近10年来,神东煤炭围绕全面贯彻“四个革命、一个合作”能源安全新战略,乘势而上,加强创新驱动,强化关键核心技术攻关,强化信息技术与能源工业融合,在引领能源技术革命方面向“新”而行、智创“煤”好。
400公里,远程互联,远控割煤,神东煤炭智能化综采工作面自主割煤新技术亮相2019年太原能源革命展,这是一次煤炭开采技术发展的重大变革;地面与井下互通互联,实现煤炭远程智能化开采,2019年10月22日,神东煤炭榆家梁煤矿智能矿山建设取得成功。这一天,对于神东人来说,意味着在打造煤炭行业智能化建设标杆示范道路上又登上一个全新的台阶……
上世纪70年代,我国最先进的煤炭开采方式尚停留在经济型综采阶段,没有支架用单体支护,煤机由链子拽着来回跑,出煤量小、工作效率低。到了90年代,神东矿区在开发建设中,大胆改革创新,探索千万吨现代化、集约化高产高效矿井建设技术,并在大柳塔煤矿率先投用了全套进口设备。
为提升矿井生产能力,神东煤炭陆续对矿井生产环节和制约生产发展的瓶颈问题进行大幅度的技术改造。对刮板运输机、破碎机、转载机进行全面更新,实现大功率高效生产;对主井大皮带和主运系统进行提速改造;配备两套连续采煤机,用于巷道开拓和房柱式开采,一系列的技术改造和设备更新使矿井生产能力大幅提升。
尽管当时的设备和生产系统都有了很大的变革,但都属于单机自动化阶段,被早期的创业者称为综合自动化时代。
随着时代的发展和科技的进步,神东人清醒地意识到,煤矿技术发展已走到了瓶颈期,只有依靠科技才能继续向前更好更快地发展。
恰在此时,集团公司形成了数字矿山建设指南。沿着这一指南,从2012年,神东煤炭乘势而上开始探索建设数字矿山,同年启动了“锦界煤矿数字矿山”和“区域中央集中控制自动化系统”两个项目同步推进建设的任务。
就这样,神东人扛起跨越发展的重任,以志在必得的底气,拉开了数字矿山建设的帷幕。
“智”搭平台 赋能发展
2012年,“锦界煤矿数字矿山”和“区域中央集中控制自动化系统”建设任务开启。“当时,锦界煤矿数字矿山是要自己搞研发,但好在是一矿一平台建设;而区域中央集中控制自动化系统建设不一样,需要在一个平台上将5个矿所有系统全部接入。”早期的创业者回忆道,“最难的是让系统与系统打通,在上层实现多机协同、数据共享,尤其是要打通安全监测系统。”
究竟有多难?从整体规划开始,挑战就接踵而至:现有引进的成熟系统从没有将采掘系统接入;没有厂家愿意配合提供数据;安全监测系统从来不跟其他设备联通……区域中央集中控制自动化系统建设,这些只是所有棘手难题的冰山一角。
区域中央集中控制自动化系统建设是在集团立项的重大科研项目,更是神东煤炭第一次尝试探索开展多矿协同技术,这一项目建成后为智能矿山建设打下坚实基础。
智能矿山怎么建?先从最难的安全监测系统开始攻坚。安全监测系统是监测井下环境最重要的系统之一,被列为矿井“六大系统”之首。神东煤炭开展区域中央集中控制自动化系统建设,实现多机协同,首先就是要判断井下环境安不安全,打通安全监测系统意义重大。
但这极具挑战性。一直以来,安全监测系统从来不和别的设备进行通讯,要通讯必须要和它做联检认证,这也是国家煤矿安全规程赋予它的“权力”。
为绕开这一“拦路虎”,寻找到解决的办法,神东煤炭的创新团队确定路线图、绘好时间表,形成多维度、立体化、全管控的推进机制;进行现场调研,与厂家进行沟通协调;邀请专家,共同探讨、研究,最终让厂家同意开放端口,开放协议,打通安全监测系统。随之,其他系统的数据也逐步开放,推动了区域中央集中控制自动化系统建设。
但是,还没来得及庆祝这一阶段的成功,新的问题又来了。当时,井下所有的采掘系统设备都是一对一的接口,这也意味着收集好的数据信息在井下用了,地面就没办法监测查看,反之地面进行查看,井下就用不了。
此时,有了第一阶段成功的经验,神东煤炭的创新团队信心大涨。他们一鼓作气在井下研发了OPC采集数据库,让其一边记录井下的数据,一边向地面进行数据传输,推动实现了一个平台接入井下所有系统。
这一时期,多机协同让神东煤炭进入数据共享时代,也让其逐步从数字矿山建设开始步入智能矿山建设时代。
2020年3月,国家发改委等八部委下发了《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》。面对奔涌而来的煤矿智能化建设浪潮,神东煤炭把推进煤矿智能化建设作为保障能源安全生产的重要抓手,全力以赴推进智能矿山建设。
顺应智能化建设大势,神东煤炭在区域中央集中控制自动化系统基础上开始创新自主研发“中国芯”国产化的一体化生产管控平台。而这一次创新,大家的目标是要实现组态画面制作门槛低、易操作,同时让移动端应用发生变化,随时随地借助手机就可以收集到所有数据并控制设备。
将过去所有国外工业软件、数据全部替代成国产化,神东人选择了一条从未走过的路。研发、完善、反复实验……凭着一定要干成的倔劲,拥有“中国芯”的神东煤炭一体化生产管控平台终于研发成功了。
智能矿山建设,综采智能化是其中重要一环。21世纪初,神东煤炭在发展中积极对标国外先进技术。当年,很多人去美国学习21英里矿的经验。后来,21英里矿的故事在老一辈神东人的心里留下深深烙印:21英里矿的矿工一个人操作采煤机,支架自动拉架,后面再跟一个人。采煤机的重载速度每分钟达40米,而当时神东的采煤机重载速度每分钟只有10米,并且采煤机一头一尾前后两个司机,后面还要跟好几个支架工拉架……
从那时起,“自动化程度高”一度成为神东煤炭采煤人追赶的目标。
随着企业快速发展,2004年神东煤炭开始搞自动化。“当时我们的目标就是学21英里矿,经过努力最终实现了目标。”在早期的创业者看来,那时以记忆割煤+跟机拉架形式的自动化是神东煤炭智能矿山建设最原始的第一次跨越式发展。
到了2008年,神东煤炭提出更高的发展目标——全面自动化,实现无人综采工作面。
那个时候,自动化主要是指单机自动化,就是每一个设备只能单独自管自控,加上没有经验可借鉴,实现全面自动化挑战性极大。神东煤炭的创新团队选择了拥有特殊地质条件的榆家梁煤矿开始攻坚。他们先后攻克了在工作面顺槽集中远程控制采煤机和支架的难题,让第二次跨越改革发展实现了机头远程控制自动化生产模式,也让神东煤炭的自动化程度一跃成为国内先进、国际领先。
然而,神东人的目标远不止于此,经历了两次创新改革发展,他们为煤矿的智能化发展树立了更高的目标——在地面实现远控割煤。
于是,2018年,第三次综采智能化研发开启。这一次,神东人以设备之间的互相协同,实现顶层对设备的绝对控制,最终实现地面远控割煤这一愿景为最高目标。
扎根研发建设一线,借鉴榆家梁煤矿既有经验,汇集薄煤层现实条件,提出全新理念,神东煤炭的创新团队从方案制定、技术施工设计到建设、运行再到管理的全过程,一步一个脚印,筑牢智能矿山建设根基。
时间很快飞转到2019年。这一年,地面远控割煤的各项准备工作到了最后冲刺阶段。神东煤炭的创新团队准备用自主研发的远控台做最后一次试验。就在这时,他们接到了新的任务,自主割煤新技术要亮相太原能源革命展。
经历了无数次的挑战,此刻他们信心满满。去,展示真正的智能化煤炭开采技术!
2019年10月22日,远程自主割煤新技术亮相太原能源革命展,一经展示,就吸引了众多参展人员驻足观看:展台前的“驾驶舱”内,工作人员远程操作控制系统,只见400公里外的榆家梁煤矿井下开启了自主割煤生产……
紧接着,山东、北京的煤展会接踵而至,一连三次参展的自主割煤新技术颠覆了行业和外界对采煤行业的传统认知,更好地向世界展示了煤炭行业开采技术的新名片,进一步巩固了集团在全国煤炭智能化开采方面的示范引领作用,促进了采煤行业更快向智能化方向发展。
乘着发展势头,神东煤炭开始在全公司推广地面远控割煤技术,着力解决智能化建设发展不平衡的问题。为了高效推动落实这项工作,神东煤炭研究设置了自动化率考核排名机制,定期进行奖罚,进一步激发了全公司智能矿山建设热情,让智能矿山建设的步伐蹄疾步稳。
新征程上,神东煤炭坚持以“四个革命、一个合作”能源安全新战略为引领,向“新”而行,智创“煤”好,进一步加快煤炭产业数字化转型升级,推动煤炭行业的科技创新自立自强,奋力在高质量发展上迈出新步伐。
榆家梁煤矿智能化综采工作面矿压预测精准率90%。