新中國成立75年來,我國煤炭工業(yè)從最初的百廢待興艱難起步,經過幾代人的艱苦努力、銳意進取,從小到大、由弱到強,從簡易落后的煤礦生產到建設大型現(xiàn)代化智慧煤礦,煤炭工業(yè)不斷攻堅克難,實現(xiàn)了跨越式發(fā)展,發(fā)生了翻天覆地的變化,取得了舉世矚目的偉大成就。
當前,煤礦智能化是煤炭工業(yè)高質量發(fā)展的核心技術支撐,代表著煤炭工業(yè)先進生產力的發(fā)展方向。作為煤炭行業(yè)的龍頭企業(yè),國家能源集團全面貫徹落實“四個革命、一個合作”能源安全新戰(zhàn)略,堅持“安全、高效、綠色、智能”建設理念,以“減人、增安、提效”為根本目的,全力推進煤礦智能化建設。
經過不斷探索實踐,國家能源集團“五個100%”階段性目標全面實現(xiàn),開采實現(xiàn)了從機械化示范,經自動化、數(shù)字化迭代,到智能化全面提升,打造智能化建設模式,突破一系列關鍵核心技術,高質量完成一批示范項目建設,探索形成了獨特的建設經驗。
緊扣行業(yè)發(fā)展重大問題 推進煤礦智能化建設
煤炭行業(yè)生產過程中始終伴隨著水害、火災、瓦斯、沖擊地壓、粉塵等災害,一直威脅著煤礦安全生產和礦工生命安全。用人多、效率低、勞動強度大是擺在傳統(tǒng)煤炭企業(yè)面前的突出問題。作為全球最大煤炭企業(yè),國家能源集團始終引領行業(yè)發(fā)展,推進煤礦智能化建設。解決好煤炭行業(yè)高質量發(fā)展面臨的難題,既是集團公司必須承擔的政治任務,也是推動傳統(tǒng)產業(yè)轉型升級、發(fā)展新質生產力的必然要求。
2020年,國家發(fā)展改革委等八部委聯(lián)合印發(fā)《關于加快煤礦智能化發(fā)展的指導意見》。國家能源集團黨組多次研究,堅持規(guī)劃先行,以頂層設計引領智能化建設,編制集團煤礦智能化“十四五”規(guī)劃,提出2022年年底實現(xiàn)煤礦智能化技術及建設、采煤工作面智能化、掘進工作面智能化、選煤廠智能化、固定崗位無人值守“五個100%”目標。完成階段性目標后,集團公司編制印發(fā)《國家能源集團煤礦智能化建設三年行動計劃》,明確2023—2025年智能化建設目標任務。
國家能源集團構建“一套體系全面統(tǒng)籌、兩種模式激發(fā)創(chuàng)新、三類煤礦示范引領、五位一體高效推進”的“1235”煤礦智能化建設模式。集團公司發(fā)揮統(tǒng)籌協(xié)調作用,明確煤礦智能化國家能源CHNENERGY17實踐任務目標、建設內容、激勵措施和實施路徑。加大煤礦智能化建設資金支持力度,將煤礦智能化相關投入列入科研經費、信息化專項經費。健全評先樹優(yōu)激勵機制,保障煤礦智能化建設工作順利開展,同時優(yōu)化采購流程,將智能化要求固化至采購文件中,并且在項目招標采購環(huán)節(jié),前置增加標書審查工作,在項目初始階段嚴格把關,確保智能化項目符合智能化建設要求,為智能化建設提供強大保障。
為加快培養(yǎng)符合煤礦智能化建設的人才,集團公司打造出特色的智能化人才“成長鏈”,每季度舉辦一期煤礦智能化高級研修班,統(tǒng)一各級管理人員思想理念,提升技術人員理論水平,提高操作人員工作能力。組織煤礦智能化建設勞動競賽和技能大賽,引導廣大職工立足本職工作學知識、鉆業(yè)務,定期組織高層次、高級別的交流培訓,確保人才隊伍與智能化技術發(fā)展相匹配。
高站位謀劃,高起點布局,高目標引領,集團公司從管理、資金、平臺、人才等維度全面構建適應煤礦智能化建設的生產關系,一礦一策有序高效推進“信息基礎、井工煤礦、露天煤礦、選煤廠、機器人”五方面建設內容,積極穩(wěn)妥推進煤礦智能化建設。
堅持科技賦能 以技術創(chuàng)新驅動智能化建設
坐在地面輕點鼠標,就能控制井下采煤、掘進;坐在室內就能操控上百噸的重型礦卡在無人駕駛情況下往來穿梭,這些曾經看起來十分科幻的采煤場景,如今都已經在國家能源集團成為現(xiàn)實。
國家能源集團擁有87處煤礦,開采條件復雜多變,既有井工礦也有露天礦,既有薄煤層也有特厚煤層,既有緩傾斜又有急傾斜。在復雜多變的開采條件下推進智能化建設,國家能源集團堅持科技賦能,立足服務國家、引領行業(yè)、支撐企業(yè),以技術創(chuàng)新驅動智能化建設。
集團公司健全科技創(chuàng)新體系,推進“1+2+3+N”科研體系改革,整合產學研用等各方面資源和力量,促進產業(yè)鏈上下游、相關企業(yè)跨界創(chuàng)新、協(xié)同發(fā)展,形成以國家能源集團牽頭、各創(chuàng)新主體協(xié)同的創(chuàng)新生態(tài),在井工煤礦、露天煤礦、選煤廠、工業(yè)互聯(lián)網和工控系統(tǒng)等方面的融合創(chuàng)新應用多點開花,眾多創(chuàng)新成果從“實驗室”走向“生產線”,為煤礦智能化建設注入更強勁的動能。
自主研發(fā)基于純國產軟件的煤礦智能一體化管控平臺,建設5G+智慧煤礦工業(yè)互聯(lián)網平臺架構,率先在行業(yè)內探索出統(tǒng)一標準、全面感知、智能運作、多業(yè)務一體化協(xié)同運營的管控新路徑。與華為聯(lián)合開發(fā)的礦鴻操作系統(tǒng),實現(xiàn)了工業(yè)操作系統(tǒng)“安全可信、自主可控”,以及“萬物互聯(lián)、智能互聯(lián)”。
智能采煤方面,實現(xiàn)從一次采全高到放頂煤,從薄煤層到特厚煤層,從緩傾斜到急傾斜等復雜開采條件全覆蓋,高級無人智能化采煤工作面實現(xiàn)“零”的突破。新疆烏東煤礦煤層平均傾角87度,厚度30米至48米,屬急傾斜特厚煤層。該礦開展基于急傾斜、多災害地質條件下綜放工作面智能化技術的研究與應用,創(chuàng)新應用“立煤平采”的智能采煤技術,建成自動放煤期間防壓機系統(tǒng)、沖擊地壓智能防治預警系統(tǒng),工作面由12人減少至5人。智能掘進方面,實現(xiàn)從小斷面到大斷面,從煤巷到巖巷,從綜掘、連掘、掘錨到全斷面掘進等多種工藝裝備全覆蓋。布爾臺煤礦建成“掘錨機+錨運破一體機+大跨距橋式裝載機+機器人群”的快速掘進新模式,掘進效率提高50%。大柳塔煤礦建成國內首個智能連掘系統(tǒng),連采機實現(xiàn)“自主行走+自動割煤+遠程干預”常態(tài)化應用,掘進效率提高40%!熬蛑叫+遠程集控”快掘模式已在143個掘進工作面推廣應用。
災害預警及智能通風方面,麥垛山煤礦作為集團災害精準預警及智能通風項目建設示范礦井,根據(jù)“災害精準預警和智能通風合二為一”的要求,建立“一個模型”和“一個管控平臺”,形成一套面向災害預警的地學空間動態(tài)建模系統(tǒng),實現(xiàn)了礦井地質體隱蔽屬性的透明化、可視化,正常時期通風系統(tǒng)狀態(tài)估計和故障診斷、需風量超前預測、按需優(yōu)調優(yōu)控的全程自動化。
智能運輸方面,上灣煤礦實現(xiàn)了井下“5G+UWB”網絡全覆蓋,試點研究礦用19人電動無軌膠輪車無人駕駛。固定崗位方面,構建了“協(xié)同運行+無人值守+云巡視”模式。露天煤礦構建“遠程操控+無人駕駛”作業(yè)模式,礦卡無人駕駛技術實現(xiàn)從60噸位到360多噸位、從零下40攝氏度到40攝氏度多工況、裝運卸多場景全覆蓋,無人駕駛效率達到人工駕駛的81.5%。神延煤炭“礦用卡車無人駕駛技術研究”科技項目順利通過中國煤炭協(xié)會組織的成果鑒定并通過國家能源集團項目驗收,評審鑒定專家一致認為,該項目成果達到國際領先水平。
科技賦能,國家能源集團正在逐步實現(xiàn)智能礦山系統(tǒng)化、井工采煤少人化、露天采煤室內化、高危作業(yè)機器人化,煤礦智能化助力“減人、增安、提效”取得明顯成效。
加快發(fā)展新質生產力 擔當能源保供頂梁柱
國家能源集團堅持以示范建設帶動智能化發(fā)展,持續(xù)推廣應用已經取得的先進經驗和成果,不斷擴大智能化煤礦建設覆蓋面,提升煤炭產業(yè)整體智能化水平,加快發(fā)展新質生產力。
集團公司首家發(fā)布《煤礦智能化建設指南》,高質量承辦全國礦山智能化建設和安全發(fā)展推進會并作經驗交流,召開露天卡車無人駕駛現(xiàn)場推進會,搭建交流平臺,激發(fā)產業(yè)鏈各單位協(xié)同創(chuàng)新熱情。同時,評選出集團煤礦智能化建設10大典型案例、20項優(yōu)秀項目,形成一批可推廣、可復制的創(chuàng)新實踐成果,提升了各公司智能化建設積極性和主動性;集團18支工作面參加全國采煤工作面智能化創(chuàng)新大賽獲得六項特等獎、12項一等獎。
截至2023年年底,國家能源集團建成9處國家級示范煤礦,建成大柳塔等39處智能化煤礦,智能化煤礦占比55.7%,建成193處智能采煤工作面、265處智能掘進工作面、45處智能選煤廠,實現(xiàn)智能化建設與技術全覆蓋。
“協(xié)同作業(yè)+有人巡視+遠程干預”采煤模式在85個工作面推廣應用。300臺無人礦卡常態(tài)化運行,平均效率達到人工作業(yè)的81.5%。礦卡無人駕駛技術在神延煤炭西灣露天煤礦常態(tài)化應用,有效降低了人工成本及車輛行駛能耗,降低了職工勞動強度,提高了礦山安全生產能力,提升了車輛運輸作業(yè)效率,具有顯著的經濟效益和社會效益。榆家梁煤礦無人智能化采煤、雁寶能源智能無人裝車系統(tǒng)經鑒定均達到國際領先水平,正在全集團推廣應用!靶畔⑷诤+統(tǒng)一平臺+綜合預警”災害預警模式在25處煤礦推廣應用,各類機器人已在100多個場景推廣應用。
得益于智能化賦能,集團公司煤礦單進、單產、全員工效水平,分別約為全國平均水平的2倍、3.5倍和5倍。上灣煤礦8.8米超大采高智能綜采工作面創(chuàng)四項世界第一,回采工效達1050噸/工。補連塔煤礦應用等高式采煤機實現(xiàn)1.2米薄煤層年產200萬噸,單產水平同類條件最高;老石旦煤礦建成5G全景實時工作面,構建了“協(xié)同作業(yè)+有人巡視+遠程干預”的采煤模式,工作面作業(yè)人員由15人優(yōu)化至5人。黑岱溝露天煤礦應用穿爆管理系統(tǒng),攻克爆區(qū)三維建模,構建了“自動布控+遠程操控+跟機干預”穿爆模式,生產效率提升30%。
隨著煤礦智能化建設不斷推進,集團公司建設成果源源不斷轉化為現(xiàn)實生產力、新質生產力,煤炭增產增供有力有效,自2021年10月至今,自產煤量連續(xù)36個月保持5000萬噸峰值水平,一體化出區(qū)調運量頻繁刷新紀錄,日均百萬噸由新常態(tài)變?yōu)橛矊嵙Α?/p>
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