2020年6月22日中國能源第16版

從標(biāo)桿到標(biāo)配：中國煤礦“四化”建設(shè)的“陜煤示范”

■梅方義 祝治安

       “以勇立潮頭、爭當(dāng)時代弄潮兒的志向和氣魄，力爭實現(xiàn)陜煤集團在煤炭行業(yè)‘四化’建設(shè)中爭當(dāng)排頭兵的奮斗目標(biāo)?！标兠杭瘓F黨委書記、董事長楊照乾近期發(fā)出號召。

       爭當(dāng)全國煤炭行業(yè)“四化”建設(shè)的排頭兵，提出這樣的奮斗目標(biāo)，是需要底氣的。陜西煤業(yè)的底氣緣何而來？

       陜西煤業(yè)總經(jīng)理王世斌告訴筆者：“我們的底氣和自信，來自于前期的成功，當(dāng)下的奮斗和未來的規(guī)劃?！幕ㄔO(shè)，我們擁有創(chuàng)新務(wù)實的專業(yè)團隊，有切實可行的行動方案，有行業(yè)領(lǐng)先的技術(shù)、裝備，還有雄厚的資金作為后盾；從標(biāo)桿轉(zhuǎn)標(biāo)配的攻堅，由先鋒先行先試，到所有礦井的全面決戰(zhàn)，我們有必勝的信心?！?/span>

機械化實現(xiàn)標(biāo)配：大幅度高于全國水平

       在2014年建成全國首個智能化工作面之后的5年多時間里，特別是2018年以來，陜煤集團積極布局煤礦“四化”建設(shè)，迅速搶占“四化”建設(shè)制高點，煤礦“四化”建設(shè)走在了全國的前列。

煤礦“四化”建設(shè)這個概念，是近年由國家煤監(jiān)局提出來的，但陜西煤業(yè)實際“四化”建設(shè)起步要更早一些。旗下管理的韓城礦業(yè)公司桑樹坪煤礦，設(shè)計生產(chǎn)能力300萬噸/年，1977年投產(chǎn)時，號稱“西北第一個現(xiàn)代化礦井”。那時的現(xiàn)代化，類似于現(xiàn)在說的機械化。

       由科技進步推動的煤礦“四化”建設(shè)，伴隨著改革開放一路前行，一路完善，一路提高。據(jù)國家煤監(jiān)局發(fā)布的信息，截至2019年，我國年產(chǎn)1000萬噸的綜采設(shè)備、采煤機、液壓支架和運輸機等成套裝備達到世界先進水平，8.8米超大采高智能綜采工作面成功應(yīng)用，全國煤礦采煤、掘進機械化程度已分別達到78.5%、60.4%，比2012年均提高近10個百分點，已建成183個智能化采煤工作面，煤炭生產(chǎn)實現(xiàn)由手工作業(yè)向機械化、自動化、信息化、智能化的歷史性跨越。

       國家能源局編制的《我國煤炭行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展總體思路、目標(biāo)方向、量化標(biāo)準(zhǔn)和重點舉措研究》提出：全國煤礦采煤機械化程度，到2022年要達到87%，到2025年要達到90%，到2035年要達到95%；全國煤礦掘進機械化程度，到2022年要達到67%；到2025年要達到75%；到2035年要達到80%。

從2018年開始，陜西煤業(yè)的“四化”建設(shè)，由樹標(biāo)桿轉(zhuǎn)入要全部標(biāo)配的攻堅時期，由先鋒的先行先試，轉(zhuǎn)入全面決戰(zhàn)的關(guān)鍵時期。《陜煤集團煤炭板塊“四化”建設(shè)工作規(guī)劃方案》顯示，截至2019年，陜西煤業(yè)管理的全部36對礦井，平均回采機械化率達到100%，已經(jīng)實現(xiàn)了機械化；掘進機械化率已經(jīng)達到90%。

       上述數(shù)據(jù)表明，截至2019年，陜西煤業(yè)的回采機械化率和掘進機械化率，大幅度高于同期的全國水平，而且事實上已經(jīng)超過了全國2035年要達到的規(guī)劃目標(biāo)。

       機械化是煤礦“四化”建設(shè)的基本要求。2018年以來，陜西煤業(yè)堅持問題導(dǎo)向，堅持把淘汰落后、發(fā)展先進作為方向，通過引入國內(nèi)外先進的煤礦機械化設(shè)備，不斷推進煤礦新裝備的應(yīng)用，全面提高煤礦機械化程度，重點推進破解煤礦巷道優(yōu)化、高效掘進等難題和技術(shù)瓶頸，目的是補上掘進機械化率離100%還差10%的短板，為煤礦安全生產(chǎn)提供保障。他們開展了“迎頭無人、遠(yuǎn)程操控、高效快掘”的智能化掘進技術(shù)研究，加快推動智能快速掘錨成套設(shè)備的實驗和應(yīng)用。2019年，韓城礦業(yè)研發(fā)試制成功錨鉆聯(lián)動平臺、黃陵礦業(yè)引進應(yīng)用掘錨一體化裝備、曹家灘煤礦全國首套智能快速掘錨成套裝備成功安裝。通過技術(shù)和裝備的不斷提升，實現(xiàn)煤巷綜掘機快速掘進，提升掘進機械化水平。

       陜西煤業(yè)要求，在機械化方面，各煤礦采煤機械化程度持續(xù)保持100%；2021年底前，掘進機械化程度達到95%，實現(xiàn)高效支護、連續(xù)運輸、移動供電、快速掘進的高產(chǎn)高效布局。

       機械化業(yè)已領(lǐng)先的陜西煤業(yè)，現(xiàn)在在機械化上已經(jīng)進入了更新?lián)Q代、拾遺補缺的后機械化時代；同時快速邁進了機械化疊加自動化，信息化，智能化，進入由機械化向自動化、信息化、智能化轉(zhuǎn)變的歷史性跨越。

自動化完成標(biāo)配：輔助系統(tǒng)集中控制率97%

       煤礦自動化是指利用先進的電子機械設(shè)備，結(jié)合預(yù)定設(shè)計參數(shù)，進行煤炭生產(chǎn)的運行操作及監(jiān)視操作，可極大提高生產(chǎn)效率，減少施工人員的數(shù)量，實現(xiàn)“無人則安”。

       陜西煤業(yè)管理的36 對礦井共有792個輔助生產(chǎn)系統(tǒng)。截至目前， 772 個生產(chǎn)輔助系統(tǒng)（礦井主運輸系統(tǒng)、機房硐室、地面裝車系統(tǒng)等）實現(xiàn)了集中控制；生產(chǎn)輔助系統(tǒng)自動化集中控制率由 35%提升至 97%，固定崗位減少 700 多人，機房、硐室基本實現(xiàn)了“有人巡檢，無人值守”。剩余的20 個生產(chǎn)輔助系統(tǒng)，將在今年三季度全部完成集中控制建設(shè)。另外，陜西煤業(yè)29對生產(chǎn)礦井的34個地面裝車系統(tǒng)全部實現(xiàn)自動化集中控制。

       2018年以來，陜西煤業(yè)開展了煤礦各個系統(tǒng)設(shè)備自動化升級改造，推廣固定設(shè)施遠(yuǎn)程監(jiān)控，運用信息技術(shù)對地質(zhì)數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)建模分析，基本實現(xiàn)瓦斯、水、火、頂板等重大危險源的預(yù)測預(yù)警；通過各類探頭、傳感器的應(yīng)用，有效監(jiān)測和控制了井下瓦斯等危險有害因素，實現(xiàn)了自動化系統(tǒng)的全面應(yīng)用。

       “僅小保當(dāng)一號煤礦112202綜采工作面就裝有2個顯示器、17個攝像頭、175多個傳感器，可以全方位展示支架推移情況。依靠智能化采煤設(shè)備，再也不用天天往支架里鉆，心里踏實多了?！毙”．?dāng)一號煤礦綜采一隊隊長王小軍說。

       截至2019年底，陜西煤業(yè)97%的礦井主要生產(chǎn)系統(tǒng)實現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制或自動巡檢。到今年四季度，陜西煤業(yè)輔助生產(chǎn)系統(tǒng)將全部實現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)測的可視化和自動化、智能化遠(yuǎn)程集中控制，實現(xiàn)了無人值守、有人巡檢，實現(xiàn)100%的目標(biāo)，領(lǐng)跑全國煤礦。

       近年來，陜西煤業(yè)還積極推進煤礦機器人研發(fā)應(yīng)用，分別在榆北、黃陵、陜北、銅川、彬長等礦區(qū)推廣應(yīng)用皮帶、變電所、主排水泵房巡檢機器人以及選矸機器人，已應(yīng)用機器人 12 個。

       在小保當(dāng)公司調(diào)度室，筆者看到這樣一幕情景:崗位工輕輕點擊鼠標(biāo)后，從他面前的電腦屏幕上就可以看到，位于井下皮帶大巷的巡檢機器人立即行動，沿著預(yù)定軌道向前行進，同時，屏幕上也會顯示出作業(yè)現(xiàn)場皮帶運行的實時圖像。據(jù)悉，這類巡檢機器人主要應(yīng)用在礦井主排水泵房、變電所、大巷皮帶等崗位，可實時將現(xiàn)場的圖像、聲音、溫度等數(shù)據(jù)傳輸至地面，實現(xiàn)在地面監(jiān)控中心對巡檢設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控，大幅減少了現(xiàn)場作業(yè)人員和系統(tǒng)巡檢人員。

       陜西煤業(yè)在煤礦“四化”三年（2020-2022）規(guī)劃目標(biāo)中，關(guān)于機器人作業(yè)的目標(biāo)是，2020年，將繼續(xù)投資2.6億元，在黃陵、陜北、彬長礦業(yè)與榆北煤業(yè)推廣應(yīng)用皮帶輸送機、變電所、主排水泵房巡檢機器人以及選矸機器人 5 大類 74個。到2022年，支護、噴漿、打鉆、巡查等危險和繁重崗位基本實現(xiàn)機器人作業(yè)。

       國家發(fā)改委、能源局在《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃(2016-2030年)》中提出，2030年重點煤礦區(qū)基本實現(xiàn)工作面無人化。這一目標(biāo)，陜西煤業(yè)將提前8年，在2022年就可以實現(xiàn)，陜西煤業(yè)成為我國煤礦自動化建設(shè)的領(lǐng)跑者。

信息化標(biāo)配：搭起了三網(wǎng)一平臺框架

       在開展自動化的多數(shù)煤礦，自動化設(shè)備均是在獨立環(huán)境中運行，缺乏有效的信息交流平臺及數(shù)據(jù)資源共享平臺，限制了自動化系統(tǒng)信息能力的發(fā)揮。于是，煤礦信息化提到了重要議事日程。

       2019年，陜西煤業(yè)、8 個礦業(yè)公司、36 對礦井整體建成了業(yè)務(wù)集成、數(shù)據(jù)共享、智能分析管控一體化的安全生產(chǎn)信息共享平臺。以礦井“一張圖”為基礎(chǔ)，集成礦山開采、掘進、機電、運輸、地測、通風(fēng)、給排水各類生產(chǎn)過程控制信息，安全監(jiān)測監(jiān)控、人員定位、綜合自動化等安全保障數(shù)據(jù)，生產(chǎn)、運輸、銷售調(diào)度運營數(shù)據(jù)，構(gòu)建安全生產(chǎn)運營數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)陜西煤業(yè)、礦業(yè)公司、生產(chǎn)礦井三級數(shù)據(jù)集成共享，管理聯(lián)動和協(xié)同工作；應(yīng)用專業(yè)業(yè)務(wù)模型及智能綜合決策實現(xiàn)對礦山整體運營的不斷優(yōu)化。

       陜西煤業(yè)將安全生產(chǎn)信息共享平臺、運銷“銷售管理系統(tǒng)”、“西煤電商”物資供應(yīng)系統(tǒng)等產(chǎn)供銷三網(wǎng)整合為聯(lián)動智慧管理平臺--經(jīng)營調(diào)度大數(shù)據(jù)平臺，“三網(wǎng)一平臺”信息化體系成為陜西煤業(yè)轉(zhuǎn)型數(shù)字化的標(biāo)志事件。未來，該平臺將與陜西煤炭交易網(wǎng)絡(luò)平臺實現(xiàn)供應(yīng)鏈一體化，實現(xiàn)制造、供應(yīng)、銷售等信息的數(shù)據(jù)集成，實現(xiàn)決策科學(xué)化。即：“礦山一張圖”囊括生產(chǎn)關(guān)鍵指標(biāo)；“安全一把鎖”包含安全監(jiān)測和安全預(yù)警；“采銷一條龍”覽盡交易形式；“資金一個池”建立信用模型把好風(fēng)控；“物流一條線”詳知貨運情形；“萬物一個芯”掌握各設(shè)備運行狀態(tài)；“服務(wù)一張網(wǎng)”呈現(xiàn)各種礦山服務(wù)情況；“經(jīng)營一盤棋”實現(xiàn)高效決策支撐。以此推動煤炭產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)智能化、管理科學(xué)化、產(chǎn)銷在線化、業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)化，到最終產(chǎn)業(yè)生態(tài)化的轉(zhuǎn)型發(fā)展。

       先人一步構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新生態(tài)，鼓勵銷售和物資領(lǐng)域依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)打通終端市場和產(chǎn)業(yè)鏈上下游，努力打造全國煤炭互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展示范標(biāo)桿。這是陜西煤業(yè)信息化建設(shè)的方向和目標(biāo)。

智能化標(biāo)配：三年內(nèi)全部煤礦完成

       陜西煤業(yè)是全國煤礦智能化當(dāng)之無愧的領(lǐng)軍者。陜西煤業(yè)旗下的黃陵礦業(yè)公司，2014年率先建成全國首個智能化開采工作面，去年10月發(fā)布了“智能化綜采工作面”企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，目前4個煤礦的6個工作面全部智能化開采，智能開采工作面比例達100%。

       國家發(fā)改委等8個部門出臺的《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》指出，到2025年大型煤礦和災(zāi)害嚴(yán)重煤礦要基本實現(xiàn)智能化。

       國家能源局制定的煤炭高質(zhì)量發(fā)展評價指標(biāo)體系中，煤炭智能開采工作面比例（%）是其中的8個導(dǎo)向性指標(biāo)之一。

       據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，全國煤炭智能開采工作面比例，2018年是2.5%，2019年是5.38%。國家有關(guān)部門提出的目標(biāo)是，該比例2022年達到10%， 2025年達到20%， 2035年達到60%。

       陜西煤業(yè)所屬煤礦現(xiàn)有52個采煤工作面，2019年底，有19個工作面實現(xiàn)了智能化，煤炭智能開采工作面比例36.54%。今年底將累計建成36個智能化工作面，產(chǎn)能占總產(chǎn)能的85%，智能開采工作面比例69.23%。陜西煤業(yè)規(guī)劃，2022年所有采煤工作面全部實現(xiàn)智能化，智能開采工作面比例達到100%，比國家發(fā)改委等8部門要求的2025年提前3年。與此同時，陜西煤業(yè)提出，到2022年，50%以上的掘進工作面實現(xiàn)智能化高效快掘。

       作為我國煤礦智能化無人開采技術(shù)應(yīng)用的倡導(dǎo)者、引領(lǐng)者和實踐者，黃陵礦業(yè)公司從首個成套國產(chǎn)裝備智能化無人工作面建成起，目前完成了16個智能化無人綜采工作面回采，實現(xiàn)了生產(chǎn)輔助系統(tǒng)的“無人值守、有人巡視”，成為全國首家薄、中、厚煤層智能化全覆蓋的礦區(qū)；2019年發(fā)布了煤炭行業(yè)首個智能化開采技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，填補了國內(nèi)煤炭行業(yè)智能化無人開采工作面標(biāo)準(zhǔn)的空白；與中國煤炭科工集團太原研究院共同開發(fā)的掘錨一體快速掘進技術(shù)成功應(yīng)用并達到國際領(lǐng)先水平。

       2018 年以來，陜西煤業(yè)各單位多點發(fā)力，積極推進礦井“四化”建設(shè)。其中，快速掘進技術(shù)應(yīng)用取得重大突破，陜西煤業(yè)在關(guān)中、彬黃、陜北礦區(qū)開展快速掘進研發(fā)應(yīng)用，2018年黃陵二號煤礦快掘系統(tǒng)開始運行，月單進達550米；2019年曹家灘煤礦裝備了兩套快速掘進系統(tǒng)，月單進突破2000米大關(guān)。2020年計劃建成21套高效快速掘進系統(tǒng)，煤礦單進水平將大幅提高。

       曹家灘煤礦掘進區(qū)區(qū)長王劍介紹，現(xiàn)在干掘進就是工人們拿著遙控器站在那里監(jiān)督指揮機器干活，自動定位、全斷面掘進、自動打錨桿上網(wǎng)，所有工序一氣呵成，掘進效率較之前提高了近5倍。

       陜西煤業(yè)通過快掘系統(tǒng)應(yīng)用和優(yōu)化勞動組織，掘進工作面數(shù)量由2018年的283個減至175個，減少108個，綜合單進提高 17%。曹家灘煤礦大斷面快速掘進系統(tǒng)創(chuàng)下日單進 91 米、月單進 2020 米的紀(jì)錄，標(biāo)志著我國煤礦掘進裝備在大型化、智能化方面邁進了一大步，這為礦井接續(xù)調(diào)整、災(zāi)害治理贏得了時間和空間。通過近兩年的努力，陜西煤業(yè)智能化采煤工作面由2018 年的 6 個增至目前的 19個。與此同時，陜西煤業(yè)全員勞動效率由2018年人均3649噸提升至目前4188噸，提升 14.7%。

智慧礦山：標(biāo)桿已經(jīng)立起

       “作為首批通過國家兩化融合貫標(biāo)評定的煤炭企業(yè)，黃陵礦業(yè)公司正在由智能化采煤向生產(chǎn)全智能化、4G向5G迭代的轉(zhuǎn)變，智能礦井建設(shè)雛形基本形成。我們計劃2021年底將4對礦井全部建成智能礦井，打造具有黃陵特色的智能化示范煤礦。”陜西煤業(yè)黃陵礦業(yè)公司董事長雷貴生說。

陜西煤業(yè)的目標(biāo)是，到2022年底，50%以上的礦井建成“智能礦井”；黃陵、彬長、陜北礦業(yè)和榆北煤業(yè)建成“智慧礦區(qū)”?，F(xiàn)在，榆北煤業(yè)和黃陵礦業(yè)正以高起點、高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量打造“智慧礦區(qū)”。

       按規(guī)劃，2019年至2022年，以張家峁為試點，實踐形成智能礦井的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)架構(gòu)，即：基于一套標(biāo)準(zhǔn)體系、構(gòu)建一張全面感知網(wǎng)絡(luò)、建設(shè)一條高速數(shù)據(jù)傳輸通道、形成一個大數(shù)據(jù)應(yīng)用中心、開發(fā)一個業(yè)務(wù)云服務(wù)平臺，面向不同業(yè)務(wù)部門實現(xiàn)按需服務(wù)。

       目前，陜西煤業(yè)與中國工程院院士王國法科研團隊合作在張家峁煤礦開展“智能礦井巨系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及裝備”的探索研發(fā)，計劃在兩年內(nèi)完成《無人化礦山建設(shè)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)制訂，將張家峁煤礦建成煤炭行業(yè)標(biāo)桿性無人化示范礦井。

       陜西煤業(yè)計劃從2020年起，在現(xiàn)有采煤機記憶割煤的基礎(chǔ)上，研究實踐采煤機自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)功能，探索應(yīng)用機器人采煤。在地質(zhì)條件及環(huán)境復(fù)雜的銅川、韓城、澄合、蒲白、彬長五個礦業(yè)公司的采煤工作面探索應(yīng)用采煤工作面機器人群；在黃陵、陜北、榆北三個地質(zhì)條件及環(huán)境簡單的采煤工作面探索應(yīng)用采煤工作面機器人，力爭在2021年建成4個全智能采煤工作面。

       陜西煤業(yè)啟動了“智能礦井、智慧礦區(qū)”標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，榆北煤業(yè)和黃陵礦業(yè)“智慧礦區(qū)”建設(shè)全面啟動；張家峁煤礦有序推進全國首個“智能礦井”建設(shè)。

       凝聚決戰(zhàn)磅礴力量，搶占四化建設(shè)制高點，在國家和行業(yè)建立“四化”示范標(biāo)桿，要在“新裝備”、“新技術(shù)”、“新應(yīng)用”上搶占先機，培育陜煤智慧，管理煤炭大腦，形成“鏈接一切”的煤炭產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系。這在陜西煤業(yè)形成了共識。為此，陜西煤業(yè)每年設(shè)立1億元的重大科研項目配套科技引導(dǎo)資金，同時投入100億元轉(zhuǎn)型創(chuàng)新基金，積極布局高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，進一步促進產(chǎn)融結(jié)合。

       根據(jù)規(guī)劃，到2025年，陜西煤業(yè)總部將建設(shè)成為生產(chǎn)經(jīng)營大數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)產(chǎn)銷在線化、業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)化、安防可視化、決策科學(xué)化的智能指揮中樞。礦區(qū)將建成理念超前、特色鮮明、技術(shù)集成、成果轉(zhuǎn)化、智能應(yīng)用的煤炭“智慧化”生產(chǎn)基地。煤礦將建成信息精準(zhǔn)適時采集、高可靠網(wǎng)絡(luò)化傳輸、規(guī)范化信息集成、實時可視化展現(xiàn)、生產(chǎn)環(huán)節(jié)自動化運行的“智能礦井”。

       楊照乾表示，煤炭生產(chǎn)是陜煤集團今后較長一段時間保持經(jīng)濟效益穩(wěn)定增長的“壓艙石”。這個“壓艙石”壓的穩(wěn)不穩(wěn)，關(guān)鍵就在于煤礦“四化”建設(shè)強不強。必須以智慧礦山為突破，以等不起、慢不得、坐不住的工作勁頭，緊抓新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革機遇，切實讓數(shù)字化、智能化成為新時代“改變陜煤形象、奠定陜煤地位、保持陜煤領(lǐng)先”的有力支撐，讓“四化”建設(shè)引領(lǐng)陜煤邁向“智能化”未來。 2020年6月22日中國能源第16版