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智能无人开采:能源供应的硬核力量

来源:科技日报 时间:2020/4/10 16:23:45

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  “知道它厉害,没想到这么厉害!”4月9日,谈及智能化无人采矿,国家能源集团宁夏煤业枣泉煤矿党委书记、矿长翟文,对着记者连说几个“没想到”。

  大年初三,枣泉煤矿收假复工的日子,不料新冠疫情将一部分回老家过年的员工隔离在异地,用工缺口近百人。这时候,该矿投运不到1个月的智能化无人开采工作面挺身担当——一次性核减近一半劳动力补充到其他区队,一季度超额完成生产任务,它成了疫情期间保障能源供应的“硬核”力量。

  瞄准智能开采 啃下“硬骨头”

  枣泉煤矿投入开采已经13年,随着矿井开采延伸,高质量发展面临着多重制约。

  “苦脏累险”,说的既是矿工的工作性质,也是矿工的采掘环境。在常年不见天日的采煤一线,尽管实施了收入倾斜等激励政策,用工紧张、人员老化的问题依旧突出。

  建设“少人”甚至“无人”的智能开采工作面,成为全矿上下的愿景。

  放眼国内,煤炭领域智能化开采在数量、智能程度、常态化应用水平等方面均处于初级阶段。各省区重点企业虽然都在推进这项研究,但整体效果不及预期。

  枣泉煤矿2018年组建了一支30多人的科研团队,启动220704智能化工作面研发项目。这是国家2030重点科研攻关项目,又是国能集团重点建设的首批20个智能化工作面之一。

  “在复杂地质条件下布置智能工作面,科研团队走过了相当艰辛的探索过程。”翟文感慨道。

  倾角大、矿压大、断层多,无论对人工操作下的采煤作业还是实施智能化无人开采而言,都是一场严峻考验。

  比如大倾角环境下的液压支架,除了要实现自动跟机移架支护,还要具备智能识别姿态、防倒、防滑、防钻底、防咬架等特殊管控功能,相当于每一台支架都是一个智能思考、智能控制的“机器人”。

  如此复杂的功能需求,每一项都需要从采煤设备、传感仪器、信息传输、工艺编程、控制系统等全流程反复测试联调,最终实现“人与设备、设备与设备、设备与采场”之间的智能对话。

  突破多个瓶颈 打赢“翻身仗”

  项目实施以来,科研人员围绕难点集中“火力”破题,经过海量试验,研发出综采成套装备智能一体化管控平台。

  枣泉煤矿1月6日首次实现智能化无人开采,宁夏几代煤矿人“坐在地面采煤”的梦想变成现实。

  到底有多智能?

  在调度指挥中心,随着采煤司机按下桌面操控台上的启动按钮,轻点鼠标,你会通过监控屏幕看见胶带机、转载机、破碎机等依序运转,采煤机开始割煤。随即,220704智能工作面源源不断地将煤炭输送到地面。

  在这个294米长的工作面上,所有采煤设备都由传感器、扫描器、摄像仪、检测仪和数据线、无线基站等信息控制单元连接。靠着这些装置,指挥中心便能清晰观察、诊断井下的供水供电及设备工作状况。

  “设备实现了复杂地质条件下倾斜工作面地面调度室桌面远程控制、采煤机无人驾驶自主截割、全部智能一键启停、4G‘有线+无线’万兆专网传输,矿井进入常态化高效智能开采阶段,日割煤达到了13刀。”负责智能开采信息系统的机电副总工程师马昆说。

  因此,当疫情来袭时,曾经困扰枣泉煤矿的地质复杂、开采困难、用工紧张等问题迎刃而解,有力支援了全矿及其他区队的满负荷运行。

  而团队攻克的指令无线传输、煤体透明开采、刮板机上窜下滑控制等6项国际难题,创建的“煤—水”实时感知智能调控开采技术体系等,又加速了“智慧矿山”建设步伐。

  用翟文的话说,在智能工作面的建设中,他们从“水土不服”到“落户扎根”,走上一条绿色、安全、高效、清洁、智能的开采之路。(王迎霞)