基于智能化+標(biāo)準(zhǔn)化的煤質(zhì)管理模式研究

李 婕

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)挖金灣煤業(yè)公司，山西 大同 037000）

2020年國(guó)家發(fā)改委等相關(guān)部門就煤礦智能化等問題發(fā)布了《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》，文件中就智能技術(shù)和煤炭行業(yè)有機(jī)結(jié)合等問題提出了指導(dǎo)性意見。文件中指出，智能化、標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)煤炭行業(yè)未來(lái)發(fā)展的必由之路，當(dāng)前智能化技術(shù)已經(jīng)逐漸覆蓋煤炭產(chǎn)業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)。對(duì)于煤炭企業(yè)來(lái)說(shuō)，企業(yè)追求的最終目標(biāo)是在確保質(zhì)量的前提下實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)的最大化，煤炭質(zhì)量的管控是確保企業(yè)在行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)有利地位的關(guān)鍵因素。

本文以晉能控股煤業(yè)集團(tuán)作為研究對(duì)象，該集團(tuán)沿用的是三級(jí)管控方式，也就是“事前預(yù)測(cè)—事中控制—事后處理”的管控方式，將煤質(zhì)管控分為商品煤生產(chǎn)單元鏈+“三級(jí)梯度”等環(huán)節(jié)分別進(jìn)行監(jiān)督，執(zhí)行人員分組稽查+煤質(zhì)管理人員定額量化積分考核的人員管理模式，該方式的優(yōu)勢(shì)在于各個(gè)管理模塊相互協(xié)調(diào)互相配合，能夠?qū)崿F(xiàn)煤質(zhì)的PDCA閉環(huán)管理，但是并未實(shí)現(xiàn)煤質(zhì)的動(dòng)態(tài)管控，實(shí)際管理過(guò)程中難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，往往是在質(zhì)量問題的已經(jīng)生成后采取措施降低損失，使得管控模式整體存在被動(dòng)性和滯后性。

因此應(yīng)當(dāng)通過(guò)智能化程度的提升，確保煤質(zhì)管理過(guò)程的智能化、標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)現(xiàn)，確保煤炭產(chǎn)業(yè)所有環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并且將該種管理模式和煤礦智能化體系相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)人員調(diào)度的自動(dòng)化，提升煤質(zhì)管理的智能化、標(biāo)準(zhǔn)化、透明化程度，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，帶動(dòng)行業(yè)整體從提升發(fā)展速度向提升發(fā)展質(zhì)量轉(zhuǎn)變，形成良好的行業(yè)氛圍。

1 傳統(tǒng)煤質(zhì)管理模式分析

煤質(zhì)管理工作的主要管理內(nèi)容包括：煤質(zhì)預(yù)測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)考察、質(zhì)量檢驗(yàn)、定時(shí)抽查以及報(bào)告撰寫、事故應(yīng)急預(yù)案等。此外每條商品煤生產(chǎn)單元鏈安排一名煤質(zhì)管理人員進(jìn)行監(jiān)管，主要工作包括煤質(zhì)管理方案優(yōu)化、及時(shí)處理管理過(guò)程中出現(xiàn)的問題以及確保煤質(zhì)管控工作同煤礦開采工作的適應(yīng)性。為了實(shí)現(xiàn)煤質(zhì)管控過(guò)程的優(yōu)化，可以制定一套統(tǒng)一科學(xué)合理的管控制度，確保礦井和選煤廠制度的協(xié)調(diào)性和統(tǒng)一性，提升煤質(zhì)管控工作的效率。執(zhí)行單元鏈分組的人員管理模式。將整個(gè)單元鏈分為各個(gè)管理環(huán)節(jié)，明確責(zé)任劃分，每個(gè)環(huán)節(jié)安排不同的管理人員進(jìn)行集中管理，將具體任務(wù)明確劃分到個(gè)人，確保管理者能夠?qū)⑷蝿?wù)落實(shí)到位，提升煤質(zhì)管理工作的效率和監(jiān)督效果。采取“三級(jí)梯度”煤質(zhì)措施分解管理模式。將煤炭企業(yè)的年度計(jì)劃進(jìn)行細(xì)化，依次制定月度重點(diǎn)工作、每周重點(diǎn)工作以及每日重點(diǎn)工作，實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略目標(biāo)的細(xì)化，通過(guò)反饋調(diào)節(jié)的方式實(shí)現(xiàn)了煤質(zhì)管控的閉環(huán)管理。但是這一管控方式并未實(shí)現(xiàn)煤質(zhì)的動(dòng)態(tài)管控，實(shí)際管理過(guò)程中難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，往往是在質(zhì)量問題的已經(jīng)生成后采取措施降低損失，使得管控模式整體存在被動(dòng)性和滯后性[1]。

2 智能化+標(biāo)準(zhǔn)化煤質(zhì)管理模式

智能化的管理模式能夠做到“事前預(yù)測(cè)—事中控制—事后處理”，通過(guò)事前提前預(yù)測(cè)的方式進(jìn)行防控、事中及時(shí)控制的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)、事后及時(shí)處理的方式進(jìn)行止損，配合信息反饋系統(tǒng)的輔助工作，實(shí)現(xiàn)了煤質(zhì)管控的動(dòng)態(tài)控制。建立完善智能化煤礦、智能化選煤廠，和科學(xué)合理的管控模式相結(jié)合，切實(shí)提升煤質(zhì)管理的標(biāo)準(zhǔn)化和智能化程度。智能化煤質(zhì)管理的主要組成部分包括：由精密傳感技術(shù)、智能檢測(cè)技術(shù)、故障診斷機(jī)器人組成的控制系統(tǒng)；由煤質(zhì)參數(shù)傳遞交互技術(shù)、煤炭水分監(jiān)測(cè)技術(shù)、灰分監(jiān)測(cè)技術(shù)、硫分監(jiān)測(cè)技術(shù)組成的煤質(zhì)自動(dòng)化采制化系統(tǒng)，通過(guò)信息反饋技術(shù)進(jìn)行輔助調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)煤質(zhì)的動(dòng)態(tài)管控。

2.1 事前預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)

完善的煤質(zhì)預(yù)測(cè)系統(tǒng)是事前預(yù)測(cè)準(zhǔn)確可靠的基礎(chǔ)，預(yù)測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)的功能包括:煤炭質(zhì)量的事前預(yù)測(cè)、質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)的制定、相關(guān)參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、管理方案的執(zhí)行、采集數(shù)據(jù)的處理以及結(jié)果的反饋等。將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入煤質(zhì)管控工作中，能夠提升煤質(zhì)管控各部門間的執(zhí)行效率和信息傳遞速率，確保管理者能夠及時(shí)獲取煤質(zhì)相關(guān)信息并進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，提升了煤質(zhì)管控工作的效率和可靠性，充分發(fā)揮煤質(zhì)管控工作對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的指導(dǎo)作用。通過(guò)當(dāng)前煤礦的鉆孔測(cè)試數(shù)據(jù)以及綜采工作面數(shù)據(jù)建立井田、煤層、盤區(qū)三維立體煤質(zhì)預(yù)測(cè)模型和綜采工作面三維立體煤質(zhì)預(yù)測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)整個(gè)開采過(guò)程中煤質(zhì)的實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)；通過(guò)圖表處理的方式，將當(dāng)前開采狀態(tài)下煤質(zhì)的預(yù)測(cè)結(jié)果轉(zhuǎn)化為圖表的形式進(jìn)行顯示，實(shí)現(xiàn)礦井原煤實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)；結(jié)合圖表的相關(guān)數(shù)據(jù)和當(dāng)前生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)際情況制定出相應(yīng)的煤質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)以及礦井生產(chǎn)計(jì)劃[2]。

2.2 事中過(guò)程控制

綜采工作面配置檢查機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)截割過(guò)程中回采高度、煤層情況、圍巖參數(shù)、頂板狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，配合截割預(yù)警、采高預(yù)警、曲線圖繪制等模塊，確保煤炭質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，控制系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果實(shí)現(xiàn)智能決策并向末端執(zhí)行系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，提升了煤質(zhì)管控的智能化程度。此外可以攝像頭等輔助手段實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)功能，例如在選煤廠裝車運(yùn)輸膠帶處設(shè)置高清攝像頭，通過(guò)攝像頭實(shí)現(xiàn)原煤外水參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；選煤廠裝車運(yùn)輸膠帶上設(shè)置探測(cè)儀+高強(qiáng)度電磁除鐵器，將原煤中的金屬雜質(zhì)進(jìn)行去除，提升了后續(xù)設(shè)備工作的安全性和可靠性；在帶式輸送機(jī)上集成高精度電子秤，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)煤速率的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；綜合分析當(dāng)前市價(jià)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及生產(chǎn)分選工藝，選取最優(yōu)的生產(chǎn)分選策略提升分選效率；模擬運(yùn)輸環(huán)節(jié)的安檢系統(tǒng)，對(duì)分選后的煤炭進(jìn)行檢測(cè)，確保煤質(zhì)問題能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理；相關(guān)監(jiān)督管理人員配備有專用的檢測(cè)設(shè)備和礦用智能手機(jī)，在檢測(cè)過(guò)程中能夠?qū)⑾嚓P(guān)信息記錄在“煤質(zhì)預(yù)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)管理信息系統(tǒng)”中。此外該系統(tǒng)還包含煤質(zhì)措施制定和指令下達(dá)模塊，管理人員能夠?qū)τ诎l(fā)現(xiàn)的問題及時(shí)下達(dá)整改意見并將改進(jìn)結(jié)果登記在績(jī)效考核系統(tǒng)中，制定合理的賞罰措施同考核制度相結(jié)合，能夠在提升煤質(zhì)管控效率的同時(shí)提升員工工作的積極性。

2.3 全過(guò)程煤質(zhì)信息監(jiān)測(cè)及反饋

煤質(zhì)預(yù)測(cè)管理系統(tǒng)通過(guò)對(duì)煤質(zhì)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，將監(jiān)測(cè)結(jié)果輸入煤質(zhì)信息反饋模塊，通過(guò)反饋通道將管理過(guò)程中的煤質(zhì)信息及時(shí)向礦井、選煤廠、煤質(zhì)檢測(cè)室以及相關(guān)職能部門及時(shí)反饋；管理者能夠在系統(tǒng)中的“煤質(zhì)分析”、“煤質(zhì)指標(biāo)分析”等模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，并根據(jù)相關(guān)要求生成煤質(zhì)報(bào)表以及數(shù)據(jù)分析圖表等；確保灰分監(jiān)測(cè)、水分監(jiān)測(cè)、硫分監(jiān)測(cè)等模塊集中在信息管理系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)煤質(zhì)參數(shù)的快速集成和反饋；在系統(tǒng)中集成煤質(zhì)效益測(cè)算模塊，根據(jù)當(dāng)前的煤質(zhì)監(jiān)測(cè)參數(shù)以及公司的生產(chǎn)分選方式對(duì)公司效益進(jìn)行預(yù)測(cè)，得出效益曲線圖。

2.4 標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)

企業(yè)的煤質(zhì)管理標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)以公司內(nèi)部成型的管理方案為依據(jù)，在此基礎(chǔ)上融入煤質(zhì)管理的相關(guān)內(nèi)容，包括綜采工作面原煤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、商品煤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、分選質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以及商品煤效益標(biāo)準(zhǔn)等。定期進(jìn)行檢查，對(duì)于煤質(zhì)管控過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問題及時(shí)進(jìn)行分析總結(jié)，根據(jù)當(dāng)前存在的不足對(duì)煤質(zhì)管控標(biāo)準(zhǔn)及性能調(diào)節(jié)，切實(shí)提升智能化管理的管理質(zhì)量和效率[3]。

當(dāng)前的管理模式具有智能化、標(biāo)準(zhǔn)化、透明化、效益最大化等優(yōu)勢(shì)。不僅克服了傳統(tǒng)管理模式難以實(shí)現(xiàn)的動(dòng)態(tài)管控等問題，也滿足了綠色、環(huán)保、清潔、高附加值的煤市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)。智能化+標(biāo)準(zhǔn)化煤質(zhì)管理模式總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 智能化+標(biāo)準(zhǔn)化煤質(zhì)管理模式總體架構(gòu)

2.5 基于數(shù)字孿生技術(shù)的智能化+標(biāo)準(zhǔn)化煤質(zhì)管理

在現(xiàn)有的煤質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化管理體系的基礎(chǔ)上，將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展的產(chǎn)物與之融合，提升煤質(zhì)管控的信息化和數(shù)據(jù)可視化程度。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，能夠?qū)z測(cè)過(guò)程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理和分析，給出相關(guān)的分析結(jié)果直到煤質(zhì)管控方案的調(diào)整；通過(guò)數(shù)字孿生技術(shù)對(duì)礦山模型進(jìn)行對(duì)象孿生、過(guò)程孿生以及性能孿生，實(shí)現(xiàn)了煤質(zhì)管理的數(shù)據(jù)可視化，使得管理過(guò)程更加直觀、調(diào)節(jié)方案更加有效[4]。

3 智能化+標(biāo)準(zhǔn)化煤質(zhì)管理組織機(jī)構(gòu)配置研究

根據(jù)管理組織的機(jī)構(gòu)配置和管理要求進(jìn)行人員配置，配置如下:經(jīng)理1人，主要工作是確保煤質(zhì)管理工作的順利進(jìn)行和日常管控；煤質(zhì)調(diào)度副經(jīng)理1人，主要工作是確保各個(gè)調(diào)度模塊的工作協(xié)調(diào)進(jìn)行；煤質(zhì)檢查副經(jīng)理1人，主要工作是對(duì)煤質(zhì)工作進(jìn)行監(jiān)督反饋，對(duì)于出現(xiàn)的問題進(jìn)行整改意見下達(dá)和后續(xù)監(jiān)督執(zhí)行；礦井煤質(zhì)調(diào)度員2人，主要工作是確保井下煤質(zhì)管理工作相互間的協(xié)調(diào)；分選煤質(zhì)調(diào)度員2人，主要工作是監(jiān)督井下的煤質(zhì)分選工作；煤質(zhì)考核管理員2人，主要工作是負(fù)責(zé)煤質(zhì)管理人員績(jī)效考核標(biāo)準(zhǔn)的制定、激勵(lì)制度的制定以及考核結(jié)果的記錄反饋；創(chuàng)新創(chuàng)效管理員1人，主要對(duì)煤質(zhì)管控工作中的創(chuàng)新創(chuàng)效方案進(jìn)行調(diào)查評(píng)價(jià)[5]。

4 結(jié)論

（1）實(shí)現(xiàn)了煤炭產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

（2）通過(guò)煤質(zhì)管理信息系統(tǒng)切實(shí)提升了煤質(zhì)管控的效率和質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)煤質(zhì)提質(zhì)增效最大化的目標(biāo)。

（3）提升了煤質(zhì)管控工作的智能化和標(biāo)準(zhǔn)化程度，大大降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，促進(jìn)了公司從高速發(fā)展向高質(zhì)量發(fā)展的轉(zhuǎn)變，推動(dòng)了煤礦整體智能化發(fā)展的進(jìn)程。

（4）實(shí)現(xiàn)定制化生產(chǎn)體系下的綠色、環(huán)保、清潔、高附加值的煤市場(chǎng)供應(yīng)，顯著提升了公司的經(jīng)濟(jì)效益，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)主動(dòng)。