党的十九大报告提出,加快建设制造强国,加快发展先进制造业,推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合。
惟奋斗者进,惟奋斗者强,惟奋斗者胜。山西新元煤炭有限责任公司(以下简称新元公司)是华阳集团下属主力矿井之一。在艰苦奋斗的发展进程中,“创新”始终是新元公司挂在嘴上、记在心间的头等大事。聚焦“六新”突破蹚新路,全球第一家建成5G+智能化矿井,省长林武亲自授牌“5G+智能化试点示范煤矿”;不断推动新技术、新材料、新装备应用,让他们在安全生产中底气更足;牢牢抓住生产中的工作重点,让他们大踏步发展的底气更足……在新元公司安全高效高质量发展过程中,处处闪耀着“六新”的光芒。
“5G+”的成功创新让新元公司站在了行业最前沿 时代在不断进步,历经镐刨肩背的人工开采、放炮开采、普通机械化开采和综合机械化开采阶段,煤炭行业已进入“机械化、自动化、信息化、智能化”的发展阶段。2019年6月6日,工信部发布4张5G牌照,标志5G商用的开始,我国进入5G时代。华阳集团与中国移动、华为公司等单位合作,以新元公司为试点,率先开始尝试建设5G+智能化矿井。2019年11月完成全国首个井下5G基站技术试验,被评为2019年度国内煤炭企业十大新闻之一。2020年4月29日,“创新联盟”在新元公司完成首个国内煤矿井下5G网络的开通和优化。2020年5月27日,山西省工业企业5G应用现场推进会在新元公司召开。2020年6月12日,新华社用中文和英文,在新元矿井下进行了40分钟的全球5G+智慧矿山现场直播,高规格向世界展示集团公司5G+智能化建设成就和煤炭井工生产文明。2020年8月4日,央视《新闻联播》头条对华阳集团井下5G技术的运用和实践进行了重点报道。
通过持续应用与实践,新元公司在三个典型应用场景取得成效:一是煤矿固定岗位无人值守探索测试。实现硐室4K高清视频回传、机器人监测数据回传和机器人实时控制。二是井下综采工作面5G应用探索测试。实现地面对工作面采煤机、液压支架、三机设备的远程操作,工作面监控数据、视频回传。三是井下掘进工作面5G应用探索测试。通过5G网络,在新元公司地面调度集控中心,对上海厂房正在调试的智能掘进机,实现了所有动作的远程操控,时延低于50ms,效果超出预期。
在三个方面的技术创新取得突破:一是矿井5G网络拓扑结构,采用MEC边缘计算架构、环网冗余等技术,实现设备安全、网络安全、信息安全,自交换性,并且确保发挥5G大带宽、低时延性能。二是采用网络授时技术,完成了高精度30ns同步授时,解决了井下无法使用卫星定位系统进行精准授时的问题。三是结合井下监测数据上传量大、指令下传量小的特点,将传统的大下载8:2时隙比研发为大上传1:3时隙比,单台基站上行峰值速率达到1100兆位每秒以上,下行峰值速率达到300兆位每秒以上,开创了大上传时隙比的先河。
“5G技术以其大带宽、低时延和广连接的优势打通了不同应用场景间信息高效交互的通道,有利于重塑传统产业发展,助力数字化转型,牵引云计算、大数据、物联网、人工智能和移动应用的深度融合、创新应用和服务,并将会为企业转型发展提供方向,帮助企业从粗放型和人力密集型转向高精尖和智能驱动,推动供给侧改革,为煤矿安全高效绿色生产提供强劲动力。”该公司董事长、总经理王海钢表示。
新技术新装备新材料应用为新元公司发展注入强劲动力 创新是发展的第一动力,科技创新的力量让新元公司发展走在了前列,引领了行业发展,筑牢了安全基石。
技术创新成果丰硕——
多年来,新元公司在技术革新、设备革新的道路上不断前行,采掘机运通齐头并进,提高了企业核心竞争力,实现了安全高效创新发展。该公司的9个项目取得了国家实用新型专利,18项科技项目通过了中国煤炭工业协会鉴定。其中高瓦斯矿井“沿空留巷”及瓦斯治理技术研究、综采自动化工作面记忆截割三角煤自动化技术的研究与应用,均达到国际领先水平。对科技创新的重视,让新元公司收获满满,全国第一个5G+智能化试点示范煤矿、全国煤炭工业科技创新示范煤矿、山西省煤炭科技创新双十佳煤矿等荣誉就是最好的注脚。
新技术创新与应用收益显著——
新元公司试验推广无煤柱“沿空留巷”技术,实现“两进一回”Y型通风,解决上隅角瓦斯超限难题;缓解了矿井采掘衔接紧张局面;实现无煤柱开采。采区回采率提高了4.7%。每个工作面少掘一条巷道,年节约成本108.6万元,截至目前,增加销售收入近4亿元,该项目已在华阳集团全面推广应用。
针对巷道支护参数设计不合理,支护材料种类繁多、构件不匹配等问题,新元公司首批成功开展复杂地质条件的高强度、高刚度、高可靠性、低密度的“三高一低”锚网支护技术应用。解决了复杂条件下巷道支护难题,实现了支护材料系列化、标准化,制定了华阳集团巷道高预应力锚网支护规范,巷道支护强度提高40%,巷道综合维护成本降低10%以上,掘进效率提高25%,巷道成型明显改善,巷道安全可靠性显著提高。
3211综采工作面试验绿色充填开采技术,安装专用充填开采支架支护,矸石充填采充分离施工,交替作业。该技术应用成功后,将对治理地表塌陷、加强水文保护、减少矸石地面排放,推进绿色开采和生态文明建设产生深远影响。
新装备新材料应用——
新元公司率先在3207自动化综采工作面成功完成华阳集团研发的国内首台套转盘式工、转、破一体机,推动了煤矿生产的安全高效发展。该设备创新性地研发出了“直角转盘”机构,将刮板输送机、转载机和破碎机集为一体,减少了一套驱动装置,优化了端头支护。综采队工效提高25.3%,每面节约成本100万元,单一煤层最高月产能力理论上达25万吨,使煤矿工作面到顺槽的煤炭运输模式发生革命性的变化。
以“创新创效、低碳环保”为建设方向,以市场为导向,新元公司在煤炭洗选加工环节不断引进一流设备与工艺,先后建设了先进的主洗系统、浮选系统、煤泥烘干系统、快速定量装车站系统等。整体上全部采用模块化结构,设备布置紧凑,有先进的控制调节系统,可实现全工艺系统高度集中控制、检测、监控,作业环节单机化、系统化,高度自动化。
在9#煤大巷应用掘进利器EQC4530全断面掘进机(俗称盾构机),月进冲刺500米。
沿空留巷墙体浇筑采用高水材料,A料B料混合成为柔模混凝土砌墙维护原回采巷道。
科学管控构建企业高质量发展大局 “为了保障安全生产,我们重点抓住瓦斯和顶板两项工作,坚持以创新提升‘166’安全管理体系为主线,完善‘大超前’和‘双预控’机制,运用好‘技术一张图,管理一张网’系统,管理、装备、素质、系统并重,不断夯实安全基础管理,打造本质安全作业环境。”王海钢说。
瓦斯治理是新元公司安全工作的重中之重。在打造华阳集团瓦斯抽采达标矿井过程中,新元公司不断强化“瓦斯可防、可控、可治”和“一个钻孔就是一项工程”理念,并先行先试应用“水力压裂、气相压裂、造穴卸压、沿空留巷Y型通风”4项技术和“本煤层瓦斯抽采系统标准化管理、瓦斯抽采在线监测管理、精准计量管理”3项管理手段开展瓦斯治理工作,取得了良好的应用效果,为华阳集团“8+3”瓦斯治理模式的最终成型做出了贡献。从地面瓦斯泵站到井下瓦斯抽采,打钻、封孔、联孔、监测,全部实现精细化管理。严格落实“单元划分、精准计量”。实现泵站、采区、顺槽在线监测监控装置全覆盖,采取“抽采在线监测统计、孔板人工观测校对”综合措施,做到观测数据真实准确;本煤层顺层钻孔、掘进煤头措施孔施工全部使用“一钻一视频”系统,实现钻验分离、钻孔施工地面可视化监控和录像,保证钻孔真实性。综合技术创新措施应用后,地面瓦斯抽采泵站抽采浓度由3%~5%提高到20%以上,单元最高抽采浓度为72%,单孔最高抽采浓度为91%,相比旧工艺顺槽管路瓦斯抽采浓度提高了34%,需抽采天数比旧工艺减少56天;掘进顺槽正前瓦斯抽采纯量由原先的0.3m3/min提高至0.9m3/min,预抽时间由原先的33天缩短为现在的10天,月单进由原先的80m提高至220m;本煤层顺层钻孔单孔瓦斯抽采浓度达50%以上,支管瓦斯抽采浓度达30%以上,本煤层抽采钻孔日均瓦斯抽采纯量达110m3/min。矿井采掘衔接实现了准备区、抽采区、生产区的三区联动,从安全投入、队伍保障、施工安排上,确保抽、掘、采平衡,不掘突出头,不采突出面。
顶板管理方面,新元公司严把技术管理、工程质量、正规操作关口,预防顶板事故发生。强化技术管理,完善顶板监测预警系统,加强矿压观测,规范监测数据的采集、分析、审核。巷道支护设计要充分考虑应力叠加、构造影响、巷道功能、服务年限,以及配套实施的瓦斯抽采钻孔、造穴卸压等工艺进行综合研判,采取针对性支护措施,满足巷道支护强度。优化“三高一低”支护技术,建立以预紧力、锚固力检查为核心的支护质量管理制度。规范现场作业行为,严格执行作业规程和操作规程,严禁空顶作业,巷道开口、贯通、交岔点必须加强支护,发现隐患及时整改。掘进工作面锚索涨紧器、锚杆倍增器、检测工具等必须配备齐全,定期更换,完好可靠。
习近平总书记视察山西提出“在新基建、新技术、新材料、新装备、新产品、新业态上不断取得突破”的重大要求,新元公司将坚决贯彻习近平总书记“六新”要求与省委“四为四高两同步”总体思路,以抢滩5G应用新基建,打造全国“5G+智能化矿井”行业标杆为切入点,紧盯科技进步前沿,不断尝试应用新技术、新装备、新材料应用,全力打造一流创新生态,大力加强科技创新,着力实现“六新”突破,奋力谱写新时代煤矿安全、绿色、高效、智能、廉洁、共享发展新篇章!为华阳集团转型发展蹚新路作出新元贡献! |