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数智矿山

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一身黝黑,在地下几百上千米矿井挖煤,是人们一直以来对煤矿工人的印象。

如今,“傻大黑粗”的采煤业标签正在被逐渐撕掉。

采煤工人轻轻摁下总控台启动按钮,地下深处的采煤机就进入了“无人驾驶”状态,流畅自如地割煤、移动,把煤炭源源不断地通过皮带涌向地面。

2018年5月,贵州发耳煤业有限公司把大数据与煤炭产业深度融合,完成了31004综采工作面、生产辅助系统智能化改造升级,贵州煤矿正式开启“无人驾驶”模式,地面一键启动操作采煤成为常态,矿井深处的矿工身影正在减少。

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贵州众一金彩黔公司岩脚煤矿智能工作面操作平台

“煤黑子”变身“煤白领”

“在贵州复杂的地质条件下,成功运行智能化工作面,工作面集控中心或矿调度中心‘一键启动’远程操控,形成了‘可视化远程操控’的安全生产新模式,这在以前是不敢想的。” 作为贵州发耳煤业有限公司智能机械化建设项目的主要参与者之一,党的十九大代表、贵州发耳煤业有限公司采煤副总工程师朱加贤感触颇深。

2017年5月,贵州省政府《关于煤炭工业淘汰落后产能加快转型升级的意见》提出,依托大数据等新一代信息技术促进煤炭行业转型升级、实现脱胎换骨改造。

贵州发耳煤业有限公司31004工作面被定为贵州省智能机械化升级改造试点。

贵州煤矿多为煤与瓦斯突出矿井,地质结构极其复杂,在这样条件下实现智能机械化开采,几乎是不可能的事。“在西南地区没有先例,国内也只有少数条件好的矿井实现了工作面的智能化生产,无成功经验借鉴。” 朱加贤说。

此前,朱加贤和他的综采二区100多名矿工同事对智能机械化这个“洋科技”不仅没见过,就连听也没听说过。

把不可能变为可能,坚决实现 “无人则安、少人则安”的目标,贵州发耳煤业有限公司领导层“一锤定音”。

2017年9月,31004工作面智能机械化升级改造正式启动。

2018年516日,投资3600余万元的31004工作面智能综采工作面、辅助系统智能化升级改造通过贵州省级专家组验收。

在井下干了20多年采煤工的朱加贤,对矿井翻天覆地的变化,感觉就像做了场梦一样。

同样,对于朱加贤的同事、采煤队队员颜辉来说,自己脱下厚重的采煤工装,成了—名技术人员,更是像在做梦。

朱加贤和颜辉的“变身”,只是贵州煤矿职工“七十二变”的一个缩影。

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贵州发耳煤业有限公司采煤副总工程师朱加贤在地面调度指挥中心操控井下作业

啃下薄煤层这块鸡肋

由于成本高、效益低、开采难度大,薄煤层一直被冷落,但同时也因其丰富的储量和较好的煤质,薄煤层成为煤炭开采中“食之无味,弃之可惜”的“鸡肋”。

数据显示,贵州薄煤层占全省煤炭资源储量的37.2%。这块诱人的“鸡肋”,因“难啃”长期处于弃采局面。

2019年初,贵州众一金彩黔矿业有限公司(以下简称“众一金彩黔”)传出重磅消息,该公司岩脚煤矿率先在全国建成复杂地质条件下薄煤层智能采煤工作面。

岩脚煤矿与中煤科工集团西安研究院有限公司合作,开展煤岩智能识别试验,通过物探技术探测煤层,实现薄煤层工作面透明化。

据了解,岩脚煤矿煤层平均厚度仅1.3米,且属高瓦斯矿。在薄煤层上进行智能化开采,难度可想而知。

然而,众一金彩黔做到了,成为贵州省第一家成功实施智能化采煤的民营煤矿企业,在全国民营煤矿企业中率先进行复杂地质条件下薄煤层智能化开采、开展透明工作面试验。

透明工作面的信息感知系统,可提前探测工作面顶底板起伏情况,规划采煤机截割路线,变记忆截割为规划截割,从根本上解决了煤岩识别和记忆截割目前所面临的难题。

岩脚煤矿采用采煤机位置角度积分测底板曲线与液压支架倾角测顶板曲线相结合的方式,对工作面顶底板起伏情况进行还原,以真实坐标尺寸表现出工作面底板、顶板、煤机位置、当前采高、支架高度之间的相对位置关系,是自动化采煤技术发展的一次全新探索。

大数据带来“真金白银”

作为贵州第一个吃“螃蟹”的煤炭企业,贵州发耳煤业有限公司体会到了大数据带来的“真金白银”。

31004智能综采面实施一年,日产量由过去的日均1900吨提升至目前的2800吨,日增产900吨,效率提高了47%。井下用工减少了50%。综采队和生产辅助两项累计减员89人,每年节约人工成本820万元。

“工作量小了,产量提高了,工资每月增加了1000多元。” 贵州发耳煤业有限公司采煤工廖桂林一脸满足。

众一金彩黔的“成绩单”也很亮眼。自从实施智能化采煤以来,该公司减少井下危险岗位人员168人,每年节约人工成本近1200万元。

而其旗下的两个煤矿,也大大尝到了大数据带来的甜头。

众一金彩黔岩脚煤矿智能化综采工作面采煤量由原来的每天800吨增加至2000吨,每月增收200多万元。工作面由原来的10人变为1人操作、2人巡视。吨煤成本显著下降,原先炮采工作面回采单价每吨约5070元,现在智能综采工作面回采单价每吨约1113元。

“每个班只要5人,就能搞定一个采煤工作面,达到了机械化换人、自动化减人的目的。” 众一金彩黔瑞丰煤矿矿长彭斌说,升级改造后不仅产量提高了,成本也降低了,吨煤生产成本由原来的130多元下降到现在的70元,其中工资成本从74元下降到34元,煤炭日产量由800吨增加到1600吨。

此外,在兖矿贵州能化公司, 4处矿井主要生产系统均实现了地面远程集中控制,井下机电岗位实现了“有人巡检、无人值守”的常态。“累计可减少岗位用工260余人,年节约人工成本2600余万元,实现了减人增效、安全可靠。”该公司总经理孔庆军说。

大数据助力精准施策

“原来的手工填报,影响数据的及时性真实性,会造成分析、判断、决策上的误导。”贵州省能源局煤炭处处长高腾友深有感触地说,通过“能源云”的建设,可以及时掌握矿井的动态、产量的变化,以及设备的用电消耗数,解剖每一个矿井是否生产正常。

贵州省能源局依托大数据建设的贵州“能源云”数据资源中心和统一集成服务平台,将煤矿智能化系统形成的生产数据、监测设备工况、安全监控数据、销售经营指标通过云计算进行汇总和分析,及时形成报告和预警数据,以供政府部门决策参考,达到科学管理、精准施策的目的。

目前,“能源云”搭建了“煤矿智能机械化运行数据上传服务系统”,已有33处完成智能化升级矿井的设备运行数据接入系统,供实时查询;已录入650处煤矿的证照信息、生产建设情况、兼并重组方案批复等数据。

过去两年,贵州省围绕2020年实现采煤机械化率96%、辅助系统智能化率100%、管理和监控信息化率100%的目标,全省煤炭行业充分发挥贵州作为国家大数据综合试验区先行先试的优势,坚持智能化与机械化相融合,依托大数据、云计算、物联网等新一代信息技术促进煤炭行业转型升级。

贵州省能源局局长丁雄军表示,大数据为贵州煤炭高质量发展注入了强劲动力。到2020年,将建成一批适合贵州地质条件的智能化示范煤矿,逐步实现无人操作、有人巡视、远程监控的常态化生产,为全面实现煤矿智能化打牢夯实基础。

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