“四化”礦井 璀璨皖北
——記皖北煤電錢營孜礦推進(jìn)“四化”礦井建設(shè)

文/李繼峰 楊海

安徽省皖北煤電集團(tuán)錢營孜煤礦依靠科技創(chuàng)新，不斷提升礦井科技保安全的能力，持續(xù)推進(jìn)建設(shè)信息化、智能化、自動(dòng)化、機(jī)械化的“四化”礦井。

安徽省皖北煤電集團(tuán)錢營孜煤礦，坐落于安徽省宿州市埇橋區(qū)桃源鎮(zhèn)，2006 年12 月26 日開工建設(shè)，2010 年6 月8 日正式投產(chǎn)，礦井核定生產(chǎn)能力385 萬噸/年。礦區(qū)面積74.1 平方千米，地質(zhì)儲(chǔ)量5.45億噸，區(qū)內(nèi)可采煤層8 層，主采煤層為32 煤層、82 煤層，煤種以氣煤和1/3 焦煤為主，煤質(zhì)為低硫、低磷、中灰，主要用于動(dòng)力煤。礦井現(xiàn)開采水平為-650 米，分東、西翼開采，開采煤層為32 煤，平均厚度2.89 米。

錢營孜煤礦以“自動(dòng)化減人、機(jī)械化換人、智能化替人”為思路，圍繞“一優(yōu)三減四化”（優(yōu)化系統(tǒng)，減水平、減頭面、減人員，機(jī)械化、自動(dòng)化、信息化、智能化），依靠科技創(chuàng)新，不斷提升礦井科技保安全的能力，確保實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最優(yōu)化、采煤智能化、掘錨一體化、集控?zé)o人化、礦井智慧化、效益最大化。先后榮獲國家煤炭工業(yè)（特級(jí)）安全高效礦井、國家級(jí)一線安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化礦井、全國最美礦山、全國首批先進(jìn)產(chǎn)能煤礦等200 多項(xiàng)榮譽(yù)稱號(hào)。

錢營孜煤礦綜合自動(dòng)化監(jiān)控中心

“四化”礦井建設(shè)背景

錢營孜煤礦在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的大背景下，提高煤炭工業(yè)現(xiàn)代化水平，保障煤礦安全生產(chǎn)，依靠強(qiáng)大的科技支撐，摒棄煤礦靠數(shù)量、速度、粗放型和勞動(dòng)密集型發(fā)展的老路，走信息化、智能化、自動(dòng)化、機(jī)械化“四化”的新型發(fā)展道路，以提升煤礦安全保障能力，最大限度地提高效能效益，把礦工從繁重的高危環(huán)境和高強(qiáng)度勞動(dòng)作業(yè)環(huán)境解放出來。

作為皖北礦區(qū)現(xiàn)代化礦井，錢營孜煤礦在推進(jìn)“四化”礦井建設(shè)中，從單項(xiàng)應(yīng)用向系統(tǒng)集成推進(jìn)，從輔助管理向引領(lǐng)企業(yè)管理模式創(chuàng)新、優(yōu)化企業(yè)資源配置、提高經(jīng)營決策水平、提高安全保障能力發(fā)展。全礦全部建立了安全監(jiān)控系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控；對(duì)重要場(chǎng)所實(shí)現(xiàn)可視化管理，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)控；同時(shí)部分系統(tǒng)具備自動(dòng)控制，遠(yuǎn)程控制功能，實(shí)現(xiàn)了無人值守和自動(dòng)化作業(yè)，減少崗位員工230 多人，提效效果較明顯，礦工勞動(dòng)強(qiáng)度不斷減輕，礦井安全事故和隱患頻度大幅下降，安全可靠性大大提高。

“四化”礦井建設(shè)情況

錢營孜煤礦把“四化”礦井建設(shè)作為系統(tǒng)工程，不局限于單一專業(yè)的局部應(yīng)用，在建設(shè)中考慮系統(tǒng)關(guān)聯(lián)性，形成統(tǒng)一集成的應(yīng)用平臺(tái)，減少管理層級(jí)機(jī)構(gòu)。在“四化”建設(shè)中，錢營孜煤礦成立礦長(zhǎng)負(fù)責(zé)的“四化”礦井建設(shè)辦公室，負(fù)責(zé)總體規(guī)劃和設(shè)計(jì)，組建一個(gè)信息化專業(yè)隊(duì)，負(fù)責(zé)全礦施工、驗(yàn)收和服務(wù)。

采煤巷修使用“機(jī)器人”

采煤區(qū)巷修工新引進(jìn)WPZ-37/600 型多功能巷修機(jī)，使井下采煤面巷修實(shí)現(xiàn)“機(jī)器人”作業(yè)。引進(jìn)的巷修機(jī)外形尺寸小，可以滿足挖掘、側(cè)掏、翻轉(zhuǎn)、破巖、裝車、起吊等各項(xiàng)動(dòng)作要求，完成挖掘臥底、破巖、清理浮煤、清理皮帶機(jī)底部、平整巷道及小型配件吊裝等作業(yè)。一些過去人工無法從事的工作，這位“新工人”都能輕松搞定。

掘進(jìn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化

錢營孜煤礦推廣應(yīng)用掘錨護(hù)一體機(jī)遠(yuǎn)程控制，在掘進(jìn)時(shí)，掘進(jìn)操作工利用手持式遙控裝置，遙控掘錨護(hù)一體機(jī)，遠(yuǎn)距離完成作業(yè)環(huán)境觀察、掘進(jìn)機(jī)截割操作。掘進(jìn)主運(yùn)系統(tǒng)自動(dòng)化集中控制，實(shí)現(xiàn)多條膠帶機(jī)的順煤流連鎖起車、順（逆）煤流連鎖停車。在掘進(jìn)主運(yùn)輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集中控制，共有13 部皮帶機(jī)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化運(yùn)行，做到了煤巷掘進(jìn)系統(tǒng)主運(yùn)輸自動(dòng)化全覆蓋。減少的36 名崗位工人投入至迎頭參與進(jìn)尺施工，大大提高了掘進(jìn)單進(jìn)水平，切實(shí)做到減人提效。

安監(jiān)員用執(zhí)法記錄儀檢查工作

實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)輸系統(tǒng)

結(jié)合網(wǎng)購發(fā)貨方式，構(gòu)建“四統(tǒng)一”物資發(fā)運(yùn)平臺(tái)，即統(tǒng)一配貨、統(tǒng)一裝車、統(tǒng)一運(yùn)輸、統(tǒng)一考核。成立車輛集控中心，物流信息顯示在屏幕上，動(dòng)態(tài)掌握物資流行信息。生產(chǎn)所需物料在運(yùn)輸中，通過手機(jī)可以看得清清楚楚。材料領(lǐng)用“網(wǎng)上下單-編組配送-快遞查驗(yàn)-定位考核”等環(huán)節(jié)，都在電腦上完成。每輛機(jī)車安裝定位系統(tǒng)，在物料運(yùn)達(dá)、料車積壓、空車滯留等節(jié)點(diǎn)，超時(shí)報(bào)警并罰款。配送在線監(jiān)控，時(shí)間精細(xì)到秒。積壓車皮，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，節(jié)約大量的人力物力。集中裝料人員利用率提高了，年節(jié)約人工成本約57.6 萬元。

建設(shè)遠(yuǎn)程集控系統(tǒng)

錢營孜煤礦深挖自動(dòng)化集控系統(tǒng)的功能，從數(shù)據(jù)融合和地理融合兩方面著手，綜合自動(dòng)化平臺(tái)和遠(yuǎn)程集控中心。通過自動(dòng)化系統(tǒng)（WonderWare 工業(yè)自動(dòng)化軟件）對(duì)電力、主排水、主運(yùn)、通風(fēng)、壓風(fēng)、主副井提升、西三軌乘人車、皮帶計(jì)量等系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一采集，統(tǒng)一部署發(fā)布，過主井控制系統(tǒng)改造升級(jí)，實(shí)現(xiàn)了在副井車房對(duì)主井提升系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)視和遠(yuǎn)程控制，取消主井車房絞車司機(jī)。局扇遠(yuǎn)程集中控制系統(tǒng)，依托井下電力監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)了局扇遠(yuǎn)程集中控制系統(tǒng)，在調(diào)度所遠(yuǎn)程集控中心實(shí)現(xiàn)主、備局扇遠(yuǎn)程切換、控制、掉電報(bào)警功能。實(shí)現(xiàn)地面通風(fēng)機(jī)房、井下變電所等9 個(gè)固定車間無人值守，減少崗位工67 人。

管理可視化系統(tǒng)

可自動(dòng)啟動(dòng)的泵房

為實(shí)現(xiàn)礦井安全生產(chǎn)管理的“視覺延伸”，錢營孜煤礦在采掘頭面、主要硐室、主要系統(tǒng)、地面車間等重點(diǎn)場(chǎng)所安裝攝像頭408 個(gè)，做到全時(shí)空監(jiān)管安全。實(shí)現(xiàn)網(wǎng)頁端、移動(dòng)端設(shè)備的實(shí)時(shí)訪問監(jiān)控視頻圖像，實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵地點(diǎn)、關(guān)鍵工序全過程監(jiān)管。安全管理人員在辦公室或礦外都能通過電腦或手機(jī)隨時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)安全生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，擺脫地理限制。安全風(fēng)險(xiǎn)較大的作業(yè)，如工作面的安裝拆除任務(wù)，可通過監(jiān)控系統(tǒng)從設(shè)備裝車、入井、運(yùn)輸、組裝、安裝進(jìn)行全環(huán)節(jié)任務(wù)追蹤和安全確認(rèn)。各崗位員工對(duì)施工地點(diǎn)的機(jī)械設(shè)備操作、現(xiàn)場(chǎng)安全確認(rèn)工作視頻監(jiān)控下進(jìn)行。通過加強(qiáng)對(duì)人員行為規(guī)范的監(jiān)控，減少事故的發(fā)生。利用視頻監(jiān)控對(duì)車間的環(huán)境和設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，配合自動(dòng)化集中控制軟件，最終實(shí)現(xiàn)“無人車間”的安全運(yùn)行。

設(shè)備全生命周期信息化管理

針對(duì)大型固定設(shè)備失檢現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，備件庫存量較大，設(shè)備信息共享性差，紙質(zhì)歷史資料查閱耗時(shí)的困境，錢營孜煤礦于2018 年1 月設(shè)計(jì)開發(fā)了設(shè)備管理信息系統(tǒng)（MIS），實(shí)現(xiàn)了設(shè)備檔案信息化展示、設(shè)備定檢預(yù)警、設(shè)備故障信息分析、備件信息共享、設(shè)備移交管理、運(yùn)行狀態(tài)跟蹤的全生命周期信息化管理功能。實(shí)現(xiàn)涉及10 個(gè)生產(chǎn)單位，18 個(gè)主要生產(chǎn)系統(tǒng)的4 561 臺(tái)機(jī)電設(shè)備的信息化管理，中、大型機(jī)電設(shè)備覆蓋率達(dá)到100%。實(shí)現(xiàn)了全礦設(shè)備備件共享，備件庫存量同期相比下降30%。系統(tǒng)實(shí)施后，平均每月影響時(shí)間與同期相比減少9.85 小時(shí)，同比下降37.4%，杜絕大型固定設(shè)備失檢現(xiàn)象。

“四化”礦井發(fā)展規(guī)劃

建立大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，推動(dòng)大數(shù)據(jù)信息整合

引進(jìn)多設(shè)備交互中心智能控制系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)語音和視頻數(shù)據(jù)高速傳輸，建成具備多人通話、視頻會(huì)議、移動(dòng)通訊等功能的通訊平臺(tái)。對(duì)生產(chǎn)監(jiān)督、調(diào)度管理、安全監(jiān)控、人員定位、視頻監(jiān)控、礦壓監(jiān)測(cè)、水文監(jiān)測(cè)、設(shè)備管理、計(jì)質(zhì)計(jì)量等子系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，建立信息資源交換、共享體系，動(dòng)態(tài)進(jìn)行大數(shù)據(jù)綜合分析和生產(chǎn)狀態(tài)實(shí)時(shí)評(píng)估，實(shí)現(xiàn)智能指揮生產(chǎn)。

實(shí)現(xiàn)采煤工作面智能化開采模式

吸收引進(jìn)液壓支架跟機(jī)自動(dòng)化技術(shù)、采煤機(jī)記憶截割技術(shù)、工作面視頻監(jiān)控技術(shù)和進(jìn)程集中控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)采煤工作面“智能控制+進(jìn)程干預(yù)”的智能化開采模式。實(shí)現(xiàn)“順槽監(jiān)控中心2 人可視化遠(yuǎn)程干預(yù)控制，工作面內(nèi)1 人巡視”的常態(tài)化連續(xù)運(yùn)行。

建立高效運(yùn)輸系統(tǒng)，全面實(shí)現(xiàn)礦井主運(yùn)系統(tǒng)地面集控化

引進(jìn)智能巡檢機(jī)器人，替代人工巡檢。建設(shè)單軌吊“天軌”系統(tǒng)，全面實(shí)現(xiàn)礦井輔運(yùn)系統(tǒng)升級(jí)，用2 ～3 年時(shí)間，取消無極繩和各類小絞車運(yùn)輸，杜絕相應(yīng)繩式運(yùn)輸隱患，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸安全。加快“天軌”網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，區(qū)域?qū)崿F(xiàn)單軌吊系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化，探索區(qū)間智能無人駕駛。

完善其他子系統(tǒng)

如智能選矸系統(tǒng)，選煤廠引進(jìn)智能TDS 選矸系統(tǒng)，淘汰人工手選+動(dòng)篩跳汰洗選工藝，把選矸礦工從臟累環(huán)境中解放出來。排水通風(fēng)智能化，中央泵房實(shí)施集控升級(jí)、實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)測(cè)水倉水位、自動(dòng)排水。風(fēng)井風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，實(shí)施主要通風(fēng)機(jī)變頻改造，增加智能控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)井下風(fēng)量智能化控制。升級(jí)瓦斯泵站操控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)瓦斯泵一鍵切換。推行煤礦光纖測(cè)溫、激光多氣體監(jiān)測(cè)，裝配氮?dú)饨禍卦O(shè)備，實(shí)現(xiàn)采空區(qū)各項(xiàng)指標(biāo)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，確保礦井安全。