去年底，冀中能源股份公司東龐礦通過河北省智能化煤礦驗收專家組驗收，成為河北省首批智能化建設示范煤礦之一，這意味著我省智慧煤礦建設開始發力。
智慧煤礦“長”啥樣?跟傳統采煤比，有啥優越性?對煤礦行業起到什么樣的影響?記者對位于邢臺市內丘縣的東龐礦進行了采訪。
遠程一鍵采煤成為現實
“各項參數符合要求，現在啟動系統。”日前，在東龐礦21110工作面，綜采一隊采煤機司機許銳按下“啟動鍵”，遠處的采煤機轟鳴作響，被割碎的煤塊如流水般傾瀉而下。
許銳在煤礦干了十多年。過去，采煤工人需要在采煤機旁“盯梢”，一刻也不能停，上完班升井，經常累得一身汗一臉灰。而現在，經過專業培訓，他只要通過電子屏幕就可以遠程操縱、觀測采煤機運行狀態，工作環境大大改善。
“從親自下礦到遠程一鍵采煤，這是多少代采煤工人憧憬的夢想，如今已在東龐礦變成了現實。”許銳說，通過遠程智能操作系統，順槽膠帶機、刮板輸送機、轉載機、破碎機、采煤機依次啟動。采煤機切割煤塊后，液壓支架跟著拉移，運輸機推溜到位，支架自動收回或打出，“烏金”源源不斷運往地面，所有操作全部自動化。
東龐礦信息中心主任魏永勇介紹，東龐礦智能化發展經歷了三個階段。上世紀90年代，東龐礦大力推進機械化，成為我省比較先進的機械化生產礦井。2000年開始，引進無線通信系統，對煤礦設備、調度室以及井下環網進行信息化改造，實現了線下數據線上化。
隨著數字技術的發展，2020年11月，國家提出創建智能化示范煤礦建設，促進煤炭開采方式由炮采、普采和綜采向智采變革，為能源領域“新基建”奠定基礎。
順勢而為，東龐礦加快推進智能化改造提升，集中推廣鉆裝錨一體機、超前液壓支架等一系列新工藝、新裝備，加快機械化、自動化、信息化、智能化“四化融合”建設步伐，逐步形成全方位、立體化的智慧礦山格局。
去年3月，河北省首個智能化高架綜采工作面——東龐礦21110智能化綜采工作面正式投產，實現了減人提效，每個生產班減少用工11人，工效提高64.7%，緩解了井下限員的制約難題。
新年新氣象。在吸取厚煤層智能開采經驗的基礎上，1月13日，東龐礦首次對煤層平均厚度1.3米的薄煤層6201工作面進行智能化改造，應用電液控技術、自動化技術以及沿空留巷開采工藝，進一步提升智能開采水平。
地下礦井裝上“智慧大腦”
“位移傳感器運作正常，齒軌輪運作正常……”在地下600米深的東龐礦綜采工作面集控中心，綜采二隊副區長徐國峰一邊按動按鈕，一邊記錄數據。
徐國峰認為，煤礦智能化是個系統工程，涉及方方面面。采煤、掘進等每個機器里都裝上了傳感器，通過光纜、信號線將運作信息傳到井下集控中心，再匯總到地面調控室，實現井上井下互聯互通。“集控中心就像是人的大腦，遠程控制煤礦的所有智能設備。”徐國峰說。
東龐礦工作面大多位于地下600米到1000米，地質條件復雜，干擾因素多，影響了數據傳輸效率。在河北聯通公司的技術支持下，東龐礦建立了5G基站，利用5G的大帶寬、高速率和低時延技術，解決了這個難題。
“從指令下達到機器響應，過去要幾百毫秒，現在只要20毫秒，各個作業點的畫面、數據都能實時傳回地面，這就是5G網絡的即時響應。”徐國峰說。
在冀中能源集團整體規劃和部署下，石煤機公司為東龐礦5G智能化礦井建設提供了核心技術支持，實施了掘進工作面5G網絡布置方案、智能掘進控制系統關鍵技術、5G網絡及成套設備調試等重點工作。
“智慧礦井建設其中一個難點在于精準定位。”石煤機公司總工程師辦公室主任李英娜說，煤礦設備在井下運作中，會不斷進行空間位移。為實現精準定位，他們采用了光纖慣導精準定位技術，可以對目標進行實時位置追蹤，自動生成并記錄其活動軌跡。
此外，他們還在東龐礦實施了仿形截割、自主截割、視頻監控及雙向語音對講、視頻識別人員靠近報警、故障自診斷與信息推送等多項智能化技術，降低了礦工勞動強度，提高了安全生產水平，真正實現了減人提效。
“煤礦生產涵蓋運輸、供電等30多個子系統，由于設備來自國內外各個廠家，數據端口和標準不一致。”魏永勇說，通過數字化改造，對東龐礦各種設備數據進行統一整合，打破數據孤島，實現多部門數據共享共用和互聯互通。
數字化技術的應用，極大提升了生產效率。去年一年，冀中能源股份公司建立智能集控中心3個、智能化工作面7個，原煤工效同比提升5.8%，開掘工效同比提高3.6%，各單位巖巷煤巷單孔月進、綜采單面月產多次創出近年來最好水平。
2021年5月，省發展改革委、省應急管理廳、河北煤礦安全監察局聯合印發通知，明確了“十四五”時期煤礦智能化建設時序、標準要求和技術路線，將東龐礦等4處煤礦確定為我省首批推進的智能化建設示范煤礦。
專家認為，我省首批智能化建設示范煤礦建成后，將形成創新示范效果，以點帶面，對河北省其他煤礦智能化發展起到引領和標桿作用。
提升安全管控智能化水平
出于安全考慮，很多煤礦嚴禁攜帶手機等電子產品下井?？墒窃跂|龐礦，記者卻見到不少帶著“手機”的井下工人。
“這是礦里統一發放的‘雙控’系統礦用手機，具備圖像抓拍、數據上傳、隱患復查等功能。”在東龐礦各工作面，安檢員白彥海拿出“手機”，對現場安全生產情況一一進行拍照錄像。
安全是煤礦的生命線。作為東龐礦“雙控”信息平臺系統重要組成部分，東龐礦為安全檢查人員配發了近200臺礦用手機作為“執法記錄儀”，進行現場抓拍取證，確保隱患排查不留死角、整治不留后患，實現了安全檢查過程的影像留存、數據集控、信息共享。
隨著礦井開采逐漸延伸，原有的瓦斯治理模式已經不能滿足采掘銜接需求。為實現對煤礦瓦斯的精準治理，東龐礦以大數據、物聯網為支撐，在21218工作面探索開展了河北省首個“定向順層鉆孔”消突試驗，改變傳統的“底板巖巷、穿層鉆孔抽采瓦斯”模式，利用深孔鉆機進行定向順層鉆孔，讓瓦斯無處藏身。
“跟過去比，定向順層鉆孔可以減少瓦斯抽采鉆孔545個，提高了抽采的有效時間，平均抽采濃度達到8%以上，效果是普通穿層鉆孔的3倍以上。”東龐礦瓦斯治理科副科長郭會亮介紹，在21218工作面補軌道巷施工過程中，每天掘進速度7.2米，巷道回風流瓦斯日平均濃度最高0.24%，實現了瓦斯“零預警”“零超限”。
據測算，“定向順層鉆孔”消突試驗整體取得成功后，可以減少底板穿層鉆孔、水文地質鉆孔等一系列鉆孔工程量，預計可減少底板巖巷綜合資金投入1700余萬元。
在智能化改造中，東龐礦加大安全管控智能化建設力度，持續推動信息技術與安全生產深度融合，不斷豐富“工業互聯網+安全生產”場景應用，提升了安全生產水平。
煤礦技術人員也積極開展自主創新，制作發明了泵站防跑車防護裝置、巷道可伸縮噴霧桿、皮帶機尾防跑偏裝置、遠程注漿系統等新裝備、新工藝，助力智慧煤礦和安全生產建設。2021年，冀中能源股份公司11項技術創新成果獲國家實用新型專利，3項成果獲“中國煤炭工業科學技術獎”，28項創新成果獲省市級以上科技進步獎。
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