近年来,黄陵矿业一号煤矿作为国家第一批智能化示范矿井,以科技创新为驱动,以数字化、网络化、智能化转型为抓手,持续向“新”发力、向“质”而行,就像哪吒的“三头六臂”“风火轮”和“混天绫”一样,强劲地推动矿井高质量发展。
智能化系统织就安全网
在一号煤矿,智能化系统如同哪吒的“三头六臂”,全方位守护矿井安全。
煤矿开采是一个极其复杂的体系,井下采、掘、机、运、通五大系统,动辄就有几十个子系统,如何对所有子系统实施智能联控,是制约煤矿智能化发展的首要难题。
一号煤矿将生产状态、设备工况、环境安全、人员管理、通信联络、环境监测、安全状态等18个业务系统,采煤、掘进、生产辅助等45个自动化子系统,902个功能点、21个生产重要场景、1.8万多个信息点实施智能联控,建成了智能管控云平台,形成“可视、可控、可算”的矿山数字孪生体,使分散的管理模式升级为立体化、透明化、科学化的管控体系,让煤炭生产更安全更智能。
“智能管控云平台实现生产系统监测智能化、作业标准化、控制协同化、操作便捷化,增强了矿井的安全保障能力,开辟了安全管理从‘人管’到‘智控’全面升级的新路径,让矿井从‘被动防御’转向‘自动免疫’。”一号煤矿副总经理张玉良说道。
安全生产是持续发展的基石,该矿着力于“科技+安全”同频共振,研发应用AI+NOSA智能风险管控系统,人工智能技术成为24小时值守的“安全员”,实时监管井下“三违”、非标准作业,安全生产有了“智”力保障。
近两年来,该矿立足技术再突破,在智能安全管理上迭代升级,建成智能安全风险综合一体化防控平台,提升实时感知、系统评估、超前预警、闭环处置的能力,对风险状态的精准监测、智能预警,对隐患治理的全程追溯、闭环管控,运用智能化技术筑牢平安之基。自该系统投入使用以来,一号煤矿“三违”发生率明显下降,作业违规行为年均下降17.4%,隐患发生数量每月平均下降10.3%,连续三年被中国煤炭工业协会评为“特级安全高效矿井”。
5G与AI驱动的技术革命
一号煤矿的智能化技术就像哪吒的“风火轮”一样,推进着速度与精准,让生产如虎添翼。如5G+无人巡检机器人、5G+透明地质……5G与工业互联网的联袂“出演”,让生产效率实现“神话级”飞跃。
走进一号煤矿调度指挥中心,好像跨入一个全景式3D影院,40块DLP无缝拼接屏幕上清晰展示着视频监控系统的界面,屏幕上,运行参数、生产场景、模拟动图正以毫秒级速度跳动更新。这是一号煤矿融合物联网、大数据、云计算和人工智能构建的矿井“最强大脑”。这一“大脑”正通过“5G+十万兆工业环网”,与300余套控制系统、7000余台传感器紧密连接,全方位感知矿井每一处的风吹草动。
一号煤矿将5G通信、大数据决策、三维建模等技术在煤矿开采作业中高度融合应用,实现由传统的记忆截割向三维空间感知、智能规划和自主截割的技术跨越。回采工效由每工82.15吨提升到110.85吨。
近年来,该矿借助AI人工智能、5G、智能终端等先进技术,在矿井关键领域和重点环节注入创新因子,用“智慧之钥”打开安全高效、管理协同、绿色经济的高质量发展“智慧矿山”之门。自2021年至今,该矿累计投资9.5亿元,建成了智能采煤、智能掘进、智能通风、智能供电、5G通信系统等44项智能矿井建设项目,构建了“生产智能化、运营精细化、管理标准化、决策科学化”的“1+1+N”智能化矿井模式,完成了Ⅱ类高级智能化矿井及高级智能化选煤厂建设目标,实现了从“系统智能化”到“智能系统化”的转变。
绿色与智能双轨并行
一号煤的智能化,就像哪吒的“混天绫”,搅动风云,推动绿色发展。
瓦斯,煤炭天生的“冤家”,它虽然是煤矿安全生产的大敌,时刻威胁着从业人员的安全,但它也是一种热值很高的清洁能源,用对地方可以转化为造福矿山的“绿色能源”。
“一号煤矿绝对瓦斯涌出量高达130m3/min,井田内瓦斯赋存丰富,瓦斯储量约为172亿立方米。一号煤矿低浓度瓦斯发电厂一期、二期工程分别于2015年、2016年成功运行,瓦斯发电厂已累计发电2.6亿度。”该矿总工程师付天河说道。
为进一步提高瓦斯综合治理水平,一号煤矿投资约7028万元,建成了四号风井瓦斯发电厂,利用国内最先进的燃气内燃机组发电。自去年4月份发电并网以来,累计发电3600万度,创收2500万元,二氧化碳减排当量19.77万吨,实现了灾害治理、经济效益和环境效益的多赢。
煤矿井下疏干水是在煤矿采掘中涌出的污水。水质极不稳定,硬度、矿化度、铁锰均较高,因此一度被贴上“工业废水”的标签。该矿坚持“煤水共采、变废为宝、循环利用”的治理理念,建设井下复用水处理站,为疏干水复用开辟新途径,助力绿色发展。
“我们通过研判分析,将复用水处理站布置于北一2#进风巷内,创新采用混凝分离+RO工艺,投用智能化煤矿采空涌水井下复用系统。该系统年处理废水76.7万立方米,年节约水费218.6万元。”该矿机电部部长宋焘介绍道。
一号煤矿大力实施循环经济战略,不断加大资金投入,借力引智,积极探索、总结、推广煤与瓦斯、疏干水集约、安全、高效、绿色共采的新技术、新途径,将瓦斯、疏干水弃“恶”从“善”,变“废”为宝,化“害”为利,蹚出了一条具有自身特色的绿色开采之路。