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               中國石油和化學工業聯合會主辦
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              《中國煤化工》
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              “智能化”引領山東煤炭行業高質量發展
              作者: | 來源:中國煤炭網 | 時間:2020-09-24

                  煤炭,作為重要的傳統能源行業,是我國國民經濟的重要組成部分。對山東而言,煤炭行業在保障能源供應、促進能源事業發展方面更是具有舉足輕重的作用和地位。近年來,山東省能源部門在習近平總書記“四個革命、一個合作”能源安全新戰略指引下,按照山東省委、省政府決策部署,緊緊圍繞“減人、提效、保安全”,高標定位,由點到面、創新突破,加快推動煤礦智能化建設,有力促進了煤炭行業高質量發展。

                  據山東省能源局提供的數據,該省現有生產建設礦井102處,其中生產礦井99處,核定生產能力1.3億噸;截至今年8月底,共有61處實施智能化建設,建成智能化采煤工作面85個,遠程控制掘進工作面98個,另有56個采煤面、54個掘進面正在加快推進。

                  堅定扛牢責任 積極擔當作為

                  2019年5月,在山東省能源局舉辦的全省煤礦智慧化建設和智能化改造論壇上,國內一流專家齊聚山東,把脈問診、支招獻策,交流經驗、共謀大計,標志著山東煤礦智能化建設全面拉開序幕。這對山東煤炭行業、乃至整個能源事業來講,不僅具有現實的實踐意義而且具有長遠的戰略價值。

                  這是深入貫徹“四個革命、一個合作”能源安全新戰略的重大使命。習近平總書記提出的“四個革命、一個合作”能源安全新戰略,從全局高度明確了保障能源安全、推動能源事業高質量發展的方向和路徑。山東能源需求的壓力巨大,能源消費總量長期居全國首位,煤炭一直是保障能源安全穩定供應的“壓艙石”。與此同時,伴隨著能源轉型的大趨勢,山東作為煤炭生產和消費大省,也肩負著推動技術創新、促進能源轉型、實現可持續發展的重任。加快推進煤礦智能化建設,推動煤炭行業高質量發展,就是落實這一重大戰略思想的具體行動。

                  這是實現煤炭行業安全發展的重大責任。生命重于泰山、安全大于天,煤炭開采是高危行業,安全生產歷來是頭等大事。經過多年開采,加上受賦存條件影響,山東煤礦災害威脅具有普遍性,其中沖擊地壓礦井41處,采深超千米沖擊地壓礦井20處,安全生產風險多、管理難度大。山東省能源部門堅定踐行新發展理念,將煤礦智能化作為破解安全生產難題的主攻方向,以智能技術裝備改善高危作業環境,切實將井下作業人員風險降至最低,做到無人則安、少人則安,既可以贏得自身發展主動,又能為全國煤炭行業安全發展提供經驗借鑒,為建設現代化能源體系作出應有貢獻。

                  這是推進煤炭行業生產方式根本變革的重大機遇。隨著經濟進入新常態,依靠成本要素驅動、大量投入人力資源和消耗環境的發展方式已難以為繼。實現“勞動密集型”向“科技密集型”轉變,需要尋求新思維、新方式、新機制、新平臺,加快煤礦智能化建設,推進生產方式根本變革,為煤炭行業轉型升級、實現“由大到強”戰略性轉變帶來了千載難逢的歷史機遇。

                  面對新舊動能轉換新要求和減人、提質、增效、保安全新任務,山東省能源部門堅定扛牢責任、積極擔當作為,錨定目標、加倍努力,主動摒棄“粗放增長”、科學扭轉“路徑依賴”,堅定不移地朝著智能化發展方向邁進。

                  架起四梁八柱 明晰實施路徑

                  思深方益遠,謀定而后動。近年來,山東省堅持規劃先行,從總體要求、發展目標、主要任務等提出系統頂層設計,架起智能化建設四梁八柱,明晰具體工作要求和實施路徑,為全面推進煤礦智能化建設提供堅強支撐。

                  2019年3月,成立省級智能化建設工作領導小組,同步指導各礦業集團、相關煤礦成立專門工作機構,從技術、人員、資金、措施和完成時限等五個方面進行規劃部署。2019年5月,山東省組織召開全省煤礦智慧化建設和智能化改造論壇,邀請國內一流專家研討行業技術難題和發展方向。2019年6月,山東省率先在全國印發省級層面第一個煤礦智慧化建設和智能化改造指導意見,為煤礦智能化建設描繪了路線圖和施工圖。2019年9月,山東省出臺國內首部煤礦沖擊地壓防治省級政府規章——《山東省煤礦沖擊地壓防治辦法》,倒逼煤礦加快推進智能化開采。2019年12月,山東省印發全省煤礦智能化建設實施方案,細化智能化建設的實施步驟、技術路徑和保障措施。2020年5月,山東省印發全省煤礦智能化驗收辦法,完善煤礦智能化建設標準體系。通過出臺一系列法規、意見及文件政策,山東省構建形成了“1235”的智能化發展總體思路。

                  “1”,牢樹“一個理念”。踐行“以人為本、生命至上”安全發展理念,通過裝備升級和技術革命,煤炭生產向更安全、更高效、更集約的方向加快邁進。

                  “2”,堅持“兩個導向”。本著先急后緩、先易后難、依次推開的原則,推動智能化由采掘工作面向礦井全系統延伸,由示范煤礦向全省煤礦拓展。

                  “3”,實施“三步走戰略”。第一步,2019年底,山東省沖擊地壓礦井采掘工作面全部實現智能化;到2020年底,全省大型煤礦全部實現智能化開采,智能化開采產量達到50%以上。第二步,“十四五”期間,全面推開智能化建設,智能化開采產量達到70%以上。第三步,到2030年基本完成煤礦智能化建設。

                  “5”,遵循“五個結合”創建原則。堅持企業主導與政府引導相結合,強化企業主體責任,激發企業積極性和內生動力;加強規劃和政策引導,營造煤礦智能化發展良好環境。堅持統籌規劃與分步實施相結合,加強統籌規劃,按照重點突破、全面推行、鞏固提升三個階段分步推進煤礦智能化發展。堅持因礦施策與典型示范相結合,根據煤層賦存條件、資源儲量、生產能力等情況,分類推進、精準施策;優先選擇基礎條件較好的煤礦,建設一批示范工程,選樹一批示范煤礦。堅持突破重點與全面推進相結合,以沖擊地壓礦井智能化建設為突破點,先行先試;充分發揮省屬煤炭企業帶動作用,市縣屬煤炭企業不等不靠、同步推進智能化建設。堅持創新推動與合作共享相結合,加強科技創新,推動智能化技術與煤炭產業融合發展;鼓勵多元合作、跨界聯合、開放共享,構建煤礦智能化產業生態體系。

              在此基礎上,山東進一步明確煤礦智能化建設的7個重點領域,即:推進新建煤礦智能化,建設智能化生產、安全保障、經營管理等多系統、多功能融合的一體化平臺;推進采煤智能化,采煤工作面采用智能控制技術和可視化遠程干預控制技術,合理應用綜采工作面智能成套裝備;推進掘進智能化,推廣煤巷“掘支運”三位一體先進技術與裝備;推進機電運輸系統智能化,推廣應用視頻監視、智能監測與保護、自動控制或集中控制等技術,減少固定崗位人員;推進生產集中控制智能化,建設煤礦智能化管控信息平臺,推廣應用井上下無線終端平臺,完善工業環網和無線網絡;重點突破煤礦機器人研發與應用,攻克掘進機自動定位截割、錨桿自動鉆裝、放頂煤自動識別控制等關鍵技術;實現煤炭開采少人化,采掘工作面重點崗位實現機器人操作,逐步實現煤炭采掘一線少人化。

                  綜合施策攻堅 全力以赴推進

                  “推進煤礦智能化建設不能一哄而上、千礦一面、搞形象工程,還要避免條框限制。必須堅持問題導向和目標導向,實事求是、分步實施、示范帶動、積累經驗,然后由點及面、有序推進!鄙綎|省能源局相關負責人介紹說,當前山東煤礦智能化建設正沿著規劃目標高質量推進,整體工作四面開花、亮點紛呈,走出一條獨具特色的發展新路子。

                  源頭治理,重點突破。針對沖擊地壓災害威脅這一“心腹大患”,山東以沖擊地壓礦井為突破點,先行先試,從根本上控風險除隱患。首先,嚴格“16/9”限員!睹旱V沖擊地壓防治辦法》的頒布,從政策上明確“2019年底,沖擊地壓礦井采掘工作面必須實現智能化,作業人員控制在16人、9人以內,否則一律停產”。截至2019年底,全省沖擊地壓礦井采掘工作面已實現智能化全覆蓋和“16/9”限員目標。新礦集團建成32個工作面,平均單面減人11人,工效提高40%以上,有12個工作面只保留2人巡檢。其次,嚴格“三限三強”管控。限采深:新建礦井不得超過1000米,改擴建礦井不得超過1200米,生產礦井限期退出1200米以深開采;限強度:嚴禁集團公司向所屬煤礦下達超生產能力的利潤指標和生產計劃,嚴格各礦井按核定能力組織生產,嚴實生產能力登記、公告、承諾制度;限定員:即落實“16/9”限員措施。強支護:必須采用強力支護方式提升支護質量;強監測:必須全面實施綜合監測預警;強卸壓:必須采取有效卸壓措施保證開采活動處于低應力范圍。第三,嚴格“一礦兩面三刀”。圍繞“降速、減量、保安全”,山東省能源局會同山東煤監局對41處沖擊地壓礦井逐礦論證,確定采掘工作面個數和推進速度,對采深超千米沖擊地壓礦井嚴格“兩面三刀”,即采煤工作面控制在2個以內、每日推進速度控制在3刀以內,形成“一礦一策、一面一策”。據此,在2019年采深超千米沖擊地壓礦井核減產能20%的基礎上,山東逐礦重新核定生產能力,累計核減1344萬噸,占全省煤礦產能10%,降低開采強度。

                  明確標準,系統延伸。山東省能源局搶抓新一輪工業革命機遇,緊跟科技前沿,會同山東煤監局出臺智能化建設驗收標準,以大型煤礦為重點,推動智能化向礦井全系統延伸,著力打造技術領先、契合實際的智能化建設“五化體系”。一是采掘系統“少人化”:采煤工作面實現遠程一鍵啟停、自動記憶割煤、故障自診斷等功能,做到“有人監控巡視、設備自動作業”。掘進工作面實現環境感知、自主導航、自動截割等功能,做到“人機分離、遠程控制”。二是機運系統“無人化”:實現主提、主運、供電、排水等固定場所無人值守或集中控制。推行井下高速運輸圈、單軌采區運輸網和智能巡檢系統,做到輔助運輸連續化、快速化。三是防災系統“動態化”:重點圍繞沖擊地壓防治,實現超員報警、視頻監控、智能鉆進、閉合管控等安全管理,做到災害動態預判和適時預警。四是信息系統“集成化”:運用大數據、虛擬現實等技術,構建工業環網和5G無線通訊相結合的傳輸網絡,鋪設信息化“高速路”。五是人員定位“精確化”:山東全省煤礦已全部建成人員精確定位、應急廣播和無線通訊“三大系統”,覆蓋井下所有區域,實現人員位置實時監測和雙向呼叫,定位精度達厘米級。

                  分類施策,典型引領。山東堅持因地制宜、科學把握不同類型礦井差異性和發展特征,突出重點、精準施策,典型示范、引領推動,打造了一批省級智能化示范礦井,積極爭創國家首批示范礦井,輻射帶動智能化建設向縱深突破。針對綜放開采礦井,鮑店煤礦建成國內首個常態化智能綜放工作面,首次實現時序控制自動放煤技術的常態化應用,形成“設備智能控制為主,遠程干預控制為輔”的智能化生產新模式。目前,智能化綜放工作面每個班次只需7名作業人員,與傳統工藝相比,人員減幅達50%以上。針對大采高礦井,棗礦集團付煤公司通過煤礦智能化建設,建成省內首個大采高智能化采煤工作面,實現一個平臺一部手機“智聯”一座礦山,于2017年2月,在全國率先取消采煤夜班生產。到2018年3月,憑借大力實施提升裝備水平、優化生產系統、優化勞動組織,棗礦集團本部11對礦井陸續全部取消采煤夜班生產。針對薄煤層礦井,2016年9月,濱湖煤礦在16層煤成功應用全國首套薄煤層智能化采煤機組,通過采煤機和刮板機協同控制系統、液壓支架電液控、遠程智能控制平臺等,實現了1.3米以下遠程干預操控和薄煤層“有人安全巡視、無人跟機作業”智能化開采。2017年,濱湖煤礦一舉扭轉多年虧損局面,實現盈利;2018年,《薄煤層綜采遠程可視智能化成套設備研發與應用》創新成果被命名為煤炭行業兩化深度融合示范項目。針對透明化礦井開采,2020年9月,臨礦集團郭屯煤礦首次將5G技術、TGIS管控平臺、全自動測量機器人動態精確定位系統應用于井下智能自適應綜采工作面,常態化生產成果達到國際領先水平。針對服務年限久的礦井,重點推廣翟鎮煤礦“單班百人”的經驗。同時,推廣萬福煤礦智能化建設與礦井基建同步設計施工、高莊煤礦選煤廠分選密度智能控制和手機APP智能巡檢的經驗。

                  強化要素支撐 保障建設成效

                  智能化建設是一項復雜的系統工程,離不開政策激勵、資金投入、科技創新等環節要素支撐。為此,山東省采取了一系列引領性、撬動性等政策舉措,全力保障推進。

                  健全工作機制。做到“三個到位”:一是工作責任到位。各級主管部門、煤炭企業及煤礦均成立相應機構,將智能化建設作為各級“一把手”工程,統籌協調,定向把關,自上而下構建起網格化責任體系。二是規劃落實到位。督促各煤炭企業及煤礦制定智能化建設三年規劃和年度方案,明確目標任務、工程項目和時間節點,倒排工期、掛圖作戰,確保各項工作落實落地。三是調度督導到位。實行一周一調度、一月一通報、一季一分析,動態掌握進展情況,及時協調解決推進過程中遇到的重大問題。將智能化建設納入執法檢查重要內容,逢檢必查,逢查必嚴,壓緊壓實企業主體責任,督促任務措施落到實處。

                  加大政策支持。采取“三優先、三傾斜”激勵政策!叭齼炏取奔矗簩Π粗悄芑瘶藴式ㄔO的新建礦井,優先審批或核準;對省級智能化示范礦井,優先給予產能置換支持;除沖擊地壓礦井外,對率先實現智能化開采的礦井,如需釋放先進產能,優先辦理產能核增手續!叭齼A斜”即:充分發揮財政資金導向作用,爭取中央預算內安全改造投資向智能化項目傾斜,省市縣配套資金向智能化項目傾斜,企業安全生產投入向智能化項目傾斜。2019年以來,山東省累計實施中央預算內智能升級改造項目33個,爭取中央預算內資金2.5億元,省市縣配套資金1億元,帶動企業投入110億元,為智能化建設提供了強有力的資金支持。

                  推動科技創新。針對當前智能化建設關鍵核心技術不足的問題,山東省能源局及時指導山東能源集團成立智能開采工程實驗室、國內首家智能開采試驗中心,集中開展智能化技術研究攻關。特別是在井下機器人方面,開展了采掘工作面機器人群、膠帶輸送機巡檢機器人、防沖鉆孔機器人等22類技術研發推廣,超過國家煤礦機器人研發目錄的60%,目前已應用于26處礦井、200余臺套。采煤機器人實現自動斜切進刀、記憶截割率達到93%,掘進機器人實現實時精確定位和遠程控制,膠帶輸送機巡檢機器人實現實時監測巡檢和故障異常報警。此外,國家目錄外研發應用的多功能裝卸料機器人,實現井下沉淀池機械手清挖等功能。山東這些機器人技術,均達到國內領先水平。

                  強化人才支撐。專業人才匱乏是制約智能化發展的重要因素,山東省能源局指導全省煤炭行業“培引結合”,有效加強了人才隊伍建設!芭唷本褪羌哟笈嘤柫Χ,將智能化建設納入安全培訓考核重要內容,提升全員技術水平和業務素質。2019年以來,累計組織煤礦企業主要負責人和安全生產管理人員考核3300余人次、特種作業人員培訓18000余人次;舉辦智能化專題培訓9期、1300余人次!耙本褪枪膭钇髽I實施頂尖人才引進“一事一議”,與高等院校合作,設立相關專業或培養方向,共建實習實訓基地,培養一批技能型人才,為智能化建設提供強大的人才支撐。

                  長風破浪會有時,直掛云帆濟滄海。山東勇立潮頭、積極探索、以智賦能,在創新發展中不斷前行超越,煤礦智能化建設取得喜人成績。未來,在“四個革命、一個合作”能源安全新戰略指引下,在新舊動能轉換大潮中,山東省將以更高站位、更大力度、更實舉措,推動煤礦智能化建設提檔升級,努力在高質量發展上趟出一條路子來,為全省能源行業創新發展作出新的更大貢獻,為全國煤礦智能化建設貢獻“山東智慧”、提供“山東方案”。

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