“智”領(lǐng)時代 安全又高效
“8302工作面,我是地面集控中心?,F(xiàn)在是否具備遠程開機條件?”
“現(xiàn)場已具備開機條件,可以授權(quán)遠程開機?!?/p>
隨著地面調(diào)度信息中心工作人員按下啟動鍵,山東能源兗州煤業(yè)鮑店煤礦8302智能化綜放工作面整套綜采機組立即啟動,隆隆的機器聲打破了地層深處的沉寂。
筆者看到,在鮑店煤礦地面智能集控中心的巨大電子顯示屏上,井下400多米深處工作面的采煤設(shè)備自動運轉(zhuǎn),割煤、移架、放煤、推溜、運煤,一切井然有序。
鮑店煤礦地處山東濟寧,是我國自行設(shè)計施工的大型現(xiàn)代化礦井。近年來,鮑店煤礦把智能化建設(shè)作為提高礦井安全生產(chǎn)保障水平的關(guān)鍵舉措,堅持“實際、實用、實效”原則,借助云數(shù)據(jù)平臺、萬兆工業(yè)環(huán)網(wǎng)、礦井5G網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)等先進技術(shù),深度融合智能化采煤、掘進、機電、運輸、監(jiān)測監(jiān)控等系統(tǒng),高標準建成7302、7304和8302智能化綜放工作面,國內(nèi)首家實現(xiàn)綜放工作面智能化生產(chǎn)的常態(tài)化運行,達到“國內(nèi)一流、世界領(lǐng)先”水平。2020年12月,鮑店煤礦被確定為國家首批智能化建設(shè)示范煤礦。
打造“最強大腦”
“視頻畫面清晰,信號穩(wěn)定,實時對話流暢?!泵刻?,在鮑店煤礦指揮礦井安全高效生產(chǎn)的“最強大腦”——地面智能集控中心,礦長郭英都要與井下400米礦井安全巡檢人員進行視頻連線。據(jù)郭英介紹,“最強大腦”集安全生產(chǎn)、應急指揮、監(jiān)測監(jiān)控、經(jīng)營調(diào)度、信息化管理為一體,而且應用了全球首套礦用高可靠5G專網(wǎng)系統(tǒng)。
過去,由于技術(shù)受限,信號傳輸延時或不穩(wěn)定,極易造成危險。低延時、高網(wǎng)速、高可靠的5G技術(shù),解決了這一難題。從2018年起,山東能源集團先后投入上億元,組建研發(fā)團隊攻關(guān)礦用5G技術(shù),山東省也拿出上千萬元的財政資金扶持。研發(fā)團隊創(chuàng)新設(shè)計三層環(huán)型組網(wǎng),全面提升信號傳輸?shù)目煽啃浴?020年8月,山東能源集團順利拿到礦用5G系統(tǒng)“安全標志證”。2020年10月,全球首套礦用高可靠5G專網(wǎng)系統(tǒng)在鮑店煤礦正式投入運營。
“原來(4G)的延時大概在2秒到3秒,使用5G之后,時間縮短至25毫秒左右?!滨U店煤礦調(diào)度信息中心技術(shù)主管梁慶朋介紹,在智能化綜放工作面上,分布著50多個高清攝像頭、1000多個傳感器。利用這套5G專網(wǎng)系統(tǒng),可以將現(xiàn)場畫面、壓力、溫度等信息實時傳送到地面控制中心。
據(jù)了解,鮑店煤礦采煤工作面部署了4臺礦用5G基站,在溜頭溜尾每2臺礦用5G基站與礦用5G基站控制器之間組成環(huán)型鏈路,其中位置相同的2臺基站按照異頻部署。同時,該礦部署了礦用邊緣計算控制器,實現(xiàn)了本地業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分流,降低了數(shù)據(jù)傳輸時延,提高了系統(tǒng)組網(wǎng)可靠性。
鮑店煤礦還利用山東能源集團自主研發(fā)的高精度慣導定位導航及工作面自動取直算法系統(tǒng),結(jié)合5G CPE將高精度慣導裝置采集到的采煤機姿態(tài)、位置等參數(shù),以及5G高清攝像儀采集的現(xiàn)場音頻、視頻等信息,高速率、高可靠性、低時延回傳至采煤控制中心以及礦調(diào)度指揮中心,為實現(xiàn)采煤工作面三機一架的有序協(xié)同聯(lián)動和連續(xù)高效作業(yè)提供了技術(shù)支撐。
“借助5G專網(wǎng),依托‘最強大腦’,工作人員在地面平臺就可以遠程操控地下幾百米的采煤設(shè)備,實現(xiàn)無人智能化開采?!绷簯c朋介紹,采煤機主控系統(tǒng)配置SGC模塊,實現(xiàn)了包括端頭三角煤在內(nèi)全工藝段的記憶截割,記憶截割率達93%以上;及時調(diào)整優(yōu)化跟機移架程序,自動跟機率達90%以上;時序控制自動放煤采用自動一刀一放、人工兩刀一補方式,每刀自動兩輪放煤量達75%。
如今,礦工不再需要親自去操作設(shè)備,只需拿著遙控器,進行巡檢視檢。大部分時間,開采設(shè)備都是在自動化運行,只有出現(xiàn)異常情況時,礦工才需要去處理。
礦工不僅脫離了高粉塵的工作環(huán)境,擺脫了高強度的體力勞動,而且極大保障了人身安全。
抓牢設(shè)備升級的“牛鼻子”
“裝備升級是引領(lǐng)智能開采的原動力,要讓智慧礦山展現(xiàn)‘真功夫’,裝備升級這個‘牛鼻子’必須得抓牢?!惫⒄J為。
按照山東能源集團打造安全、綠色、智能、高效“四型”礦井的要求,鮑店煤礦制定了智能化礦井建設(shè)實施方案,選擇配備國內(nèi)外最先進智能裝備,縱深推進數(shù)字化礦井建設(shè),高質(zhì)量建成了集全面實時感知、集約融合共享、高效協(xié)同運行的綜合信息管控系統(tǒng),智能化集控中心,5G+萬兆環(huán)網(wǎng)等,打造了“自動控制為主,人工干預為輔”的智能化生產(chǎn)新模式,礦井各系統(tǒng)智能化建設(shè)水平實現(xiàn)大幅提升。
該礦堅持以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和礦山物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ),結(jié)合礦井生產(chǎn)系統(tǒng)、環(huán)境安全、精確定位等系統(tǒng),充分應用大數(shù)據(jù)融合分析、預測預警、綜合自動化三維展示、三維GIS-全息地質(zhì)模型構(gòu)建等功能,構(gòu)建形成了全面感知、實時互聯(lián)、動態(tài)預測、協(xié)同控制的綜合信息管控平臺,實現(xiàn)了多部門、多專業(yè)、多層面集中應用,交互共享和決策支持,以及智能操控與協(xié)同聯(lián)動控制,有效提升了礦井綜合管理效率。
該礦積極打造數(shù)字化輔助運輸交通系統(tǒng),高效采用單軌吊、膠輪車等運輸裝備,全力打造了地面裝車至采掘工作面料場的“一站式”直達運輸模式。實現(xiàn)了人員入井后,乘坐膠輪車至各智能化綜放工作面“半小時”工作圈,節(jié)省了體力和時間,每年創(chuàng)效500余萬元。
同時,該礦深入實施機電系統(tǒng)自動化、智能化升級改造,實現(xiàn)了重點區(qū)域和關(guān)鍵崗位的遠程控制、無人值守、動態(tài)巡檢。其中,井下供配電系統(tǒng)實現(xiàn)了無人值守、運行監(jiān)視、故障分析,以及遙測、遙信、遙控、遙調(diào)“四遙”功能;排水系統(tǒng)實現(xiàn)了無人值守、遠程數(shù)字傳輸、地面集中可視化監(jiān)控;主煤流運輸系統(tǒng)實現(xiàn)了設(shè)備點檢、誤入報警、專家智能決策、語音互聯(lián)互通等功能,井下11條主運膠帶及5臺給煤機全部實現(xiàn)了遠程集控。
“現(xiàn)在,我們通過裝備升級,實現(xiàn)了減員提效、安全高效的目標。”鮑店煤礦采煤副礦長徐長厚介紹說,單軌吊運輸系統(tǒng)的應用,創(chuàng)下了國內(nèi)單軌吊遠距離、大坡度、整體支架安全直達運輸?shù)榷鄠€紀錄;自動雙臂錨桿鉆車的應用,使支護效率提升了30%以上;智能化開采的應用,使綜放工作面生產(chǎn)人員由原來的每班14人至16人減少到現(xiàn)在的7人,減少用工50%以上。
全面升級智能化管理系統(tǒng)
在鮑店煤礦礦燈房,準備下井的職工只需要通過“便攜儀智能化管理系統(tǒng)”刷個臉,就能快速地獲取屬于自己的下井裝備。
在現(xiàn)場筆者看到,這套“便攜儀智能化管理系統(tǒng)”由很多類似超市儲物柜一樣的柜子組成,工人只需要找到屬于自己的柜子,然后通過刷臉、刷卡等方式開箱,就可以快速領(lǐng)取下井的裝備。
“現(xiàn)在,職工領(lǐng)礦燈和自救器再不用排隊等待了,節(jié)約了不少時間?!滨U店煤礦副礦長駱建營說。依托智慧化園區(qū)系統(tǒng),職工可通過刷臉方式實現(xiàn)考勤、用餐、出入礦井,以及領(lǐng)取工作服、便攜儀、礦燈等“一站式”服務(wù)。
鮑店煤礦堅持“專業(yè)融合、數(shù)據(jù)共享”原則,利用互聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù),全面建成了集智能考勤、智能消費、智能發(fā)放為一體的智慧化園區(qū)系統(tǒng),以及集煤炭生產(chǎn)、設(shè)備運行、生產(chǎn)調(diào)度、人員定位、安全監(jiān)測等一體化綜合信息管控平臺,實現(xiàn)了統(tǒng)一場景下各系統(tǒng)運行狀態(tài)的集中展示與實時管理,為設(shè)備遠程操控、數(shù)據(jù)智能分析、精準監(jiān)測預警、科學合理調(diào)度等提供了保障。
“人員精確定位系統(tǒng)應用UWB技術(shù),定位精度達0.3米,實現(xiàn)了井下人員數(shù)量、作業(yè)區(qū)域和行走軌跡實時查詢;安全監(jiān)控系統(tǒng)應用綜合分站、新型電源、激光甲烷傳感器等設(shè)備,可實時監(jiān)測井下有害氣體濃度、環(huán)境參數(shù)和機電設(shè)備運行狀態(tài)。”郭英說。
據(jù)了解,通過每個人身上的定位儀,監(jiān)控中心可以實時監(jiān)控井下的所有情況。井下候車室有多少人,各個工作面內(nèi)多少人在工作,甚至這些人屬于哪些單位、叫什么名字,都清楚地顯示在實時監(jiān)控的LED顯示屏上。
梁慶朋告訴筆者,在2021年9月18日的礦井頂板事故演練中,該礦利用應急協(xié)調(diào)指揮系統(tǒng),安全監(jiān)控、人員精確定位、語音廣播等多系統(tǒng)鏈路融合,僅用時3分鐘就通知到井下作業(yè)區(qū)域的所有人員。
同時,鮑店煤礦搭建了沖擊地壓預警平臺,建成了沖擊地壓監(jiān)測預警中心,實現(xiàn)了礦井各監(jiān)測設(shè)備數(shù)據(jù)和工作狀態(tài)綜合展示、實時更新和統(tǒng)一管理;安裝了井下采掘作業(yè)區(qū)域精確定位系統(tǒng)、井口智能安檢系統(tǒng)、智能化礦燈便攜儀無人值守發(fā)放系統(tǒng)等,全面升級了人員智能化管理系統(tǒng)。
瞄準“高端智庫”
在鮑店煤礦辦公樓西側(cè),有座不起眼的藍色小樓,被礦區(qū)職工家屬親切地稱為“大師的搖籃”。
這座藍色小樓是鮑店煤礦2015年4月在煤炭系統(tǒng)首家建成的“大眾創(chuàng)新、全員創(chuàng)效”基地,被評為“山東省技師工作站”。
這里設(shè)有山東能源集團勞模(技能大師)創(chuàng)新工作室10個、礦智能化生產(chǎn)創(chuàng)新工作室1個、“兗礦工匠之星”創(chuàng)新工作室1個,其中3個被評為煤炭行業(yè)技能大師創(chuàng)新工作室。
該基地成立以來,累計完成了創(chuàng)新創(chuàng)效項目2600余個,創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益。其中,《瓦斯異常區(qū)瓦斯與煤自燃耦合規(guī)律及協(xié)同預控技術(shù)》等13項科技成果獲得了省部級以上科技進步獎、技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)秀成果獎;《特厚煤層大斷面巷道頂煤連續(xù)化高效控制關(guān)鍵技術(shù)及應用》等14項成果達到了行業(yè)國際先進水平;25項專利獲得了國家知識產(chǎn)權(quán)局授權(quán)。2018年10月,“智慧煤流運輸系統(tǒng)創(chuàng)新項目”參加全國“雙創(chuàng)周”展演。
為打造智能化建設(shè)“高端智庫”,鮑店煤礦將智能開采與創(chuàng)新人才培養(yǎng)相結(jié)合,在綜采二區(qū)精挑細選出20名業(yè)務(wù)技能熟練、綜合素質(zhì)高的大專以上學歷職工,成立了大學生班組。
據(jù)了解,大學生班組自成立以來,在智能開采中積極發(fā)揮青年先鋒作用。
在智能化工作面調(diào)試期間,支架工謝添發(fā)揮專業(yè)優(yōu)勢,主動鉆研,上網(wǎng)對比資料進行模擬試驗,修改支架自動跟機時間、范圍以及工藝觸發(fā)位置。最終,謝添成功優(yōu)化了自動割三角煤支架收護幫和插板的配置,有效降低了設(shè)備損壞率,減輕了對頂板的破壞。
“大學生班組每個人的學習能力都很強,他們利用一切機會,主動與區(qū)隊技術(shù)員交流,把智能開采中遇到的難題逐個攻破,這種學習精神有效帶動了全區(qū)比學趕幫超的氛圍,推進了智能化開采的全面應用?!本C采二區(qū)區(qū)長王彥明說。
敢為人先、敢打硬仗,這支年輕的隊伍率先“操刀”試驗自動放煤和自動割三角煤程序。他們發(fā)揮多面手、一專多能優(yōu)勢,從操作支架、智能操作、檢修維修等入手,承擔了新工藝在智能化綜放工作面的試驗應用推廣工作,收到了良好的效果。
關(guān)鍵詞: