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《中国煤化工》
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“智能化”引领山东煤炭行业高质量发展
作者: | 来源:中国煤炭网 | 时间:2020-09-24

煤炭,作为重要的传统能源行业,是我国国民经济的重要组成部分。对山东而言,煤炭行业在保障能源供应、促进能源事业发展方面更是具有举足轻重的作用和地位。近年来,山东省能源部门在习近平总书记“四个革命、一个合作”能源安全新战略指引下,按照山东省委、省政府决策部署,紧紧围绕“减人、提效、保安全”,高标定位,由点到面、创新突破,加快推动煤矿智能化建设,有力促进了煤炭行业高质量发展。

据山东省能源局提供的数据,该省现有生产建设矿井102处,其中生产矿井99处,核定生产能力1.3亿吨;截至今年8月底,共有61处实施智能化建设,建成智能化采煤工作面85个,远程控制掘进工作面98个,另有56个采煤面、54个掘进面正在加快推进。

坚定扛牢责任 积极担当作为

2019年5月,在山东省能源局举办的全省煤矿智慧化建设和智能化改造论坛上,国内一流专家齐聚山东,把脉问诊、支招献策,交流经验、共谋大计,标志着山东煤矿智能化建设全面拉开序幕。这对山东煤炭行业、乃至整个能源事业来讲,不仅具有现实的实践意义而且具有长远的战略价值。

这是深入贯彻“四个革命、一个合作”能源安全新战略的重大使命。习近平总书记提出的“四个革命、一个合作”能源安全新战略,从全局高度明确了保障能源安全、推动能源事业高质量发展的方向和路径。山东能源需求的压力巨大,能源消费总量长期居全国首位,煤炭一直是保障能源安全稳定供应的“压舱石”。与此同时,伴随着能源转型的大趋势,山东作为煤炭生产和消费大省,也肩负着推动技术创新、促进能源转型、实现可持续发展的重任。加快推进煤矿智能化建设,推动煤炭行业高质量发展,就是落实这一重大战略思想的具体行动。

这是实现煤炭行业安全发展的重大责任。生命重于泰山、安全大于天,煤炭开采是高危行业,安全生产历来是头等大事。经过多年开采,加上受赋存条件影响,山东煤矿灾害威胁具有普遍性,其中冲击地压矿井41处,采深超千米冲击地压矿井20处,安全生产风险多、管理难度大。山东省能源部门坚定践行新发展理念,将煤矿智能化作为破解安全生产难题的主攻方向,以智能技术装备改善高危作业环境,切实将井下作业人员风险降至最低,做到无人则安、少人则安,既可以赢得自身发展主动,又能为全国煤炭行业安全发展提供经验借鉴,为建设现代化能源体系作出应有贡献。

这是推进煤炭行业生产方式根本变革的重大机遇。随着经济进入新常态,依靠成本要素驱动、大量投入人力资源和消耗环境的发展方式已难以为继。实现“劳动密集型”向“科技密集型”转变,需要寻求新思维、新方式、新机制、新平台,加快煤矿智能化建设,推进生产方式根本变革,为煤炭行业转型升级、实现“由大到强”战略性转变带来了千载难逢的历史机遇。

面对新旧动能转换新要求和减人、提质、增效、保安全新任务,山东省能源部门坚定扛牢责任、积极担当作为,锚定目标、加倍努力,主动摒弃“粗放增长”、科学扭转“路径依赖”,坚定不移地朝着智能化发展方向迈进。

架起四梁八柱 明晰实施路径

思深方益远,谋定而后动。近年来,山东省坚持规划先行,从总体要求、发展目标、主要任务等提出系统顶层设计,架起智能化建设四梁八柱,明晰具体工作要求和实施路径,为全面推进煤矿智能化建设提供坚强支撑。

2019年3月,成立省级智能化建设工作领导小组,同步指导各矿业集团、相关煤矿成立专门工作机构,从技术、人员、资金、措施和完成时限等五个方面进行规划部署。2019年5月,山东省组织召开全省煤矿智慧化建设和智能化改造论坛,邀请国内一流专家研讨行业技术难题和发展方向。2019年6月,山东省率先在全国印发省级层面第一个煤矿智慧化建设和智能化改造指导意见,为煤矿智能化建设描绘了路线图和施工图。2019年9月,山东省出台国内首部煤矿冲击地压防治省级政府规章——《山东省煤矿冲击地压防治办法》,倒逼煤矿加快推进智能化开采。2019年12月,山东省印发全省煤矿智能化建设实施方案,细化智能化建设的实施步骤、技术路径和保障措施。2020年5月,山东省印发全省煤矿智能化验收办法,完善煤矿智能化建设标准体系。通过出台一系列法规、意见及文件政策,山东省构建形成了“1235”的智能化发展总体思路。

“1”,牢树“一个理念”。践行“以人为本、生命至上”安全发展理念,通过装备升级和技术革命,煤炭生产向更安全、更高效、更集约的方向加快迈进。

“2”,坚持“两个导向”。本着先急后缓、先易后难、依次推开的原则,推动智能化由采掘工作面向矿井全系统延伸,由示范煤矿向全省煤矿拓展。

“3”,实施“三步走战略”。第一步,2019年底,山东省冲击地压矿井采掘工作面全部实现智能化;到2020年底,全省大型煤矿全部实现智能化开采,智能化开采产量达到50%以上。第二步,“十四五”期间,全面推开智能化建设,智能化开采产量达到70%以上。第三步,到2030年基本完成煤矿智能化建设。

“5”,遵循“五个结合”创建原则。坚持企业主导与政府引导相结合,强化企业主体责任,激发企业积极性和内生动力;加强规划和政策引导,营造煤矿智能化发展良好环境。坚持统筹规划与分步实施相结合,加强统筹规划,按照重点突破、全面推行、巩固提升三个阶段分步推进煤矿智能化发展。坚持因矿施策与典型示范相结合,根据煤层赋存条件、资源储量、生产能力等情况,分类推进、精准施策;优先选择基础条件较好的煤矿,建设一批示范工程,选树一批示范煤矿。坚持突破重点与全面推进相结合,以冲击地压矿井智能化建设为突破点,先行先试;充分发挥省属煤炭企业带动作用,市县属煤炭企业不等不靠、同步推进智能化建设。坚持创新推动与合作共享相结合,加强科技创新,推动智能化技术与煤炭产业融合发展;鼓励多元合作、跨界联合、开放共享,构建煤矿智能化产业生态体系。

在此基础上,山东进一步明确煤矿智能化建设的7个重点领域,即:推进新建煤矿智能化,建设智能化生产、安全保障、经营管理等多系统、多功能融合的一体化平台;推进采煤智能化,采煤工作面采用智能控制技术和可视化远程干预控制技术,合理应用综采工作面智能成套装备;推进掘进智能化,推广煤巷“掘支运”三位一体先进技术与装备;推进机电运输系统智能化,推广应用视频监视、智能监测与保护、自动控制或集中控制等技术,减少固定岗位人员;推进生产集中控制智能化,建设煤矿智能化管控信息平台,推广应用井上下无线终端平台,完善工业环网和无线网络;重点突破煤矿机器人研发与应用,攻克掘进机自动定位截割、锚杆自动钻装、放顶煤自动识别控制等关键技术;实现煤炭开采少人化,采掘工作面重点岗位实现机器人操作,逐步实现煤炭采掘一线少人化。

综合施策攻坚 全力以赴推进

“推进煤矿智能化建设不能一哄而上、千矿一面、搞形象工程,还要避免条框限制。必须坚持问题导向和目标导向,实事求是、分步实施、示范带动、积累经验,然后由点及面、有序推进。”山东省能源局相关负责人介绍说,当前山东煤矿智能化建设正沿着规划目标高质量推进,整体工作四面开花、亮点纷呈,走出一条独具特色的发展新路子。

源头治理,重点突破。针对冲击地压灾害威胁这一“心腹大患”,山东以冲击地压矿井为突破点,先行先试,从根本上控风险除隐患。首先,严格“16/9”限员。《煤矿冲击地压防治办法》的颁布,从政策上明确“2019年底,冲击地压矿井采掘工作面必须实现智能化,作业人员控制在16人、9人以内,否则一律停产”。截至2019年底,全省冲击地压矿井采掘工作面已实现智能化全覆盖和“16/9”限员目标。新矿集团建成32个工作面,平均单面减人11人,工效提高40%以上,有12个工作面只保留2人巡检。其次,严格“三限三强”管控。限采深:新建矿井不得超过1000米,改扩建矿井不得超过1200米,生产矿井限期退出1200米以深开采;限强度:严禁集团公司向所属煤矿下达超生产能力的利润指标和生产计划,严格各矿井按核定能力组织生产,严实生产能力登记、公告、承诺制度;限定员:即落实“16/9”限员措施。强支护:必须采用强力支护方式提升支护质量;强监测:必须全面实施综合监测预警;强卸压:必须采取有效卸压措施保证开采活动处于低应力范围。第三,严格“一矿两面三刀”。围绕“降速、减量、保安全”,山东省能源局会同山东煤监局对41处冲击地压矿井逐矿论证,确定采掘工作面个数和推进速度,对采深超千米冲击地压矿井严格“两面三刀”,即采煤工作面控制在2个以内、每日推进速度控制在3刀以内,形成“一矿一策、一面一策”。据此,在2019年采深超千米冲击地压矿井核减产能20%的基础上,山东逐矿重新核定生产能力,累计核减1344万吨,占全省煤矿产能10%,降低开采强度。

明确标准,系统延伸。山东省能源局抢抓新一轮工业革命机遇,紧跟科技前沿,会同山东煤监局出台智能化建设验收标准,以大型煤矿为重点,推动智能化向矿井全系统延伸,着力打造技术领先、契合实际的智能化建设“五化体系”。一是采掘系统“少人化”:采煤工作面实现远程一键启停、自动记忆割煤、故障自诊断等功能,做到“有人监控巡视、设备自动作业”。掘进工作面实现环境感知、自主导航、自动截割等功能,做到“人机分离、远程控制”。二是机运系统“无人化”:实现主提、主运、供电、排水等固定场所无人值守或集中控制。推行井下高速运输圈、单轨采区运输网和智能巡检系统,做到辅助运输连续化、快速化。三是防灾系统“动态化”:重点围绕冲击地压防治,实现超员报警、视频监控、智能钻进、闭合管控等安全管理,做到灾害动态预判和适时预警。四是信息系统“集成化”:运用大数据、虚拟现实等技术,构建工业环网和5G无线通讯相结合的传输网络,铺设信息化“高速路”。五是人员定位“精确化”:山东全省煤矿已全部建成人员精确定位、应急广播和无线通讯“三大系统”,覆盖井下所有区域,实现人员位置实时监测和双向呼叫,定位精度达厘米级。

分类施策,典型引领。山东坚持因地制宜、科学把握不同类型矿井差异性和发展特征,突出重点、精准施策,典型示范、引领推动,打造了一批省级智能化示范矿井,积极争创国家首批示范矿井,辐射带动智能化建设向纵深突破。针对综放开采矿井,鲍店煤矿建成国内首个常态化智能综放工作面,首次实现时序控制自动放煤技术的常态化应用,形成“设备智能控制为主,远程干预控制为辅”的智能化生产新模式。目前,智能化综放工作面每个班次只需7名作业人员,与传统工艺相比,人员减幅达50%以上。针对大采高矿井,枣矿集团付煤公司通过煤矿智能化建设,建成省内首个大采高智能化采煤工作面,实现一个平台一部手机“智联”一座矿山,于2017年2月,在全国率先取消采煤夜班生产。到2018年3月,凭借大力实施提升装备水平、优化生产系统、优化劳动组织,枣矿集团本部11对矿井陆续全部取消采煤夜班生产。针对薄煤层矿井,2016年9月,滨湖煤矿在16层煤成功应用全国首套薄煤层智能化采煤机组,通过采煤机和刮板机协同控制系统、液压支架电液控、远程智能控制平台等,实现了1.3米以下远程干预操控和薄煤层“有人安全巡视、无人跟机作业”智能化开采。2017年,滨湖煤矿一举扭转多年亏损局面,实现盈利;2018年,《薄煤层综采远程可视智能化成套设备研发与应用》创新成果被命名为煤炭行业两化深度融合示范项目。针对透明化矿井开采,2020年9月,临矿集团郭屯煤矿首次将5G技术、TGIS管控平台、全自动测量机器人动态精确定位系统应用于井下智能自适应综采工作面,常态化生产成果达到国际领先水平。针对服务年限久的矿井,重点推广翟镇煤矿“单班百人”的经验。同时,推广万福煤矿智能化建设与矿井基建同步设计施工、高庄煤矿选煤厂分选密度智能控制和手机APP智能巡检的经验。

强化要素支撑 保障建设成效

智能化建设是一项复杂的系统工程,离不开政策激励、资金投入、科技创新等环节要素支撑。为此,山东省采取了一系列引领性、撬动性等政策举措,全力保障推进。

健全工作机制。做到“三个到位”:一是工作责任到位。各级主管部门、煤炭企业及煤矿均成立相应机构,将智能化建设作为各级“一把手”工程,统筹协调,定向把关,自上而下构建起网格化责任体系。二是规划落实到位。督促各煤炭企业及煤矿制定智能化建设三年规划和年度方案,明确目标任务、工程项目和时间节点,倒排工期、挂图作战,确保各项工作落实落地。三是调度督导到位。实行一周一调度、一月一通报、一季一分析,动态掌握进展情况,及时协调解决推进过程中遇到的重大问题。将智能化建设纳入执法检查重要内容,逢检必查,逢查必严,压紧压实企业主体责任,督促任务措施落到实处。

加大政策支持。采取“三优先、三倾斜”激励政策。“三优先”即:对按智能化标准建设的新建矿井,优先审批或核准;对省级智能化示范矿井,优先给予产能置换支持;除冲击地压矿井外,对率先实现智能化开采的矿井,如需释放先进产能,优先办理产能核增手续。“三倾斜”即:充分发挥财政资金导向作用,争取中央预算内安全改造投资向智能化项目倾斜,省市县配套资金向智能化项目倾斜,企业安全生产投入向智能化项目倾斜。2019年以来,山东省累计实施中央预算内智能升级改造项目33个,争取中央预算内资金2.5亿元,省市县配套资金1亿元,带动企业投入110亿元,为智能化建设提供了强有力的资金支持。

推动科技创新。针对当前智能化建设关键核心技术不足的问题,山东省能源局及时指导山东能源集团成立智能开采工程实验室、国内首家智能开采试验中心,集中开展智能化技术研究攻关。特别是在井下机器人方面,开展了采掘工作面机器人群、胶带输送机巡检机器人、防冲钻孔机器人等22类技术研发推广,超过国家煤矿机器人研发目录的60%,目前已应用于26处矿井、200余台套。采煤机器人实现自动斜切进刀、记忆截割率达到93%,掘进机器人实现实时精确定位和远程控制,胶带输送机巡检机器人实现实时监测巡检和故障异常报警。此外,国家目录外研发应用的多功能装卸料机器人,实现井下沉淀池机械手清挖等功能。山东这些机器人技术,均达到国内领先水平。

强化人才支撑。专业人才匮乏是制约智能化发展的重要因素,山东省能源局指导全省煤炭行业“培引结合”,有效加强了人才队伍建设。“培”就是加大培训力度,将智能化建设纳入安全培训考核重要内容,提升全员技术水平和业务素质。2019年以来,累计组织煤矿企业主要负责人和安全生产管理人员考核3300余人次、特种作业人员培训18000余人次;举办智能化专题培训9期、1300余人次。“引”就是鼓励企业实施顶尖人才引进“一事一议”,与高等院校合作,设立相关专业或培养方向,共建实习实训基地,培养一批技能型人才,为智能化建设提供强大的人才支撑。

长风破浪会有时,直挂云帆济沧海。山东勇立潮头、积极探索、以智赋能,在创新发展中不断前行超越,煤矿智能化建设取得喜人成绩。未来,在“四个革命、一个合作”能源安全新战略指引下,在新旧动能转换大潮中,山东省将以更高站位、更大力度、更实举措,推动煤矿智能化建设提档升级,努力在高质量发展上趟出一条路子来,为全省能源行业创新发展作出新的更大贡献,为全国煤矿智能化建设贡献“山东智慧”、提供“山东方案”。

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