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煤矿智能化建设大步提速
发布时间:2020-05-14 09:07:25     作者:中国能源报   浏览量:758   分享到:

煤矿智能化建设大步提速

专家指出,尽管参与企业多、积极性高,但实际发展仍然滞后于企业需求,技术装备保障不足、研发平台不健全及专业人才匮乏等短板亟待补齐

■本报记者 朱妍 《 中国能源报 》( 2020年05月11日   第 15 版)

  用3年时间,建成1000处煤矿智能化工作面,对应产能占到10亿-15亿吨——在近日举行的国新办新闻发布会上,应急管理部办公厅负责人李豪文表示,根据最新出台的《全国安全生产专项整治三年行动计划》,将提高煤矿的机械化、信息化、自动化和智能化水平,使采煤、掘进智能化工作面由目前的280处提至1000处,同时全国煤矿的一二级安全生产标准化占比将达到70%以上。

  “三年之后,这部分煤矿要真正挑起全国煤矿工业的大梁,呈现‘一少两高’的特点。‘一少’是全国煤矿数量大幅度减少,‘两高’是全国煤矿安全可靠的供给能力大幅度提高,安全生产能力大幅度提高。”李豪文称。

  截至目前,我国已建成智能化采煤工作面的煤矿数量,仅占正常生产煤矿数量的5.38%左右。若按现有总产能47亿吨/年(含证照齐全、在建和批小建大)来算,相当于在3年内,将智能化工作面比例提至20%-30%。

  系统越智能,效率越高,“少时则安、少人则安”成为现实

  采煤设备准备就绪,点击鼠标一键启动,系统自动发出语音提示。透过大屏幕可清楚看到,数百米深的井下,割煤、推溜、运输等装备有序开启,强力胶带运输机将滚滚乌金送出井口。采煤不下井,“蓝领”变“白领”——这是山东能源枣矿集团付煤公司(下称“付煤公司”)智能化工作面的运转景象。

  该公司副总工程师卓俊勇介绍,通过对采煤、掘进、运输等7个生产环节综合改造,现已建成3个智能化无人开采工作面。“老旧装备功率小、毛病多,开机率一度只有40%左右,更谈不上什么开采效率。升级后的智能装备已连续生产3年半时间,几乎没发生过机械故障。”

  系统越智能,效率越高。付煤公司在全国率先取消夜班,并实施周末集休的情况下,工作时间短了,效率反而大大提升。“工作面单产水平比传统工作面提高88%,人员工效提高4倍,吨煤成本降低60%,‘少时则安、少人则安’成为现实。”卓俊勇称。

  同样积极展开智能化建设的,还有神东煤炭集团锦界煤矿。在智能矿山项目的推动下,采掘工作面、主运系统等各生产系统逐步实现自动化、智能化运行。“综采工作面由人工手动割煤、机械式记忆割煤,转变为‘智能化记忆+预测割煤’,工程质量、控制精度均有大幅提升。”该矿矿长李永勤向记者介绍,智能化升级还带来管理方式的变革,工作环境、工作强度明显改善。“由于水文地质条件复杂,工作面上覆20-50米富水区,探放水是采煤前的必备工程。过去,每班至少需要4人手动操作,现在使用自动钻机进行探放水,遥控器调整钻机位置,其他均由机械手臂完成,1人就够了。”

  除了来自一线的实践探索,一系列政策支持也让智能化方向更加明晰。特别是3月出台的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》(下称《指导意见》),吹响我国煤矿智能化建设的号角。“智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑,是煤炭生产力和生方式革命的新方向。”近日在煤炭科学技术大讲坛上,中国工程院院士、中煤科工集团首席科学家王国法如是说。

  智能化建设不是一劳永逸,目前仍处于发展初级阶段

  结合现状,王国法指出,煤矿智能化是一个不断发展的过程。要实现全过程的安全高效智能运行,不是一次性结果,也不是“基建交钥匙工程”。近年的建设步伐不断加快,但目前,我国煤矿智能化发展仍处于初级阶段。

  记者进一步了解到,尽管参与企业多、积极性高,智能化建设集中存在技术装备保障不足、研发平台不健全等“硬件”难题,以及专业人才匮乏等“软件”不足,实际发展滞后于企业需求,多项短板亟待补齐。

  “装备是实现智能化的基础。因起步相对较晚、产业链相对薄弱,我国煤炭行业的关键装备、基础材料、核心零部件等支持不足,高端产品远未能满足需求。”国内某煤机企业负责人坦言,我国成套装备的水平已有很大提升,诸如高精度传感器、采煤机关键传动件及液压件、轴承等部件,目前仍依赖进口,进而带来成本等问题。“智能化建设离不开实实在在的投入,大多数企业对成本还是比较敏感。在提升质量、性能的同时,若能降低价格,可带动全生命周期的成本下降。”

  李永勤举例,信息化集成是实现智能化的关键因素之一,需要多个设备、多项技术相配合。因国家暂未对煤矿信息化建设制定统一通讯标准,不同厂家的设备互不兼容,甚至连接口都不一样,给联合控制带来难度。“为此,我们不得不进行更换改造,才能实现一套系统控制所有设备。尽管最终整合到一个平台,达到数据交互零延迟的效果,无形中却增加很多技术难题及成本投入。”

  此外,人才配备是又一考验。中国煤炭工业协会副会长、煤矿智能化创新联盟理事长刘峰表示,面对智能化趋势,更加迫切需要具备煤炭开采、信息技术、管理知识的复合型技术人才,技术过硬、富有创新精神的技能型队伍。但近年,煤企人才流失严重,煤炭院校部分专业招生困难,煤矿采掘一线招工接替问题凸显。

  人员操作技能、业务能力良莠不齐,这也是卓俊勇的直观感受。“智能化发展需要高素质专业人才队伍,但部分传统煤矿从业人员的文化技术水平偏低、专业技能培训偏少、能力提升机制不健全,有些地区甚至仍在聘用流动性强的临时人员,停留在‘体力活’阶段,制约了现代化开采技术、装备的推广应用。”

  到2035年各类煤矿基本实现智能化

  为实现“3年、1000处”的目标,下一步如何发力推进?

  王国法表示,煤矿智能化建设是一个多学科交叉融合的复杂问题,涉及多系统、多学科、多专业、多领域、多工种的相互匹配融合。对此,亟需统一技术系统,实现深度互联互通,其基础是建立统一的技术标准,其过程随着煤矿智能化技术不断发展迭代更新,必须保证技术标准具备体系性、继承性和前瞻性。与此同时,也要避免重复规范和过度标准化,确定各标准的边界范围及适应性,按照分类分级建设的原则,确保智能化相关技术在煤矿得到有效应用。

  “智能化建设是一个复杂的系统工程,也要借鉴他山之石,将其他行业现有、成熟的智能技术在煤炭生产领域进行转化与应用。”王国法提出,建设一批智能化示范矿井,通过示范带动作用,促进煤矿智能化建设向纵深发展。

  结合多年探索经验,李永勤认为,智能化建设不可一蹴而就,必须超前规划、明确目标。“我们按照基础设备、生产控制、生产执行、经营管理、决策支持的五层应用框架体系进行建设施工。整合煤矿多个独立信息系统,实现互联互通是完成智能化建设的前提。为此,设备研发单位、制造厂家及使用单位缺一不可,结合生产实际、技术性能、安全需求等因素,各环节共同参与,才能真正达到最理想的效果。”

  上述煤机企业负责人还称,由于我国矿井数量众多,开采条件、井下环境、操作习惯等各有差别,装备的稳定性和适应性也是实现智能化开采的关键。“一方面,在关键装备、零部件、材料等方面继续下功夫,解决技术软肋和制约发展的技术瓶颈,提升国产化水平。另一方面,要让煤炭装备更具个性化,让每一套设备可感知、可控制、可调整,形成适应于不同地质条件、开采技术条件矿井的系列成套智能化开采技术与装备。”

  按照《指导意见》,到2035年,各类煤矿基本实现智能化,构建多产业链、多系统集成的煤矿智能化系统,建成智能感知、智能决策、自动执行的煤矿智能化体系。