智能化礦井建設的紅柳林實踐

文/焦 亮

首創了采煤機記憶割煤、液壓支架自動跟機及人機交互界面友好的順槽可視化遠程遙控技術；

研制了采煤機與液壓支架安全防碰撞裝置；

獨創了將角度、接近、行程、壓力、激光測距儀等多種傳感器用于工作面圍巖檢測；

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近年來，陜煤集團陜北礦業紅柳林公司智能化建設碩果累累。在2020年11月25日公布的國家首批71處智能化示范煤礦建設名單中，紅柳林公司位列其中。“這既是一種認可，更是一種挑戰。我們將站在新的起點上，科學謀劃智能化礦井建設，在空白領域進行攻關，在關鍵技術上尋求突破，扛起國有企業的擔當，做煤炭工業革命的先行軍和領跑者。”陜煤集團陜北礦業紅柳林公司黨委書記、董事長張宏說。

先行十年探索：智能化采煤率高達97.7%

2011年，大多數煤礦還在推行機械化采煤，紅柳林公司便做了“第一個吃螃蟹的人”，率先在15205綜采工作面開展“煤炭綜采成套裝備智能系統”項目研究，拉開了建設大采高智能化綜采工作面的序幕。

隨后，紅柳林公司在智能化建設的道路上不斷探索。2012年，完成了綜采成套裝備智能系統，初步實現遠程控制自動化割煤，建成了全國第一個7米大采高智能化綜采工作面。大采高綜采成套裝備智能系統獲得國家工業與信息化部專項資金支持1.1億元，榮獲“中國煤炭工業協會科技成果一等獎”。2014年，伴隨著大采高智能化綜采工作面建設持續推進，實現了采煤機、液壓支架等單機自動化，機頭機尾超前支架已全面應用。

目前，紅柳林公司已先后建成了9個智能化綜采工作面，智能化采煤率高達97.7%，單面日產高達3.5萬噸，單個工作面單班生產人數由14人降至最低5人，降低了員工勞動強度，改善了作業環境，提高了工作效率，保障了安全生產。

在智能化綜采工作面建設過程中，紅柳林公司先后取得6方面27項技術成果。通過智能化綜采工作面常態化生產，礦井工作面平均推采速度達到8m/min，3個智能化綜采工作面自動化生產率平均達90.79%，回采工效提高80%。

智能協同生產：智能化建設跨入新階段

2020年，紅柳林公司新一屆領導班子提出了智能協同生產的思路，標志著紅柳林公司的智能化建設邁入了新階段。

“智能協同研究中心要按照‘人無我有、人有我優’的工作思路，做好‘智能協同、智慧管理’的智能化礦井建設，實現‘產供銷智能協同’建設目標，不斷提升裝備和人員的工作效能。”紅柳林公司黨委副書記、總經理常波峰說。

通過完善大采高智能化綜采控制程序，實現了采煤機根據運輸機實時運行負荷情況的智能協同生產和采煤機的精準定位，解決了大采高智能化工作面煤機運行過程中，采煤機速度與護幫動作不匹配時，逐架收護幫速度慢、成組一次性收護幫煤墻片幫的安全隱患，減少了運輸機斷鏈事故的發生，增強了系統的可靠性。

轉載機準備啟動，破碎機準備啟動，刮板輸送機準備啟動……在紅柳林公司的地面“太空艙”控制室，由2名西裝革履的工作人員在監視大屏前按下“一鍵啟動”按鈕，遠在萬米井下的一只“機甲巨獸”開始活動，監控畫面中黑色“烏金”順著運輸膠帶蜂擁而上。

目前，紅柳林公司三個綜采工作面全部實現了常態化、全作業循環的智能化采煤，工作面所有設備實現智能化控制，膠帶運輸機遠程控制，地面一鍵啟停。通過高速網絡和高清視頻技術支持，在現有綜采工作面結合以太網基礎上建立統一通訊協議平臺，實現設備數據高速上傳和控制信號實時下達，控制延時不超過200毫秒。

“技術的成熟確保了智能化綜采工作面的全面推廣，實現了從3～6.3米不同采高、不同設備型號、不同生產條件下的綜采工作面常態化智能化生產，滿足了全礦井綜采工作面智能化生產需求。”紅柳林公司生產副總經理郭奮超說。

智能裝車系統：高效便捷成就領跑者

2019年9月11日，紅柳林公司智能化裝車系統正式投入運營，該系統具有預約排隊、叫號放行、無人司磅、遠程裝車等功能，一部手機、一個APP、一套系統就讓礦方、客戶、運輸公司、司機四方智能聯動起來。

紅柳林公司煤炭日銷售量巨大，車多的時候每天有近1500輛車。以前，運煤線上銷售人員派發排隊卡，司機師傅換票結束后就爭先恐后地駕駛著大貨車進入隔離帶，經常造成堵車。銷售工作人員倍加忙碌，在車流中穿梭疏導交通。如今，司機師傅在手機終端APP上提交裝車信息，完成車輛預約排隊。工作人員通過終端電腦自動放行，司機收到信息直接進入廠區裝煤，運煤線路就更加暢通、安全。

“過去一個班下來，滿身煤黑，還要扯著嗓子和司機交流，口袋里必備金嗓子喉寶。如今，我們從裝車現場狹小的操作間，搬到了干凈、明亮的集控室，只需要輕點鼠標，開啟漏煤斗，就能實現精準裝車。”裝車工韓偉哲感慨道。

對于拉運司機而言，以前礦方員工手動操作放煤時，一不留神就會超出噸位，需要返回煤場手動卸煤。現在遠程電腦精準控制放煤量，裝車司機也更加方便省心。

曾經，銷售結算也是一件龐大的工程，多人同時核算客戶拉運量、競拍量與競拍價格，既費時又費力。現在，結算人員通過智能運銷系統導入客戶成交信息，確定結算規則，一鍵生成結算數據，總用時不超過十分鐘。

在智能化裝車系統投入運營后，裝一輛車只需要20秒鐘，極大地提高了銷售作業效率。2020年6月5日，紅柳林公司地銷混煤單日銷量25253.14噸，打破地銷混煤單日最高銷售紀錄；2020年10月5日，洗中塊煤單日銷量21163.86噸，打破洗中塊煤單日銷量紀錄。

智能洗選系統：“七化”成就行業領跑

近年來，紅柳林公司對原有洗選煤系統進行改造升級，實現了管理智能化、生產可視化、控制遠程化、信息共享化、作業無人化、安全標準化、效益最大化。

紅柳林公司在智能化選煤廠安裝智能視頻分析系統、機電設備狀態在線監測系統、智能巡檢機器人、遠程分合閘系統、專用手持終端，實現了對選煤廠所有重要崗位的視頻監控全覆蓋，重要設備的溫度、振動狀態實時監測和分析，巡檢環境噪聲、煙霧、溫度及主要設備重點部位的溫度等。

在洗選配煤方面，對運行期間的重介密度閉環控制、自動配煤、濃縮自動加藥等重點環節實現了系統的自動控制，保證了洗選效果和煤質穩定以及循環水質量。

在內部精細化管理方面，開發了生產調度管理系統、煤質管理系統、設備管理系統、物資管理系統、運銷管理系統等，實現了選煤廠各業務數據的實時更新和在線共享。同時，建立了數據分析系統，通過數據分析實現各環節不斷優化，提高了選煤廠的洗選效率。

在智能化選煤廠，崗位工只需輕點鼠標，巡檢機器人便沿著預定軌道向前行進，集控室屏幕上傳來作業現場的實時圖像。通過加裝智能視頻分析系統、設備在線狀態監測系統、自動配煤系統等11個智能化洗選系統，選煤廠實現了現場無人化生產、生產數據實時查詢、大數據分析。

時光流轉，歲月更迭。對于紅柳林人而言，智能化建設的腳步從未停歇。“十四五”期間，紅柳林公司將以“只爭第一，不當第二，只爭唯一，不做并列第一”的氣魄，加快推進煤炭生產方式變革，創建“智能協同”標桿礦井，把人工智能、物聯網、云計算、大數據等與煤礦建設深度融合，形成智能感知、智能決策、自動執行的煤礦智能化體系，為煤炭行業高質量發展貢獻紅柳林力量。