走进国家能源神东煤炭集团丨逐“绿”而行,向“智”发力

2024-07-03 17:30:00    来源:中国煤炭报    

蓝白相间的厂房,蜿蜒纵横的皮带运输长廊,缓缓驶过的运煤列车……蓝天白云下,层峦叠嶂间,一座绿色智能化矿井拔地而起。这就是坐落在毛乌素沙漠与黄土高原交界处的国家能源神东煤炭集团(以下简称神东煤炭)榆家梁煤矿。

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神东煤炭矿区全景

神东煤炭位于山西、陕西、内蒙古交界地带,于1985年开发建设,井田面积1027平方公里,现有13座现代化安全高效矿井,总产能1.6亿吨。

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神东煤炭集团

近年来,神东煤炭深入贯彻习近平总书记“四个革命、一个合作”能源安全新战略,坚持绿色化、低碳化、高效化、多元化发展方向,围绕“综采工作面内少人或无人操作”发展目标,积极探索无人化开采技术,重点攻克薄煤层智能化开采难题,走出了一条高效率、低污染、低能耗的高质量发展之路。

采得好——薄煤层智能化开采提效率

走进榆家梁煤矿,只见工作人员坐在空调房中,轻点启动键,位于井下200米的采煤机便缓缓向前,滚滚乌金倾泻而出,而井下工作面现场空无一人……这是榆家梁煤矿43300薄煤层工作面的现场画面。

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神东煤炭榆家梁煤矿智能化综采工作面

“43300工作面属于薄煤层,以往工人采煤、检修设备都要弯着腰前行,无人化开采需求迫切。”榆家梁煤矿综采二队党支部书记、队长赵云飞说道。

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神东煤炭榆家梁煤矿综采二队煤机司机正在地面集控中心远程操作采煤

作为神东煤炭主力矿井之一,榆家梁煤矿井田面积56.33平方公里,地质储量5.04亿吨,可采储量3.84亿吨,矿区黄土沟壑纵横、植被稀少。同时,该矿工作面采高低、煤层薄、起伏影响大。

“薄煤层智能化开采离不开井上智能化设备支撑,也需要了解井下地质条件。”赵云飞说道。

换上蓝色工作服,戴上安全帽和自救器,乘上无轨胶轮车,约20分钟后,记者来到井下200米的43300薄煤层工作面。只见一台十几米长的采煤机挺立在幽深的煤巷中,前后端附着的齿轮锋利锃亮,旁边是一列排序整齐的百米长支架,通向煤巷深处。

“这个工作面采高1.8米,煤层薄,没实现智能化开采前,工人在煤巷中都要弓腰前行甚至爬行。”赵云飞领着记者穿过支架,“实现智能化开采后,工人真正从艰苦的环境、繁重的劳动中解放出来。”

顺着矿灯,记者看到只有零星的检修工在清洗采煤机上的煤泥,旁边粗大整齐的支架牢牢支撑着这个百米长的地下煤巷。

工作面距离井上操控室3公里,如何做到井下智能化无人采煤?

“实现无人化采煤有很多困难,主要是采煤机自适应巡航割煤缺少数据感知、井下多系统作业协同性差。”赵云飞说,“要将煤层信息数字化,构建动态可视化精确三维地质模型,建立数据库;利用传感器、矿用5G、人工智能等技术提取、分析数据信息,将其转化为执行指令,才能实现采煤机智能感知、自主决策割煤路线,做到综采工作面无人化生产。”

榆家梁煤矿薄煤层智能化开采可追溯到2008年。当时,榆家梁煤矿首个薄煤层自动化工作面竣工投产。2018年,榆家梁煤矿43101工作面智能化开采成功试生产。2020年,国内首个智能化薄煤层综采工作面在榆家梁煤矿启动。2022年,榆家梁煤矿43207工作面实现无人化生产。历经20多年探索,榆家梁煤矿工作面实现从机械化到智能化,从多人到无人的转变,目前已建成多个“自主割煤+无人跟机+智能决策”的无人采煤工作面。

回到智能化工作面远程控制室,电子大屏清晰展示着井下智能开采工作面,采高、割煤路线、采煤量等数据一目了然。

“应用智能化开采技术以来,工作面最高出煤8000吨/天,吨煤工效从127.5吨/工提高到187.5吨/工,工效提高了60%。综采队总人数由78人减少为48人,生产班单班作业人数由11人减少为4人,入井作业人数由11人减少为2人,工作面操作实现无人,用工成本减少约1550万元/年。”赵云飞说道。

“榆家梁煤矿无人化采煤工作面建成以来,首创了‘地面规划割煤、装备自动执行、面内无人作业’的无人化采煤模式,生产效率提升16.7%,无人化采煤工艺持续稳定运行时间超6个月。”榆家梁煤矿机电负责人丁文博表示。

靠得住——擦亮矿山人才技术底色

来到神东煤炭大柳塔煤矿智能集控中心,一群身穿白色工装的青年人正在控制屏幕前忙碌着,一张3米长的电子屏悬挂于集控中心一侧,神东煤炭13座煤矿的日产煤量、外购煤量、成本及利润总额等相关数据实时显示。

“大柳塔煤矿现有职工2255人,其中拥有专业技术职称的有459人,包括正高级工程师3人、高级职称人员10人、中级职称人员121人、初级职称人员256人;获得职业技能等级的有585人,占全矿人数的25.9%。”大柳塔煤矿智能运维队技术员白茹玺说道。

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俯瞰神东煤炭大柳塔煤矿工业厂区

2022年,大柳塔煤矿创新推出青年人才培养“青沃土计划”,为青年人才“搭台唱戏”。

“‘青沃土计划’旨在引导青年攻关前沿技术、开展技术创新,是将矿共青团工作有机融入人才培养体系的有力抓手,是加快青年职工成长成才的重要机制。”大柳塔煤矿团委副书记贺凯勃说道。

离开智能集控中心,记者穿上橙色工装,乘车来到井下智能综采工作面,只见大型采煤设备屹立在7米高的煤巷中,整齐有序的支架支撑在煤壁一侧。

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神东煤炭大柳塔煤矿综采工作面

“矿山智能化建设既要人,又要技术。”大柳塔煤矿活鸡兔井机电负责人刘孝军指着眼前的“采煤利器”介绍,“整个工作面实现井下无人开采,通过AI技术与应用场景的深度融合,实现工作面全景视频拼接,工人坐在智能集控中心即可一键启动整套采煤设备。”

行走在井下巷道,地面整洁如新,巷道一侧的几盆吊兰开得正盛,远处只有几名工人忙碌着。这得益于大柳塔煤矿活鸡兔井22上303工作面首创“2+2+1”的开采模式,即井下2人巡视、地面2人远控、跟班1人,通过人工智能和传感器,实现工作面全景监控和自动化减人。

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神东煤炭大柳塔煤矿综采五队队长在工作面查看设备运行情况

“根据井下工作面变化,及时更新技术和调整设备,实际应用需求推动着工艺装备转型升级。”刘孝军表示。

“榆家梁煤矿在建设无人化采煤工作面过程中,技术人员研发了16项关键技术。”赵云飞介绍,“有些是先研究技术,比如三维地质建模技术、5G高速通信技术;有些则是在解决工程问题中孕育出来的技术,比如割三角煤技术、支架主从调度技术等。”

目前,煤炭行业智能化开采技术日益成熟、装备制造水平日趋提升。“如何将无人化采煤推向纵深,在更大的范围实现工业化、常态化的应用,人是决定性的因素。”赵云飞说道。

治得好——打造绿色生态示范基地

乘车来到神东煤炭哈拉沟生态示范基地,站在山顶俯瞰,满目皆绿,亭台楼榭、滚滚松海、蜿蜒沟壑尽收眼底,微风拂过,草木清香沁人心脾。

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神东哈拉沟生态示范基地——煤海赛罕坝之神东印象

该基地以哈拉沟煤矿72平方公里井田及采煤沉陷区生态治理为基础,以全域土地综合整治、沙棘经济林建设与产业化发展、矿山“山水林田湖草沙”生态综合治理示范为主要内容,目前已建成沙棘经济林20平方公里,综合示范区7平方公里。

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神东煤炭矿区中心区域全景

神东矿区地处黄土高原丘陵沟壑区与毛乌素沙漠过渡地带,干旱少雨,植被稀疏,流动沙地占70%以上,是国家水土流失重点监督区和治理区。如何破解生态脆弱区生态保护和大规模资源开发的矛盾,是摆在神东煤炭人眼前的巨大挑战。

“建立‘三期三圈’生态防治模式,即实现‘采前防治、采中控制、采后营造’三期和打造‘外围防护圈、周边常绿圈、中心美化圈’三圈。”谈及矿区生态防治,神东煤炭生态环境管理中心副主任李强介绍,“我们坚持以水定城、以水定地、以水定人、以水定产、以水定绿的原则,形成了适合神东水资源、水环境、水生态协同治理模式。”

神东煤炭深入打好蓝天碧水净土保卫战,实施污染防治项目630多项,实施生态治理工程2500多项,植树4900万株。2020年,哈拉沟生态示范基地被水利部评为“国家水土保持生态文明工程”;2021年,“五采五治”“三期三圈”生态环保治理项目获得第十届“母亲河奖”绿色项目奖。

李强说:“几十年前,这里是一片荒漠,植被稀少,水土流失严重,导致矿区空气浑浊,天空灰蒙蒙的。实施生态防治之后,如今的矿区天蓝、水净、草绿,植被覆盖率由3%提高到64%以上,植物群落由以油蒿为主的草本群落演替为以沙棘为主的灌草群落;植物种类由16种增加到100多种,微生物和动物种群大幅增加,改善了降雨量少且不均匀的状况,逆转了脆弱生态环境退化方向,真正将沙漠变成‘绿洲’。”

上湾水土保持生态示范基地加快黑炭沟沟道生态复苏、打造白家焉生态经济林,补连塔水资源保护与利用生态示范基地建成30000吨/天全套水处理系统和生产生活生态利用系统,布尔台“绿水青山就是金山银山”实践创新基地建成10万亩生态林+50万千瓦光伏项目、现代温室15万平方米……神东煤炭坚持以习近平生态文明思想为指导,深入贯彻落实“黄河流域生态保护和高质量发展”重大国家战略,持续打造矿区绿色生态示范基地。

记者: 李乾

来源:中国煤炭报7月2日二版 原标题《逐“绿”而行 向“智”发力——走进国家能源神东煤炭集团》

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[责任编辑:赵远航]
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