做大采高智能化開(kāi)采的領(lǐng)跑者

——陜北礦業(yè)紅柳林公司大采高智能化綜采工作面建設(shè)紀(jì)實(shí)

走進(jìn)陜北礦業(yè)紅柳林公司的地面“太空艙”控制室，2名西裝革履的工作人員在監(jiān)視大屏前按下“一鍵啟動(dòng)”按鈕，綜采工作面膠運(yùn)順槽皮帶監(jiān)控畫(huà)面中的煤流就開(kāi)始滾滾流淌。

在智慧化礦山建設(shè)的背景下，紅柳林礦業(yè)公司在智能化綜采工作面的探索與實(shí)踐已達(dá)9年之久。

高起點(diǎn)打造智能化礦井

2011年，陜北礦業(yè)紅柳林公司依托國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，與天地科技股份有限公司合作“煤炭綜采成套裝備智能系統(tǒng)”，并于2012年在15205綜采工作面建成了全國(guó)第一個(gè)7米大采高智能化綜采工作面，先后榮獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、中國(guó)煤炭工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)、中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)科技成果一等獎(jiǎng)，取得了發(fā)明專利5項(xiàng)，實(shí)用新型專利10項(xiàng)，形成了2項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和2項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

2014年，大采高智能化綜采工作面持續(xù)完善，實(shí)現(xiàn)了煤機(jī)、支架等單機(jī)自動(dòng)化，機(jī)頭機(jī)尾超前支架已全面應(yīng)用。該公司在大采高綜采工作面的智能化嘗試成果，獲得同行業(yè)高度評(píng)價(jià)，并因此成為“全國(guó)煤炭行業(yè)‘兩化’深度融合型智能礦山現(xiàn)場(chǎng)會(huì)”的主會(huì)場(chǎng)之一。

2015年，該公司成立了智能化管理中心，實(shí)現(xiàn)了控制臺(tái)遠(yuǎn)程控制三機(jī)、泵站、采煤機(jī)，開(kāi)始了程序割煤、超前支架遙控技術(shù)應(yīng)用等探索嘗試。2016年，25207大采高智能化綜采工作面建成投用，實(shí)現(xiàn)了超前支架遙控推移、設(shè)備列車遙控拉移，采煤機(jī)由早期記憶方式自動(dòng)化采煤，升級(jí)為智能化程序割煤，智能化采煤率達(dá)到30%。

2018年，該公司不斷在實(shí)踐中改進(jìn)，將智能化采煤率提升到68%。2019年，該公司智能化技術(shù)團(tuán)隊(duì)破解了大采高工作面割三角煤的難題，實(shí)現(xiàn)了工作面視頻隨著煤機(jī)運(yùn)行軌跡位置進(jìn)行實(shí)時(shí)切換。隨著對(duì)智能化綜采工作面建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，關(guān)鍵技術(shù)的不斷突破，智能化綜采工作面系統(tǒng)架構(gòu)的不斷完善，智能化采煤率最高能達(dá)到97.7%。

在探索中砥礪前行

2020年，陜北礦業(yè)紅柳林公司已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了煤機(jī)根據(jù)運(yùn)輸機(jī)實(shí)時(shí)運(yùn)行負(fù)荷情況的智能協(xié)同生產(chǎn)和采煤機(jī)的精準(zhǔn)定位，解決了大采高智能化工作面煤機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，煤機(jī)速度與護(hù)幫動(dòng)作不匹配時(shí)，逐架收護(hù)幫速度慢、成組一次性收護(hù)幫煤墻片幫的安全隱患，減少了運(yùn)輸機(jī)斷鏈事故的發(fā)生，進(jìn)一步增強(qiáng)了系統(tǒng)可靠性。

在多年來(lái)的持續(xù)改進(jìn)過(guò)程中，該公司目前礦井三個(gè)綜采工作面全部實(shí)現(xiàn)了常態(tài)化、全作業(yè)循環(huán)的智能化采煤，技術(shù)路線覆蓋了3米至6.3米不同采高、不同設(shè)備型號(hào)、不同生產(chǎn)條件下的智能化綜采工作面。工作面所有設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能化控制，膠運(yùn)順槽遠(yuǎn)程啟停，地面一鍵啟停。通過(guò)高速網(wǎng)絡(luò)和高清視頻的支持，在現(xiàn)有綜采工作面結(jié)合以太網(wǎng)基礎(chǔ)上建立統(tǒng)一通訊協(xié)議平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)高速上傳和控制信號(hào)實(shí)時(shí)下達(dá)，控制延時(shí)不超過(guò)200毫秒。

該公司首創(chuàng)了采煤機(jī)記憶截割、液壓支架自動(dòng)跟機(jī)及人機(jī)交互界面友好的順槽可視化遠(yuǎn)程遙控技術(shù)，研制了采煤機(jī)與液壓支架安全防碰撞裝置，獨(dú)創(chuàng)了將角度、接近、行程、壓力、激光測(cè)距儀等多種傳感器用于工作面圍巖檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)、液壓支架、刮板輸送機(jī)三機(jī)自適應(yīng)、自保護(hù)、聯(lián)合協(xié)同作業(yè)技術(shù)，發(fā)明了以工作面工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)為平臺(tái)的具有分析處理功能的環(huán)境及裝備智能感知系統(tǒng)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了“少人則安，減人提效”的目標(biāo)，采煤工人在地面集控室就能實(shí)現(xiàn)采煤作業(yè)。

持續(xù)改進(jìn)力爭(zhēng)跑在前列

目前，陜北礦業(yè)紅柳林公司已建成9個(gè)智能化綜采工作面，工作面智能化采煤率高達(dá)97.7%，單面日產(chǎn)高達(dá)3.5萬(wàn)噸。單個(gè)工作面單班生產(chǎn)人數(shù)由14人降至最低5人，降低了員工勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了作業(yè)環(huán)境，提高了效率，保障了安全生產(chǎn)。

在持續(xù)不斷的努力中，該公司在智能化綜采工作面建設(shè)過(guò)程中取得了6個(gè)方面的27項(xiàng)技術(shù)成果。通過(guò)智能化綜采工作面常態(tài)化生產(chǎn)，礦井工作面平均推進(jìn)速度達(dá)到8m/min，三個(gè)智能化綜采工作面自動(dòng)化平均生產(chǎn)率達(dá)到90.79%，回采工效提高80%。該公司通過(guò)技術(shù)攻關(guān)，將工作面移變智能控制功能加入智能化工作面供電狀態(tài)監(jiān)視模塊，實(shí)現(xiàn)了對(duì)順槽供電系統(tǒng)的監(jiān)視及遠(yuǎn)程控制功能，有效降低了現(xiàn)場(chǎng)工人勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)提升了設(shè)備安全管控水平。通過(guò)技術(shù)改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了支架自動(dòng)跟機(jī)噴霧、收打護(hù)幫板、移架、推溜，簡(jiǎn)化了工序。通過(guò)優(yōu)化生產(chǎn)工藝，合并了馬蹄爾司機(jī)、控制臺(tái)司機(jī)、泵站工“三崗合一”，減少了2名崗位工。通過(guò)智能化綜合作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了智能化減人，生產(chǎn)班富余人員可機(jī)動(dòng)調(diào)崗，采用“三班兩運(yùn)轉(zhuǎn)”的勞動(dòng)組織模式，確保了更加人性化的輪休模式。

對(duì)于“十四五”期間如何實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，陜北礦業(yè)紅柳林公司黨委書(shū)記、董事長(zhǎng)張宏認(rèn)為，紅柳林將緊抓新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革機(jī)遇，以打造“行業(yè)第一、世界一流”現(xiàn)代煤炭企業(yè)為目標(biāo)，以建設(shè)安全、綠色、高效的智能協(xié)同礦井為抓手，建立生產(chǎn)集約化、技術(shù)現(xiàn)代化、隊(duì)伍職業(yè)化等“十化”為特征的新型煤礦生產(chǎn)模式，加強(qiáng)5G、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)平臺(tái)等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，構(gòu)建各系統(tǒng)內(nèi)的全面互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)全融合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)狀態(tài)全可視，業(yè)務(wù)全可管，事件全可控，最終實(shí)現(xiàn)真正無(wú)人化綜采工作面，為陜煤集團(tuán)創(chuàng)建世界一流企業(yè)貢獻(xiàn)紅柳林智慧和力量。（焦亮 吳升林）