因地制宜合理有序推進智能化礦井建設(shè)

付海恩

冀中能源股份有限公司機電部 河北邢臺 054000

1 打造智能化礦井、推進“四化”融合建設(shè)工作的背景

近年來,隨著國家經(jīng)濟的不斷發(fā)展，煤礦企業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的步伐也在不斷加快，智能工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)及軟件技術(shù)在礦山領(lǐng)域的推廣應(yīng)用逐漸成熟,傳統(tǒng)的機電設(shè)備以及管理方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)有煤礦的發(fā)展需求，2020年2月，國家8部委聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展指導(dǎo)意見》，明確了我國煤炭工業(yè)智能化發(fā)展方向，吹響了我國煤礦智能化建設(shè)的號角。推進礦井機械化、信息化、自動化、智能化建設(shè)是煤礦轉(zhuǎn)型升級的根本出路，打造智能化礦井已成為煤礦行業(yè)發(fā)展必然趨勢。

2 打造智能化礦井，推進“四化”融合建設(shè)工作基本原則

（1）加強頂層設(shè)計，分步組織實施。做好煤礦智能化發(fā)展頂層設(shè)計和規(guī)劃，科學(xué)制定煤礦智能化實施方案，由點到面，統(tǒng)籌推進煤礦智能化建設(shè)。

（2）因礦施策，試點先行。堅持“因地制宜、量力而行、一礦一策”原則，根據(jù)煤礦生產(chǎn)能力、煤層賦存條件、資源儲量等情況，分類指導(dǎo)、精準(zhǔn)施策[1]。優(yōu)先選擇基礎(chǔ)條件較好的大型煤礦，建設(shè)智能化示范工作面和智能化示范煤礦。

（3）系統(tǒng)優(yōu)化，減人提效。按照煤礦智能化建設(shè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)先選擇誠信可靠、裝備先進、技術(shù)領(lǐng)先的合作方，科學(xué)設(shè)計，推動生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化和減人提效。

（4）煤礦主體責(zé)任，公司協(xié)調(diào)推進。落實煤礦主體責(zé)任，實施“一把手”工程，保障煤礦智能化建設(shè)落到實處。同時加強科學(xué)規(guī)劃、政策支持與協(xié)調(diào)督導(dǎo)，為推進煤礦智能化建設(shè)營造良好環(huán)境。

3 打造智能化礦井，推進“四化”融合建設(shè)工作技術(shù)路徑

（1）實現(xiàn)煤炭開采崗位少人化。對具備條件的生產(chǎn)煤礦加快智能化改造，在采掘、機運、通風(fēng)、安全監(jiān)測、洗選等生產(chǎn)經(jīng)營管理環(huán)節(jié)，進行智能化優(yōu)化提升，實現(xiàn)傳統(tǒng)煤礦的智能化改造升級。智能化工作面建設(shè)、采掘工作面重點崗位，實現(xiàn)遠程自動化控制、視頻監(jiān)控，逐步實現(xiàn)煤炭采掘一線少人化。

（2）實施采煤工藝智能化改造。采煤工作面要積極采用智能控制技術(shù)和可視化遠程干預(yù)控制技術(shù)，合理應(yīng)用液壓支架電液控制系統(tǒng)、智能集成供液系統(tǒng)、圖像視頻遠程跟蹤系統(tǒng)、智能煤機、刮板運輸機及液壓支架協(xié)同控制系統(tǒng)、5G技術(shù)、萬兆網(wǎng)絡(luò)、智能手持終端和遠程控制平臺等綜采工作面智能成套裝備，融合集控、慣導(dǎo)等系統(tǒng)，形成“設(shè)備智能自主控制，遠程控制干預(yù)”的智能化生產(chǎn)新模式。

（3）應(yīng)用掘進智能化成套裝備。積極推廣煤巷掘、錨、運三位一體快速掘進成套裝備與技術(shù)，推廣應(yīng)用掘進遠程控制、智能截割、掘支平行快速作業(yè)等先進技術(shù)與裝備，逐步實現(xiàn)掘進快速化、智能化[2]。

（4）推動機電運輸系統(tǒng)智能化。推廣應(yīng)用視頻監(jiān)控、智能監(jiān)測與保護、自動控制或集中控制等技術(shù)，實現(xiàn)煤礦壓風(fēng)機房、絞車房、變電所、水泵房、原煤主運輸系統(tǒng)等固定場所以及采掘配套運輸設(shè)備無人值守或集中控制，減少固定崗位人員；應(yīng)用遠程集中控制，通過視頻監(jiān)控、順序控制，實現(xiàn)采、掘后路配套多部運輸設(shè)備集中控制，減少采掘工作面運輸系統(tǒng)人員。加快井下設(shè)備在線診斷與遠程運維系統(tǒng)建設(shè)，提高井下設(shè)備智能化水平。同時積極推進輔助運輸連續(xù)化、快速化。

（5）推進生產(chǎn)集中控制智能化。建設(shè)集生產(chǎn)、安全、調(diào)度、設(shè)備管理、地面儲裝運、洗選為一體的智能化管控信息平臺，推廣應(yīng)用井上下無線終端平臺，完善井上下高速工業(yè)環(huán)網(wǎng)和工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)對各自動化、智能化子系統(tǒng)集中操作、集中監(jiān)控和統(tǒng)一調(diào)度[3]。

（6）實施煤礦機器人研發(fā)與應(yīng)用。推廣應(yīng)用設(shè)備巡檢、選矸等技術(shù)成熟的機器人，持續(xù)推進智能化減人、換人，逐步實現(xiàn)關(guān)鍵崗位機器人替代、生產(chǎn)過程智能控制。

（7）推廣煤炭洗選智能化。采用PLC、DCS、變頻控制以及視頻監(jiān)控技術(shù)，通過工業(yè)以太網(wǎng)加現(xiàn)場總線構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)平臺，實現(xiàn)企業(yè)“三網(wǎng)合一（視頻、數(shù)據(jù)、控制）”和系統(tǒng)集成，達到視頻干預(yù)、集中監(jiān)控與管理無人值守的目的。

（8）建設(shè)大數(shù)據(jù)中心平臺。采用企業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)總線及大數(shù)據(jù)處理技術(shù)，實現(xiàn)計算、存儲及網(wǎng)絡(luò)資源的統(tǒng)一管理、按需分配，為智慧決策系統(tǒng)平臺建設(shè)提供基礎(chǔ)信息支撐。

（9）推動智慧決策系統(tǒng)建設(shè)。以財務(wù)、營銷、生產(chǎn)、安全、市場、物流等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)集成整合為基礎(chǔ)，以大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)為載體，建設(shè)面向決策層的智能指揮平臺。平臺要集成智能化生產(chǎn)的各方面，構(gòu)建業(yè)務(wù)分析模型，實現(xiàn)生產(chǎn)安全、經(jīng)營管理、人力資源等數(shù)據(jù)的多維、智能分析，實現(xiàn)全業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)監(jiān)測、全生命周期和全成本控制、費用演算等。

（10）實現(xiàn)礦井安全管理智能化。通過采用多信息融合、海量數(shù)據(jù)挖掘、嵌入式實時分析、智能傳感器、故障診斷、信息存儲、信息共享等技術(shù)，實現(xiàn)礦山安全系統(tǒng)全覆蓋，達到對瓦斯、供電、人員位置、人員狀態(tài)等系統(tǒng)分析判定和預(yù)警預(yù)報的目的。

（11）推動救援救災(zāi)精準(zhǔn)化。強化應(yīng)急準(zhǔn)備和科學(xué)救援，建立事中防微杜漸工作機制，集成應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)、5G、GIS系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)開發(fā)搶險救災(zāi)調(diào)度指揮決策支持系統(tǒng)、煤礦救援決策專家系統(tǒng)、礦井搶險救災(zāi)監(jiān)測指揮系統(tǒng)，實現(xiàn)救援救災(zāi)精準(zhǔn)化。

4 打造智能化礦井，推進“四化”融合建設(shè)方案的制定

各礦井地質(zhì)條件都比較復(fù)雜，各礦井之間機電裝備水平不同，員工素質(zhì)、礦井的儲量也有很大差別，“四化”融合建設(shè)齊步推進顯然是不合乎實際，可以將自動化水平較好的個別礦井列為“四化”融合建設(shè)重點單位，優(yōu)先進行智能化礦井建設(shè)，其余各單位重點推進自動化建設(shè)，將“機械化減人，自動化換人”作為第一目標(biāo)，做到既不保守，又不冒進，穩(wěn)步發(fā)展。