作为我国率先开展智能化开采的示范企业,2016年,陕煤黄陵矿业有限公司获得了中国工业最高奖——中国工业大奖。本人作为总工程师,负责完成的中厚煤层国产装备智能化开采项目,也荣获陕西2016科技进步一等奖。
黄陵矿业创建于1989年,是陕西煤业化工集团所属的大型现代化骨干企业。矿业现有四处煤矿,一号煤矿600万吨,二号煤矿800万吨,双龙90万吨,瑞能煤矿60万吨。黄陵矿区煤炭储量丰富,煤田总面积549平方公里,地质储量13.4亿吨,可采储量9.6亿吨,煤层赋存稳定,厚度变化较大。
煤炭开采经历了从房柱式开采、炮采、综采等传统式采煤方法到智能化开采的过程。2014年4月,全国首个国产装备智能化开采项目,在黄陵一号煤矿1001工作面一次试验成功。经过5年的不断探索与实践,现已实现从薄煤层、中厚煤层到大采高全覆盖的智能化开采,为我国煤炭开采进行了有益的探索。
智能开采迫在眉睫
黄陵矿区煤炭储量大,但薄煤层几乎占到25%,有2.3亿吨,应该说这个储量在25年前的开采储量过程中,由于装备限制,1.8米以下的较薄煤层实际一直在放着。资源对煤矿来讲就是命根子,为了提高资源的回收率,实现矿井可持续发展,决定对这部分薄煤层资源进行开采。实施薄厚搭配开采,最大限制来利用资源,首先可以保证矿井的可持续发展,这是其一。
其二,安全生产需要。薄煤层人工开采,存在跟机作业难,劳动强度大,用汗流浃背形容不为过。要给职工创造一个良好的工作环境,减少职业病的发生,就必须提升装备技术水平,依靠科技进步来实施智能化开采,实现井下少人或者是无人化采煤,进一步保障矿井安全生产。
其三,高效发展需要。薄煤层传统开采,用人多,效率低,过去一个生产班,,100米工作面需要30人左右。要解决这个问题,不能再走回头路,必须依靠科技进步,提高装备水平,来解决效率低的问题。
其四,新时代发展需要。习总书记在中科院十九届院士大会讲了这么一段话,要以智能制造为主攻方向,推动产业变革和优化实际,推动制造业产业模式和企业形态根本性转变。应该说对于煤炭企业来讲,加快推进两化深度融合,实施智能化开采,这是黄陵矿业必须选择的道路。
智能化开采的应用现状
2014至2016年,黄陵矿业联合中煤科工集团,共同完成了较薄煤层和中厚煤层智能化无人开采技术研究与应用,目前已经形成“一井两区,一区一面智能化开采”的生产格局。首创了地面远程操控采煤模式,实现了地面采煤作业的常态化。这个对于黄陵矿业职工来讲,实现了从井下到地面的转变。
生产作业人数由原来传统19人,到现在的7人。提升了生产效率,现在的薄煤层工作面月产量达到17万吨以上,中厚每达到25万吨以上,大采高智能化工作面月生产能力达到60万吨以上。总体来说,从生产效率提升上,比原来平均提升了30%以上。实现了“两解放、四转变”,实现了“两解放”。将矿工从艰苦危险的作业环境中解放出来,从高强度体力劳动中解放出来,保护了从业人员安全健康,体现“以人为本、安全发展”。实现了“四转变”。采煤作业方式由井下向地面转变,由机械化、自动化向智能化转变,由劳动密集型向技术密集型转变,由单一学科向多学科融合应用转变。
智能化开采已在全国推广
黄陵矿业实现智能化开采,得到了国家安监总局高度重视,2015年在黄陵矿业召开了全国煤矿自动化现场会,2015年又在黄陵矿业设了一个煤矿智能化开采技术创新中心,系国家总局2015年四个一批平台建设其中的一个。黄陵智能化开采的成功,更加坚定了政府对推进智能化开采技术的决心和信心。近年来,政府机构,煤炭局、能源局相继到黄陵参观,全国近50家煤矿企业推广应用智能化开采技术,建设约145个智能化工作面。
智能化开采的实施,也促进了国产装备技术水平提升,推动了装备制造业的技术创新。为本质安全型矿井建设奠定基础。实施智能化开采,不仅实现了少人,下一步将实现无人。对煤矿来讲,井下没有人就可以确保人的安全。另外,对矿井其他系统的建设也是一个促进。目前黄陵矿业公司所有生产全部实现了地面集中控制,井下有人巡视,大幅提升了矿井自动化、智能化水平。同时,智能化开采的实施,促进了企业管理水平不断提升。智能化开采对煤炭企业管理和员工素质提出了新的、更高的要求,倒逼企业实施精细化管理,提高标准化水平和提升员工素质。比如,一个智能化工作面,大约有三四千条控制线,从一个工作面拆除到下一个工作装上去,这个工作看似简单,实际不简单。我们通过推行精细化管理,对每一个线进行详细编号,然后按照编号进行一一对应安装,进一步保障了智能化工作面的稳定运行。。
黄陵矿业的十三五发展规划是做精做优煤炭产业,做大做强电力产业,做实做活多元产业,全力打造煤电联产,绿色发展的示范园区。力争在十四五末建成“两智三无”智慧矿区。“两智”为智能化采煤、智能化掘进。目前,我们四对矿井全部实现智能化开采,并在二号煤矿实施掘锚一体的快速掘进装备和技术研究,正在进行井下工业性试验,月进尺达500米。。 “三无”:无巷道、无煤柱和工作面无人开采。目前已在瑞能煤业成功应用了110工法,并在一号煤矿启动了智能化开采与110工法耦合技术研究,实现智能化开采的无煤柱、无巷道和工作面无人作业。