随着《国家能源安全战略行动计划(2013-2020)》中“四个革命和一个合作”战略要求的提出,国家能源局确定了《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》中“节约、清洁、安全”三大能源战略方针和“节能优先、绿色低碳、立足国内、创新驱动”四大能源发展战略,部署了增强能源自主保障能力、推进能源消费革命、优化能源结构、拓展能源国际合作、推进能源科技创新等能源发展改革的重点任务。与此同时,煤炭安全生产及节能减排相关政策的出台与市场竞争的加剧,这使得煤炭行业的发展面临新的挑战。
目前,煤炭行业处于四期叠加,即“需求增速放缓期、过剩产能和库存消化期、环境制约强化期、结构调整攻坚期”,煤炭行业必须不失时机地改革创新,促进转型升级。以云计算、物联 、大数据为代表的新一代信息技术与传统煤炭行业融合创新,充分发挥互联 在本行业生产要素配置中的优化和集成作用,将对行业整体提升科技实力、树立品牌形象、提高经营质量等方面产生重大而深远的影响。同时,应推动煤炭行业的发展进入新形态,形成新的产业增长点,促使传统煤炭行业转型升级。
从企业发展来看,随着科技进步和其他清洁能源的发展,煤矿企业求生存、高质量、高效益发展的需求越来越紧迫,要实现煤矿企业的可持续发展,必须以科技创新为突破,以先进技术为引领。从煤矿生产来看,企业发展仍存在制约因素,其中最为突显的是基层一线职工趋于老龄化,35岁以上的职工占比59%,其中40~50岁职工占36%,且多数为生产技术骨干,35岁以下的职工占比41%,而且一线人员流失比较严重,人员老龄化和生产组织矛盾日益凸显,严重制约和困扰企业安全的生产和发展。因此,建设安全高效的绿色智能矿山,以引领煤炭行业高质量发展势在必行。
为了推进煤矿智能化转型升级,提升煤矿安全生产水平,增强煤矿企业的核心竞争力,山西中泰特种机器人有限公司严格规范智能化煤矿运行管理体系,陆续承接了山阴宝山玉井煤业、华美奥兴陶煤业、中煤平朔井工一矿、中煤平朔井工三矿、同煤浙能麻家梁煤业等多个煤矿智能化建设项目,实现了煤炭生产全过程的全面感知和动态协同控制、故障自诊断,煤矿安全生产大数据云服务、灾变环境应急通信及人员精确定位等。
智能化煤矿应用场景
智能化建设全面运行下的宝山玉井煤业
将5G、人工智能、工业互联 与现代煤矿开发利用深度融合,建成集智能控制、调度指挥、安全管控、定位监测于一体的智能集控中心,在统一场景下实现了矿井运行状态的集中展示与实时管理。
智能掘进工作面配备了智能化掘进机、自移机尾、湿式除尘器、自动双臂钻车、巡检机器人等先进装备,依托矿用5G专用高速运输优势,实现全工艺段采煤机记忆截割、液压支架自动跟机、时序自动放煤、远程可视化集中控制等功能的常态化运行。
建立监测、控制、管理一体化的智能集中管控平台,实现对矿井通风、压风、提升、排水、运输、供电等各生产环节远程操作,矿井主煤流运输、变电所、水泵房等岗点全部实现“远程控制、无人值守、智慧巡检”。
智能掘进系统运行画面
该系统由智能掘进机、液压锚杆钻车、带式转载机、自移机尾、组合开关、集控中心等组成,可实现巷道掘进过程全工序机械化作业,具备掘进机井下集控中心与地面远程可视化控制、掘进作业一键启动及自动截割、全设备工况监测及故障智能诊断、人员接近安全预警、巷道三维扫描等功能。
轨道巡检机器人在中煤平朔井工一矿的应用
机器人本体模拟巡检工井下泵房行走的场景,依托轨道吊挂于泵房上方往复运行。巡检机器人搭载多种传感器,实时采集巡检现场的图像、声音、红外热像及温度数据、烟雾、多种气体浓度等参数信息,不仅模拟实现巡检工巡检作业时的“图像采集、声音采集、红外检测、互联 通信”,而且将传统的无法复现记录和不能准确量化对比的人工感官,以数字化的图像、声音和准确的数据实时归类存储,便于故障问题的查询复现。
轮式巡检机器人在中煤平朔井工三矿的应用
机器人采用移动式巡检,能实现巷道有毒有害气体、设备温度变化的监测监控等。并能及时发出 警,提醒检修人员及时检修,消除安全隐患。此外,检修人员也可以根据后台数据进行分析,进行预防性检修,确保设备安全稳定运行。
轮式巡检机器人在麻家梁煤业的应用
巡检机器人的投入使用是智能化矿山建设的一个“标配”。轮式巡检机器人在麻家梁煤业的投入使用,极大地弥补了人工巡检设备时存在的缺陷和不足,实现了生产效率和安全保障的双提升,成功开启“高产高效、少人无人”开采模式。
在实践中推动智能化建设,我们有如下启示:
启示一:产学研用相结合是稳步推进智能化矿山建设的核心关键。
当前,我国智能化矿山建设刚刚起步,在基础理论和技术方面的研究还不够深入,智能化技术对环境和工艺的适应性差,部分关键技术还没有得到根本解决,特别是恶劣环境下的可视化、复杂条件下的自感知技术等难题亟待解决。需要通过建立产学研用四大创新主体协同作战的合作体系和创新机制,形成创新资源的协同效应和科技研发的规模效应。
启示二:人才队伍是智能化矿山建设行稳致远的根本保障。
智能化矿山建设离不开持续的技术革新,更离不开强有力的人才队伍。
一方面,要借助“外脑”,借鉴成熟经验,全力开展技术革新。
另一方面,要不断强化内部人才队伍建设,逐步构建体现智力劳动价值的薪酬体系和技术要素参与的分配机制,引进、吸纳、留住更多的核心人才。
同时,要立足现有人才,依托重点工程和重大科技专项,通过校企合作全面开展创新型人才素质提升工程、专业技术人才知识更新工程、技能型人才培养培训工程,培养造就一支数量充足、结构合理、素质较高、满足行业发展需要的专业技术人才队伍。
启示三:推进智能化矿山建设必须坚持理论和实践的辩证统一。
当前,企业智能化建设处于探索实施阶段,只有坚持实践第一的观点,不断推进实践基础上的理论创新,再用新理论去指导实践,才能确保智能化矿山建设的步伐更稳、更实。只有着力提高原始创新能力、集成创新能力和引进消化吸收再创新的能力,才能确保智能化矿山建设顺利推进。要树立实践观点和问题导向,做到理论与实际相结合。智能化矿山建设是一个逐步实现、持久完善的过程,必须以企业现有基础为起点、从自身实际需求出发,在学习中完善,在实践中提升。
煤矿智能化建设前景广阔、意义深远。积极推进煤矿智能化建设,是促进煤炭行业高质量发展的重要举措,同时也是建设“安全、高效、绿色、可持续”发展矿山的必然选择,是提高矿企核心竞争力、实现可持续发展的必要条件。中泰机器人将继续攻克研发,将我国煤矿打造成“国际一流、国内领先”的“安全、高效、绿色、可持续发展”的新型现代化智慧矿井。
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