿区的5G专网。各矿井端至企业端之间采用100兆直连网络组成城域网,满足了各矿井和企业之间数据高速流转的要求。

2019年,365bet体育在线企业搭建至各矿井的“1+8”一体化区域协同管控云平台,实现了对8对矿井的人、机、物的跨设备、跨系统、跨地域的互联互通,构建了互联互通的安全生产和服务体系,树立了企业端—矿井端的混合云架构示范标杆。

同年,365bet体育在线企业协同北京龙软科技企业搭建了全企业范围的主要业务集成、重要数据共享、智能分析管控一体化的安全生产信息共享平台。该平台以矿井地质“一张图”为基础,集成综合调度、安全管理、生产技术等13个专业应用,实时采集安全监控、人员定位、生产辅助自动化系统等7类子系统的数据,实现了该企业以图管矿、预测预警、集中管控的目标。

2020年,365bet体育在线企业搭建了产、供、销三张网络和煤炭产供销全过程财务实时管理平台,实现了制造、供应、销售等信息的数据一体化集成,为该企业经营管理决策提供了科学依据。

建成14个智能化综采工作面

2012年,红柳林煤矿与北京天玛企业联合攻关完成了综采成套装备智能系统开发,实现了远程控制自动化割煤,建成国内首个7米大采高的智能化综采工作面。在建成全国第一个中厚煤层智能化综采工作面之后,该矿先后建设了5个智能化综采工作面,自动割煤率达到100%,实现井下无人化开采。

在智能化采煤上,365bet体育在线企业建设完成了14个智能化综采工作面,工作面平均作业人员减至7人,煤机自动化割煤速度平均达7米/分钟,自动化开机率平均保持在90%以上。2019年,该企业所有智能化工作面累计采煤2580万吨,回采率达到98%。

在智能化掘进上,365bet体育在线企业与王国法院士团队合作,在张家峁煤矿、红柳林煤矿、柠条塔煤矿、孙家岔龙华煤矿分别建设了一个全断面掘锚一体化装备快速掘进工作面。

张家峁煤矿快速掘进系统采用“掘锚一体机+锚杆转载机组+长跨距转载机组”的方案,实现了远程监控掘锚一体机与锚杆钻机协同作业、可视化集中控制胶带运输机、转载点无人值守等,单日进尺最高达120米。

在生产辅助智能化上,365bet体育在线企业采用信息化技术手段管理井下运行的无轨胶轮车,具备现场测速、精确定位以及无线通讯等功能。张家峁煤矿正在建设基于智能终端设备的井下网络约车和智能调度派车系统。

在安全管理智能化上,365bet体育在线企业建立了一个涵盖企业及各矿井的双重预防机制信息化管理平台,将24类风险划分为4种状态,再采用7种针对性措施进行预防与管控,结合安全监控、人员定位系统,向信息化终端智能推送各风险点风险和预防措施,形成企业和矿井2个层面的双重预防信息“一张图”。

在洗选销售智能化上,张家峁煤矿选煤厂于2017年进行智能化升级改造,建成了可提供8类定制化产品的配煤集控系统,实现了监、管、控一体化,块煤入洗率达100%,原煤入洗率达50%以上。这是国内首个采用3D技术可视化数据采集与监控系统的洗煤厂,也是国内第一个多系统整合集中管理的智能化选煤厂。该项目荣获“2017中国能源企业信息化管理创新奖”。

描绘智慧矿山的蓝图

2019年12月23日,张家峁煤矿成功布置首批5G基站并进行应用组网,实现了矿区5G网络全覆盖,成为陕北首家应用5G网络的煤矿,并在矿区投入使用了无人驾驶清扫车。

2020年6月21日,国内第一次智慧煤矿关键成果运行及展示所涉及子系统配套会召开。这就是张家峁智慧煤矿现场会关键成果运行及展示所涉及子系统配套会。

张家峁智慧煤矿建设由王国法院士团队进行总体设计与规划,计划利用三年时间(2019年至2021年),建成1个综合管控平台、全面感知网络等3项基础设施、自主智能生产等8大智能化应用场景,共计49项建设内容,涉及多个智能化子系统,总投资4.2亿元。该项目完成后,矿井所有系统智能化作业占比达80%以上。

张家峁煤矿智能化主要体现在8个方面:

一是构建了信息化管控模式;

二是搭建了总控分控自动化系统;

三是打造了一体化网络传输平台和私有云数据中心;

四是建成了经营管理一体化智能管控平台;

五是打造了地质可视化及矿井“一张图”协同管理系统;

六是升级改造洗煤厂,实现了智能化洗煤;

七是开发了地销智能装车系统;

八是率先建成基于安全监测系统的多系统融合新模式。

张家峁煤矿实现了数字化开采、遥控化生产和精细化管理。

一是建成了四维空间信息服务系统,实现了矿区“看得见、管得了”的管理目标。

二是建成了薄煤层智能化综采面系统,实现了绿色、高效、智能开采。

三是建成了矿井智能通风综合管控系统,实现了矿井通风时刻处于安全、高效状态。

四是建成了矿井水资源智能综合管理系统,实现了安全、高效、全程自动化操作。

五是洗煤厂实现了智能化洗煤,达到国内领先水平。

六是建成了全煤流智能运输系统,运用科技手段,实现了无人化智能操作。

七是建成了智能化矿山5G网络,全面覆盖生产、经营、发展、党建等领域。

八是引进了机器人项目,分为回风巷道巡检机器人和变电房巡检机器人。九是引进了无人驾驶运输设备,完成地面与井下巷道内特定区域的自动驾驶作业。

降低成本,创造更高的效益

在企业这个层次,两化深度融合有三个目标:

一是企业提升自己的创新能力;

二是提升效率,降低成本;

三是实现可持续、低碳化、绿色化。

智能化的目标是创造价值,不是为了智能化而智能化。创造价值意味着更低的成本、更高的效率和效益。而创造价值的空间往往在管理领域。因此,365bet体育在线企业要基于工业互联网平台,实现管理和控制的融合、人与机器关系的重构。

张家峁煤矿采用智能化成本管控,通过井上、井下作业的生产过程细化预算,使原煤成本逐年递减,由最初高位的162.91元/吨逐渐降低,目前稳定在120元/吨左右。

张家峁煤矿智能化选煤厂投入运行后,药剂消耗量较改造前降低11.6%,胶带输送机调速控制平均节电率较改造前提高20%,开机率提高至96.5%,单班减少综合用工16人,每年产生的经济效益达2350万元。

韩家湾煤矿建成的全国首个中厚煤层“110工法+智能化”综采工作面,可多回收煤炭资源800万吨,延长了矿井服务年限2年。2020年3月,该综采工作面开始试采,日推进最高达15米;相比传统掘进工艺,月减少掘进费用235万元,多回收煤柱约8万吨,增收经济效益约2400万元;每年可节约人工成本约950万元/面,生产效率提升30%以上。

同时,韩家湾煤矿智能化采面单班生产岗位作业人数由原来的19人减至6人;检修维护人员由原来的12人减少至8人;巡检员、安检员由每班3人减少为1人。综采工作任务调度员减少40%以上,技术专员和驻矿专家减少80%以上,库管员减少30%以上,故障处置调度人员减少50%以上。(编辑:谭学超)

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