韩城矿区有五十多年开采历史,地处鄂尔多斯大构造边缘,围岩褶皱及断裂构造发育,煤层挤压揉搓,厚度变化大,煤体结构破碎,属于典型的构造煤。所属桑树坪煤矿、下峪口煤矿、象山矿井、桑树坪二号井以及正在建设的王峰煤矿均为煤与瓦斯突出矿井,煤层透气性极差,瓦斯抽采困难;矿区水文地质类型复杂,煤系基底赋存有赋水性极强的奥灰岩溶含水层,采掘作业均位于区域奥灰水位+380标高以下,最大带压达3.55Mpa,周边小窑开采众多,最多达128处,形成了大面积的老空区积水,给矿区安全生产带来极大挑战。
韩城矿业公司坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,深入贯彻落实“四个革命、一个合作”的能源安全战略,树立创新发展理念,坚持问题导向、目标导向、结果导向,建设智能化矿井,提高煤矿安全生产保障能力,推动公司安全高质量发展,实现安全高效目标。
公司以“15111N”为智慧矿山建设总体架构,以3D GIS、WiFi6、物联网、云计算、大数据、人工智能技术为基础,按照“五统一”,对矿端各类子系统数据采集共享,实现数据可视化,对人—机—环的隐患、故障和危险源,实现闭环管理,建成了综合性智能矿井管控平台。
智能矿井管控平台:为老矿区的安全生产提供了全新的思路和方式,解决了各专业图形协同更新管理难、监测数据多级重复传输、业务流程不规范、数据无法多专业共享、基层数据录入繁重等问题,实现了员工工作模式智能化,为公司发展,注入生机与活力!
智能综采:矿区采煤工作面全部实现智能化开采,采煤机记忆切割、液压支架自动跟机移架、工作面自动找直、视频自动跟机监控、煤流自动控制等多项功能;地面井下一键启停,减轻了劳动强度,提高了工作效率,保障了安全生产。
智能快掘:陕西煤业化工集团有限责任公司首套TBM硬岩掘进机在桑树坪煤矿使用,日最高进尺20m,月进尺400m;自主研发的“综掘机+龙门式钻锚机器人”入围矿山领域机器人应用优秀场景名单,月进尺350m;煤巷掘锚一体机,月进尺400m;岩巷工作面应用快掘系统,月进尺突破240m;矿区掘进工作面减少20个,少用人工1000余人。
智能主煤流运输系统:矿区主运输胶带机全部实现单机自动控制、多机协同联动、远程集中监控、运行工况检测及故障智能预警等功能;主煤流带式运输系统地面一键启停,实现无人值守,有人巡视。
智能供电系统:矿区变电所实现电力监控和防越级跳闸功能,各级变电所实现“五摇”操作(遥测、遥控、摇信、摇调、摇视),火灾预警、电器元件实时视频及温度监测、高压开关断路器小车远距离自动进退和智能监测装置,达到无人值守,无人巡检。
智能生产辅助系统:矿区应用新型无极绳绞车辅助运输系统(斜巷+转弯+无极调速+全程可视化无极绳绞车)与单轨吊智能运输系统,机车和无轨胶轮车实现智能调度;主要通风机、固定瓦斯抽采泵、局部通风机,实现智能控制和实时预警;架空乘人装置、主排水、压风机、污水处理等生产辅助系统和地面装车系统,实现无人值守,有人巡检。减少用工600余人。
智能通风;实现矿井风流、风量远程智能调控,主要风门自动开关、关键风窗远程控制;实现矿井通风系统故障诊断、预警以及网络解算、通风状态三维动态可视及瓦斯集聚区智能预测、预警。
瓦斯抽采达标动态智能评判系统:采用基于循环自激流量检测和激光检测的智能传感器设备,实现井下采面和掘进工作面、钻场等评价单元的精准计量;通过智能化瓦斯抽采达标评价及预测模型,实时动态显示各评价单元的抽采达标情况,实现工作面、评价单元区域瓦斯抽采动态达标可视化综合展示。
防突智能化管控平台:利用大数据分析、数字孪生等技术,实现瓦斯抽采工程的三维可视化展示与分析,构建了瓦斯治理措施质量动态、全视角管控体系,实现钻孔设计、打钻、封孔全过程信息管理、防突表单全过程APP智能管理,实时展示井下瓦斯治理及四位一体防突措施落实全过程展示,实现了防突管理的信息化、可视化、智能化管理。
瓦斯涌出动态特征突出智能预警系统:兼容现有瓦斯监控系统,实现工作面前方5-15米的瓦斯含量预测、瓦斯涌出的异常监测、瓦斯涌出异常分析以及煤与瓦斯突出危险的实时预测预警。
智能洗选:矿区选煤厂以“1167”智能化建设为目标,实现“六大转变”(故障人工判断向实时诊断转变、参数经验调整向智能分析转变、设备被动维护向预警预判转变、调度信息通报向实时共享转变、生产人员定岗向流动巡岗转变、备件定量采购向按需预定转变);提高精煤回收率1~1.5%、降低材料消耗10~20%,每年产生直接经济效益2600万元。
智能安全管理系统:运用AI、大数据、云计算、物联网等核心技术,针对“人”这一主要因素,实现了重要场所、岗位事故“零”目标,形成了人工和AI智能系统双重管控模式,提高了矿井整体安全管理水平。
透明地质:开展地面三维地震、瞬变电磁区域探查,实现区域地质透明化;采用“定向长钻孔+孔中物探”超前探查治理,应用智能化矿井地质编录,实现掘进工作面地质透明化;应用主采煤层灾害预报可视化系统,实现采煤工作面地质透明化。
智慧园区:实现WiFi6矿区地面全覆盖,满足个人移动终端与办公需求;应用AI全景鹰眼、人脸识别摄像头、无人机巡检,实现园区监控无死角;智能门禁闸机,对出入园区的人员、车辆自动识别,实现员工、访客快速通行,提升了园区管理的安全性与便捷性。
今天,科技创新已经成为支撑韩城矿业高质量发展的内生动力,公司将持续推进智能矿井建设,向着“本质安全、高产高效、绿色环保、智能科技”新型矿井迈进,全力打造复杂地质条件下煤炭企业安全、高效、绿色生产的标杆,树立全国老矿区转型升级的典范。(陈武选 李民 张少毅)