新华财经西安11月3日电(王海军)“那时候矿下条件十分艰苦,没有先进的自动化技术,人工劳动强度大、危险性高,甚至连换洗的工服都不足,煤炭开采效率自然也就低了。”这是国家能源集团神东煤炭集团补连塔煤矿培训组组长韩伟回忆多年以前自己作为一线矿工时的工作情景。从事煤矿一线工作26年,他从一名普通装煤工人逐步成长为补连塔煤矿的岗位能手和业务骨干。而伴随他一路走来的,正是神东煤炭集团依托技术创新使煤炭安全绿色智能高效开采从构想变为现实的不懈探索。
神东煤炭集团素有煤海“塞罕坝”之称,是国家能源集团下属的骨干煤炭生产企业,共有现代化生产矿井13座,其中千万吨以上矿井8座。多年来,神东煤炭集团始终坚持以技术创新驱动煤炭高效开采,积极推进智能矿山建设,采煤机械化程度多年保持100%,开采智能工作面采煤量占比已从2016年的5.57%跃升至2019年的19.27%,整体年产能早已超过2亿吨,为促进国家能源安全高效供应贡献了坚实力量。
技术创新赋能煤炭高效开采
5.5米,6.3米,7米,8米,8.8米……长期以来,神东煤炭集团始终引领一次采全高开采技术的研发与使用,液压支架不断刷出新高度,也不断刷新了神东创新的高度。
在充分借鉴大采高工作面成功回采经验的基础上,神东煤炭集团通过多次技术方案论证和技术攻关,研发了具有完全自主知识产权、完全国产化的8.8米成套智能综采装备。2018年3月,8.8米智能超大采高综采成套装备在神东上湾煤矿投入生产,在装机功率、一次采全高、回采功效、最高日产能等指标上创造了多项世界第一。该套设备不仅带动了国内外超大采高成套综采装备技术的发展,也为类似条件下井工煤矿特厚煤层安全高效回采提供了技术依据和参考经验。
图为神东煤炭集团上湾煤矿8.8米智能超大采高综采工作面
在智能化开采技术方面,神东煤炭集团首创了三类智能综采模式,所辖矿井已实现了采煤机记忆割煤、支架自动跟机拉架及远程干预操作。在此基础上,2018年神东煤炭集团创新运用全新的自主记忆割煤技术,在榆家梁43101智能中厚偏薄煤层工作面经过1年多的实践探索,首创了基于工作面数字化建模、三维激光扫描机器人、绝对坐标系建立、工作面机器人巡检、电缆自动拖拽等核心技术,实现了自主智能割煤,达到了世界领先水平。
图为神东煤炭集团榆家梁煤矿自主智能割煤工作面
目前,国内企业的煤炭开采以中厚煤层工作面为主,在当前市场和现有技术经济条件下,局部赋存的薄煤层和地质条件复杂的边角地段煤炭开采面临采掘效率低、成本高、利润低等难题。为破解这一难题,从2010年开始,神东煤炭集团就开始寻源高产高效薄煤层开采设备和工艺。2020年7月,国内首套薄煤层等高式智能综采工作面在石圪台矿22上303-1面安装完毕开始生产,工作面长度253.4米,平均煤厚1.3米。该套薄煤层等高式智能采煤装备采用单电机驱动双滚筒、链牵引采煤机、自动拖缆、端头垂直进刀等技术,实现了工作面无人作业,填补了国内薄煤层等高无人全自动化生产领域的空白。
“截至2020年9月底,该综采工作面无人自动化运行平稳,已经推进380米。”石圪台煤矿技术员范成说,“该套装备将员工从薄煤层工作面空间受限爬行作业困难、粉尘及噪音危害大的艰苦环境中彻底解放出来,达到了机械化换人、自动化减人的效果,既提高了生产效率,又从源头上保障了安全。”
图为神东煤炭集团石圪台煤矿国内首套薄煤层等高设备的控制台
此外,神东煤炭集团锦界煤矿首创了厚煤层采煤机器人模式。在标准配置的采煤机上,用人工智能算法预测煤层变化,不需要使用惯导、三维扫描、煤岩探测等复杂技术,首创预测智能割煤新技术,实现了预测智能割煤。
在智能掘进工作面建设方面,神东煤炭集团正在推进连掘工作面自动化技术攻关,已经实现了自动截割和远程控制,并首创了自动化支护的两臂锚杆机。“当前,我们重点在精确定位、自主纠偏、梭车无人驾驶、电缆拖拽等方面进行技术攻关。”神东煤炭集团机电管理部经理贺海涛表示。
智能矿山建设成果丰硕
智能化矿山包括煤炭开采、煤炭选洗、自动化监测以及物流运输等多个环节,能够提高矿山生产效率,保障矿山安全生产,已经成为煤炭企业提高核心竞争力、实现可持续发展的必然选择。
多年来,神东煤炭集团坚持创新驱动,智能矿山建设成果丰硕,目前已建成了数字矿山锦界示范工程和亿吨级区域煤矿集中控制系统;试点了连采自动化技术,初步实现了远程控制行走、远程装煤、自动化割煤;对21类机器人进行了技术攻关和现场应用;井下变电所、水泵房实现了无人值守;推广应用了防爆电动无轨胶轮车;在建成井上下万兆生产控制专网的基础上,逐步开始规范设备数据协议与接口标准,对矿井各子系统进行了优化整合,自主设计并建立了神东生产数据仓库,填补了行业空白,提高了矿井信息互联、数据共享、智能联动和业务管理的协同效益;编制了《智能综采工作面建设标准》、《智能化选煤厂建设技术规范》和《神东煤炭集团智能矿山建设实施方案》,指导神东智能矿山建设有序推进。
图为神东煤炭集团数字矿山锦界煤矿调度指挥中心
从神东煤炭集团技术研究院了解到,截至目前,集团已建成12个智能综采工作面,包含榆家梁煤矿43101薄煤层智能综采工作面和上湾煤矿8.8米智能大采高综采工作面,并建成了上湾智能化示范选煤厂。与此同时,上湾煤矿、锦界煤矿、补连塔煤矿智能矿山建设示范工程的10大类439个项目的方案已审核完毕,并已实施完152个项目,其它项目均在实施过程中,计划2021年底前完成。
图为神东煤炭集团区域生产控制指挥中心
2020年,神东煤炭集团已列投资计划27.5亿元,涵盖综采、掘进、主运输、辅助运输、供电、供排水、通信与网络、大数据、移动巡检、机器人、智能化选煤厂等12大类,共522个项目。
根据相关规划,到2022年,神东煤炭集团管辖的13个煤矿将均建成智能化矿井,所有综采、掘进工作面实现智能化,井下5G网络全覆盖,试点井下车辆无人驾驶,井下采掘工作面以外的固定岗位工全部取消。
科技创新管理和人才培养是保障
在神东煤炭集团技术创新和智能矿山建设跨越式发展的背后,是与之相匹配的科学高效的科技创新体系的完善和创新型人才的培养。
据了解,神东煤炭集团成立之初就高度重视技术创新工作,真正实现了以技术引领企业发展,累计获得授权专利961项,获国家科技进步奖7项,省部级以上荣誉131项,大幅提升了企业的竞争力和安全高效生产水平。
“神东较早形成了自上而下的科技创新三级管理体系,建立了科技创新自主研发体系,参与了煤炭开发利用技术创新战略联盟,聚焦生产技术研发、装备升级、矿山的智能化和信息化建设。目前,科技创新研发投入占集团主营业务收入的1%,未来这一比例将逐步提升至1.5%及以上。”神东煤炭集团技术研究院总工程师宋立兵介绍说。
此外,为了营造鼓励创新、支持创新的“创新创效”环境,神东煤炭集团根据自身实际,研究出台了科技创新管理办法、知识产权管理办法、科技创新应用成果评奖以及推广应用管理办法、“五小”成果管理办法等。与此同时,每年将创新成果通过交流会、“金点子”献策、成果展示等不同的形式进行宣传,引导各个基层单位进行推广。
人才是创新发展的关键,一流技术需要一流的人才队伍支撑。一直以来,神东煤炭集团通过建立人才评价发现机制,改进人才选拔任用机制,完善人才激励保障机制等管理手段,以提升安全管理水平为核心,打造复合型安全管理团队; 以实现科技兴安战略为目标,建设创新型科技人才队伍; 以提高安全操作技能为关键,铸造一流高技能型人才,不断淬炼打造一批批引领神东生产技术攀登珠峰之巅的大国工匠。
47岁的韩伟就是神东煤炭集团在技术创新人才发掘和培养中涌现出来的典型人物。扎根生产一线26年来,韩伟为国产锚杆机、锁车、连采机的使用、改造提供了宝贵的技术资料,参与多次设备技术改造工作,解决了井下钻探和吸尘系统功耗等困扰安全生产的问题,所带领掘进队多次打破生产记录。2015年党中央、国务院授予韩伟“全国劳动模范”荣誉称号。
据了解,神东煤炭集团成立了“韩伟劳模创新工作室”,旨在探索新技术、应用新工艺的同时,为煤炭开采技术创新与发展培育技术人才,打造“煤海工匠家园”。在神东,像韩伟这样的劳模和创新工作室还有很多,他们同奋战在生产一线的矿工们一起,正在神东矿区这片煤海上发光发热,为神东的科技创新注入了不竭动力。
图为神东煤炭集团青年员工在“韩伟劳模创新工作室”参加技术创新培训
“纵观神东技术创新的发展历程,感觉神东最大的优势在于,集团上下能够打破思维定式,愿意创新、思想统一,而且工作执行能力强。未来,神东在技术创新方面将一如既往地坚持全面发展,重点突破,继续打造煤炭企业标杆,引领煤炭行业高质量发展。” 贺海涛说。