高河能源:创新驱动从“会”采煤到“慧”采煤

2020-08-20 14:36:16 来源: 科技日报 作者: 王海滨

科技日报记者 王海滨 通讯员韩健

智能工作面运行3个月以来,原煤产量提高了25%,当班作业人数由原来的24人减少到12人,设备节能10%以上,故障率降低25%。

8月19日,潞安集团高河能源公司智能化综放工作面通过专家组验收。从“指望经验”到“数据驱动”,从“会”采煤到“慧”采煤,高河能源在以“绿色、低碳、多元、高效、智能”为方向的能源革命竞跑中,跑出了加速度高速度。

“一张网、一个平台、一个数据中心”管好一座矿

我国今年发布的《关于煤矿智能化发展的指导意见》提出,煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑。山西省的目标是2020年到2022年推动10座智能化示范煤矿和50个智能化综采示范工作面建设。

高河能源公司是山西省智能煤矿建设试点矿和山西省智能综采工作面建设试点单位。

推进智能化要有坚定的战略决心和精心的总体规划。高河能源制定了《智能矿山“1+3+N”三年建设规划》。

高河能源公司安全生产智能调度平台。科技日报记者 王海滨 摄。

“1”是以潞安集团为中心建立标准体系与智能管控体系,为实现多系统融合、数据共享、数据分析、数据决策提供支撑;

“3”是建设3个基础平台(即5G+一张网融合通信平台,一个云数据分中心,一套智能管控平台);

“N”是分阶段完善和建设智能综采、智能掘进、智能运输、智能供电、智能通风、智能地质、智能安全、智能调度、智能运销、智能经营等专业应用,全面实现煤矿生产过程中的智能感知、数据融合分析、远程集中控制、联动预警、视频AI应用分析等,形成全矿井人、财、物、产、供、运、销等环节的信息融通与管控融通,实现信息化与自动化、各项管理的深度融合。

高河能源应用MOS智能管控平台实现了对全矿区内各个生产、安全子系统的全面监测和生产全流程的综合调度指挥;井下中央变电所、东西翼胶带机头变电所、东一盘区变电所等9个变电所以及井下中央排水泵房实现无人值守和远程操控;在膏体充填开采项目中实现了膏体自动配比、管路压力自动监测、充填区体积自动监测以及运输设备、破碎设备和充填设备集中控制,真正将“智能”和“绿色”结合了起来。

厘米级精准定位系统全国领先

当日,高河能源公司自动化部王书在安全生产智能调度平台前介绍:“我们实现了井下信号的全覆盖,而且是全程的、实时的、连续的、厘米级的精准定位。‘谁’、‘什么时间’、‘什么地点’、‘发生了什么’?随时可以通过计算机、手机、平板等一览无余,智能化让百米井下的实况在地面看得见、摸得着。”

其实,要实现井下信号“全覆盖”并不容易,电磁信号传输怕辐射、怕屏蔽、怕交织影响,井下采掘工作面机械、电气设备都是电磁辐射源,煤尘水雾都会屏蔽中断电磁信号。

为了攻克这一技术难关,潞安集团派出最优秀的科研技术人员与北京的永安信通公司组成联合研发团队。500多个日日夜夜,一边深入井下一线,搞调研、测数据、调系统,一边带着问题求教国内顶尖科研院所的专家教授,经过数不清的试验失败,终于达到了一维空间20厘米、二维空间30厘米的定位精度。高河能源自动化部杜峰说:“我们的精准定位系统突破了煤矿传统定位系统升级改造中的多项关键技术,技术创新显著,填补了矿井精准定位的国内外空白,达到国际领先水平”。

精准定位系统应用后,高河能源综采队组的正规循环率提高了9%,掘进队组的正规循环率提高了11.25%,增加了有效作业时间,减少了无效工时和井下采掘工作面个数。由此高河能源综合机械化采煤比例达100%,煤炭回收率达94.5%,商品煤质量抽检率达100%,已达到“三精”矿井核心指标标准,集约高效生产优势愈发明显。

智能化综放工作面实现多项技术突破

已经高效运行的高河能源公司的智能化综采工作面E2308,通过“在线监测、一键启停、顺序启停”等功能,完全实现“以自动控制为主,远程干预为辅”的自动化生产模式,达到了“无人跟机作业,有人安全巡视,地面远程操控”的目标。

“我们的E2308智能综放工作面实现了多项技术上的突破。”高河能源机电部张凯说。

电液控制系统,实现了多功能、高效率、自动化控制,支架动作过程可以通过压力、行程、角度等传感器进行监测,实现闭环控制。

综采工作面自动化控制系统,在地面集控中心便可实现对破碎机、转载机、运输机、采煤机等整个采面设备的顺序启动和一键停机。

视频监控系统,实现了设备全程可视化管理,采煤期间画面实景展示、自动切换,并通过高性能主控计算机对信息进行处理、分析、评价,精准判断工作面生产情况并进行自动调节,从而减少设备的故障率和提高设备的开机率。

刮板机、皮带机智能控制系统,通过煤量检测和对变频器的控制,合理分配负载,给予刮板输送机和皮带机最优的运行速度,降低对机械系统的冲击,降低磨损,延长设备寿命并同时达到显著节能效果。

高河能源公司智能化无人采煤机。高河能源公司提供。

终端查询系统,实现在顺槽监控中心对液压支架、采煤机、刮板输送机、转载机、破碎机、顺槽胶带机、泵站、开关等综采设备集中管理与控制。

高河能源紧紧围绕机械化换人、自动化减人的目标,以科技创新推动传统产业转型升级,不断加大信息化、智能化建设力度,大力推广应用新技术、新装备、新工艺,使煤炭产业步入了“高效化、智能化、清洁化、低碳化 ”的新轨道。公司董事长韩玉明说“下一步,高河能源将全力推进‘数字化、网络化、智能化’建设,力争早日实现煤矿开拓、采掘、运输、通风、洗选、安全保障、经营管理全过程智能化,力争打造世界先进水平的现代化矿井。”

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责任编辑:陈可轩