从井下到地面,瓦斯治理由“贴身近战”转变为“决胜千米之外”,“拦路虎”成为赢利点;智能开采从“手动”到“自动”,“黑领”矿工变身白领…… 以伏虎之策破解瓦斯之难,以智慧之种播撒发展之机,山西兰花科创玉溪煤矿有限责任公司开启了绿色智慧矿山建设新篇章。 2021年,玉溪煤矿正式转入生产矿井,这是一个激情澎湃的创新之年,也是一个誉满史册的丰收之年。 自建矿以来,玉溪煤矿不断探索适配企业可持续发展的瓦斯综合治理之路,形成了玉溪煤矿单一突出厚煤层煤与瓦斯共采绿色开采技术体系;运用先进的5G网络、私有云数据中心等前沿技术手段,以综合智能管控平台为核心,实现了从智能化采煤工作面到装车销售的“产、运、选、销”纵向贯通,以及与安全高效、生产辅助的横向关联,让玉溪煤矿智能化发展走上“快车道”。 如此种种,为职工的生命健康建立了坚实保障,为企业安全高效发展开辟了更为广阔的坦途。 让我们随着玉溪煤矿发展的足迹,探寻玉溪人这一年的铿锵步履。
筑牢瓦斯治理“铜墙铁壁”
煤炭绿色开采是山西省开展能源革命综合试点的一项重要任务,煤与瓦斯共采是煤炭绿色开采的一种重要形式。 对于玉溪煤矿来说,瓦斯无疑是制约企业安全发展的最大“拦路虎”,煤层瓦斯压力大、含量高,煤层原始瓦斯含量平均在18m3/t以上,部分区域达25m3/t。 企业要发展,必须与瓦斯短兵相接。 为彻底消除瓦斯威胁,玉溪煤矿将瓦斯治理做为头等大事来抓,从管理到技术全方位加大力度,使瓦斯治理工作取得了突破性进展,确保了安全生产。 “我们矿是煤与瓦斯突出矿井,从建矿之初,就秉承煤与瓦斯共采的理念,坚持先采气后采煤,通过施工地面钻井、井下穿层钻孔和顺层钻孔等方式最大限度的抽采煤层瓦斯,一方面将高浓度瓦斯抽采出来加以利用,另一方面消除其突出危险性,确保煤矿开采安全,实现煤与瓦斯共采。”玉溪煤矿负责人表示。 多年来,玉溪煤矿始终把提升瓦斯治理能力作为保障职工生命安全、保障区域能源供给的“定海神针”,持续优化改进提升瓦斯治理工作,从“治得住”向“治得快、治得好”迈进,精准高效破解制约企业发展瓶颈的多项重大技术难题,实现了从量变到质变的跨越。 玉溪煤矿以调整矿井开拓布局优化生产系统、提升瓦斯抽采系统能力、提高通风系统的可靠性和稳定性、提高安全监测监控可靠性、提高全体工作人员尤其是“一通三防”专业人员、班组长的综合素质为切入点,强化管理,保证矿井可持续的安全高效生产。为保证整个矿井的安全生产,以底板巷道穿层钻孔瓦斯抽采措施为基础,通过底板巷穿层钻孔掩护安全施工煤层巷道,然后再从煤层巷道中再施工顺层钻孔抽采工作面煤体瓦斯,以达到建设本质安全型煤矿,确保煤矿生产安全及矿井的可持续发展的目标。 不仅如此,为了煤矿防突工作的需要,玉溪煤矿建立了瓦斯防治实验室,全方位研究煤质分析、瓦斯基础参数测试、瓦斯突出指标测定和瓦斯抽采达标参数测试等内容,为瓦斯治理提供了智力支撑。 通过瓦斯治理,使玉溪煤矿杜绝了瓦斯超限现象,瓦斯治理的过程也变得和风细雨,实现了安全治理瓦斯的目标,玉溪煤矿被列为晋城市煤与瓦斯共采绿色开采建设试点矿井。 目前,玉溪煤矿风井场地现有瓦斯抽放泵站两座,抽放设备为5台高负压2BEC-80型水环真空泵,两台低负压2BEC-62型水环真空泵,实现高负压两用三备,低负压一用一备。风井热风炉房等均装有GLD1000型本安流量计,共计12台。 “瓦斯从井下抽采上后,经过瓦斯抽放泵站抽出的瓦斯输送至10000m3储气柜,再由加压站输送至工业场地和风井场地,分别去往锅炉房、空调房、风井热风炉房、职工餐厅等地点,实现瓦斯抽采自用。”玉溪煤矿工作人员说。
实现瓦斯利用“变废为宝”
瓦斯治理是煤矿发展的关键,那么瓦斯的高效利用,则是将瓦斯变废为宝的重要手段。 煤矿瓦斯是一种清洁能源,1m3纯甲烷的发热量为35.9MJ,相当于1.2kg标准煤的发热量。“煤矿瓦斯的抽采方式类型多样,各种抽采方式的瓦斯抽采浓度也不尽相同,其利用方式也不相同。地面井抽采浓度高,可达90%以上;井下钻孔抽采瓦斯浓度普遍偏低,瓦斯浓度大多在50%以下,甚至不到20%。另外,矿井通风也要排放出大量的超低浓度瓦斯,矿井风排瓦斯浓度一般在0.2~0.3%以下。”玉溪煤矿技术人员表示。 瓦斯是宝,怎么用? 玉溪煤矿瓦斯抽放泵站与矿井同步建设,随着瓦斯抽采量的不断提高,逐渐加大了瓦斯利用的力度,实现了从势不两立到化敌为友的转变。 同时,玉溪煤矿与山西兰能煤层气开发有限公司达成协议,在风井场地西侧建有一座规模为28MW的高浓度瓦斯电厂,既可实现瓦斯综合利用又能达到节能减排的目标。总投资约2.7亿,为高浓度瓦斯发电项目,整体工艺为从玉溪煤矿瓦斯气柜站开始对接管道,将瓦斯输送至发电站瓦斯预处理系统,通过对气体进行预处理(即脱水、除尘、加压)后再进入发电机组进行发电,发电机组所发出的电压等级为10kV,通过升压变压器将电压升至110kV后并入国家电网。一期项目装机容量28兆瓦(7台×4MW),所用发电设备为目前全世界单机容量最大,技术最为先进的曼海姆4000kw机型,在浓度持续保持在32%以上时,机组可实现100%负荷运行。该项目于2019年12月23日实现并网发电,于2020年9月18日完成省电力公司要求的72h+24h满负荷试验,瓦斯发电项目进入商业运行阶段。 2021年抽采高浓度瓦斯2865.08万立方米,平均瓦斯浓度32.1%,全部利用。抽采的高浓度瓦斯除满足内部澡堂、餐厅和取暖等自用外,剩余出售于瓦斯发电。 地面井下协同推进做好“加减法”,玉溪煤矿走出了自己特色的瓦斯治理之路,并且形成了煤与瓦斯突出矿井瓦斯地质精细探测、瓦斯高效精准抽采、瓦斯治理过程管控信息化、煤炭高效开采及抽采瓦斯高效利用的煤与瓦斯共采绿色开采成套技术体系及工程示范。
矿井建设装上“智慧大脑”
矿井绿色开采与智能化建设,在玉溪煤矿不期而遇,碰撞出绚烂的光芒。 以瓦斯治理为例,在实现煤与瓦斯共采绿色开采的同时,玉溪煤矿通过智能化矿井建设,更进一步夯实了瓦斯的安全高效利用。 “我们通过建设矿井煤与瓦斯突出预警系统和矿井瓦斯抽采管理及区域抽采达标动态评判系统,提高了煤矿瓦斯防治和安全生产水平。”玉溪煤矿负责人表示。 煤与瓦斯突出预警系统分为KJA瓦斯涌出异常预警系统和防突信息管理系统两部分。KJA瓦斯涌出异常预警系统实现基于瓦斯涌出特征的煤与瓦斯突出在线监测、超前提醒、实时预警、及时发布功能,为采掘工作面提供突出防治辅助预警信息。防突信息管理系统实现突出参数的无线准确测定、快速传输、自动处理(自动生成防突报表)、网络审批,进而实现区域和局部综合防突措施实施过程的安全管理和质量管控,确保质量可靠、过程可溯。 矿井瓦斯抽采管理及区域抽采达标动态评判系统,是通过融合该矿现有抽采监控系统对工作面抽采对象瓦斯抽采参数的精准计量,建立了评价单元、工作面、采区和矿井的瓦斯抽采效果达标评价机制,为玉溪煤矿瓦斯抽采效果的精细化评价提供坚实的数据依据,有利于掌握煤层瓦斯变化规律和建立科学有效的瓦斯管理体系。 而这仅是建设绿色智慧矿山的“冰山一角”。 2019年,玉溪煤矿成立了智能化矿山建设领导小组,在“坚持技术创新、加强协同创新、探索发展创新、攻关智能创新、管理生态创新”发展理念的指引下,攻坚克难,完成一个又一个智能化建设项目,让玉溪煤矿智能化发展走上“快车道”。 2020年3月,智能化综合管控平台建设完成以来,陆续接入了安全监控、矿压在线监测、人员定位、产量监控、图像监视、智能煤流、智能排水、智能化综采等子系统,在管控平台上,可实时查看和调取所上线子系统的数据,杜绝了“信息孤岛”,提高了工作效率。 2021年4月,玉溪煤矿5万兆工业环网、5G无线通信网络建设完成,实现了5G信号井上下全覆盖。现井上下可利用5G信号进行视频或语音通话;在井下1301工作面端头到设备列车之间使用有线环网和5G无线并行两种传输形式,提升了数据传输的可靠性、稳定性。 2021年7月18日,经省能源局专家组初步验收,1301综采工作面评定为中级智能化综采工作面;系统实现了三机协同启停、记忆截割、自动找直、自动跟机移架、远程集控、高清视频监控、精确人员定位、故障监测报警等功能。 2021年12月6日,经市能源局组织专家评定,1303回风顺槽掘进工作面评定为初级智能化掘进工作面;系统可自由切换操作模式,同时进行各类数据的融合分析,实现一键启停、自动截割、自主导航、坡度追踪等功能,从而达到保证人身安全、减轻工人劳动强度的效果。 “我们矿相继顺利通过中级智能化综采工作面和初级智能化掘进工作面评定验收,大跨步迈入智能化时代。”玉溪煤矿负责人言语中透露着自豪,这份自豪缘于玉溪人的不懈努力和付出。 玉溪煤矿智能化矿山建设坚持以行业领先、节能增效的智能化矿山为目标,严格按照总公司既定的“15337”智能化框架进行建设。其中包含:1个平台,即智能管控平台;5个中心,即安监生产中心、综合集控中心、智能巡检中心、决策指挥中心、经营管理中心;3项基础配套设施,即5G+万兆工业以太环网、数据中心、智能安全生产指挥中心;37个智能化子系统。 在智能化矿井发展的道路上,玉溪人的脚步从未停歇过。紧盯建设高质量发展目标,立足系统、装备、管理等实际,近年来,玉溪煤矿大力实施科技创新和智能化建设,在“机械化换人、自动化减人、智能化作业”的目标指引下,建通道、搭平台、做系统,一条更有效、更高效的可持续发展的智能化矿山建设蓝图清晰显现在玉溪人面前。 抚今追昔,玉溪煤矿干部职工用汗水浇灌收获,以实干笃定前行,遍地春潮涌动、踏浪而歌,勇毅前行、建立新功。 踏上新征程,新时代的玉溪人将改革创新增强动力、再接再厉埋头苦干,走好新的“赶考”之路,奋力谱写高质量发展的新篇章。 |