攻克四大難關(guān)后，開灤集團(tuán)錢家營礦業(yè)公司薄煤層綜采工作面成功開啟了“有人巡視、無人操作”的智能化開采模式

“各部位巡視人員請注意，自動化采煤現(xiàn)在開始。”開灤集團(tuán)錢家營礦業(yè)公司集控中心操控人員通過通信設(shè)備發(fā)出指令，沒過幾秒，通信喇叭傳來嘀嘀聲，“外圍設(shè)備確認(rèn)完畢，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程操控”，“采煤設(shè)備確認(rèn)完畢，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程操控”……各部位巡視人員陸續(xù)回答后，操控人員按下一鍵啟停按鈕，工作面采煤運煤設(shè)備依次順序自動開啟，顯示器顯示采煤運煤設(shè)備啟動和生產(chǎn)的實時畫面……

這是前不久錢家營礦業(yè)公司薄煤層工作面——1355E工作面智能化開采的一個場景。

煤礦智能化開采，在我國并不是新鮮事兒，但在賦存條件復(fù)雜的薄煤層進(jìn)行智能化開采的并不多。日前，錢家營礦業(yè)公司做到了。

敢想還要付諸行動

錢家營礦業(yè)公司于1988年12月建成投產(chǎn)，2015年核定年生產(chǎn)能力570萬噸，有6個可采煤層，可采煤量6.38億噸。該公司是開灤集團(tuán)主力礦井，也是河北省第一大礦。煤種屬稀缺肥煤，素有“工業(yè)味精”之稱。

“我們公司5煤層的煤灰分低、硫分低、發(fā)熱量高，如果把5煤層的煤挖出來，可以提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。”錢家營礦業(yè)公司總工程師呂華新說，“但是，5煤層是一個薄煤層，如果依靠人工采，不僅成本高，還增加了員工的勞動強(qiáng)度。我們設(shè)想，可不可以把智能化開采技術(shù)引入這個煤層？”

為此，錢家營礦業(yè)公司組建了技術(shù)團(tuán)隊，開始攻克薄煤層智能化開采技術(shù)難關(guān)。

“其實，我們公司在薄煤層應(yīng)用智能化設(shè)備的想法早就有了，只是時機(jī)不成熟。”呂華新說，“目前，國內(nèi)外真正實現(xiàn)薄煤層智能化開采的礦井寥寥無幾，主要在采煤機(jī)記憶截割、電液控支架跟機(jī)自動化、三角煤智能開采、視頻融合控制四大方面存在難題。只要這些難題解決了，想法就能實現(xiàn)。光有想法不行，我們得克服困難，行動起來。所以，我們的技術(shù)團(tuán)隊主要針對這四大難題開始攻關(guān)。”

攻克四大技術(shù)難關(guān)

錢家營礦業(yè)公司的技術(shù)團(tuán)隊多次到山西、陜西等地進(jìn)行實地考察，最終選定了可以滿足本公司要求，且智能化程度高的采煤機(jī)、液壓支架、刮板輸送機(jī)“三機(jī)”和智能控制系統(tǒng)。他們將工作面集控中心和“三機(jī)”移動配電站布置在風(fēng)道里口的設(shè)備列車上，集控中心采用的自動化綜合智能控制平臺集成了液壓支架跟機(jī)自動化技術(shù)、采煤機(jī)遠(yuǎn)程控制技術(shù)、工作面視頻監(jiān)控技術(shù)、遠(yuǎn)程集中控制技術(shù)，對各設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和專家式診斷，實現(xiàn)智能控制。

“找到設(shè)備不難，可是安裝到井下卻費了不少勁兒。”呂華新說，“設(shè)備入井前，我們嚴(yán)格調(diào)試，發(fā)現(xiàn)問題就及時與廠家聯(lián)系進(jìn)行解決，直到最優(yōu)化為止。”

為了優(yōu)化復(fù)雜地質(zhì)條件下的“三機(jī)”配套，他們還為1355E工作面量身定做了一款特別的采煤機(jī)。這款采煤機(jī)機(jī)身輕巧、適應(yīng)能力強(qiáng)，且布設(shè)了多個傳感器，操控人員通過監(jiān)視各個傳感器參數(shù)及電機(jī)電流、跟機(jī)視頻等可以實現(xiàn)采煤機(jī)的遠(yuǎn)程控制和記憶截割。此外，他們還與廠家共同完成了液壓支架高度降低、液壓支架自動跟機(jī)等技術(shù)革新。

設(shè)備運送到錢家營礦業(yè)公司后，技術(shù)團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)還有一些小問題沒有解決，仍然無法下井。技術(shù)團(tuán)隊就地開始整改，對采煤機(jī)液壓系統(tǒng)的國標(biāo)管進(jìn)行改裝，給電液控系統(tǒng)加裝了主線路保險等，以滿足井下使用要求。

“下井調(diào)試時，設(shè)備又出現(xiàn)了視頻主機(jī)頻繁重啟，畫面模糊、卡頓，跟機(jī)效果差等問題。我們當(dāng)時真的是徹夜難眠，總在思考究竟是哪里出現(xiàn)了問題？”錢家營礦業(yè)公司生產(chǎn)技術(shù)部機(jī)電室副主任張海坡說，“我們多次與廠家取得聯(lián)系，積極配合廠家進(jìn)行設(shè)備檢測，解決了軟件設(shè)置問題、IP沖突問題，升級了數(shù)據(jù)庫。為了讓視頻畫面清晰，我們又在工作面增加了燈光照明，并調(diào)整了攝像頭解碼器的參數(shù)。”

2017年6月，設(shè)備在井下安裝調(diào)試完畢，終于可以正式采煤了。操控人員按下一鍵啟停按鈕后，發(fā)現(xiàn)外圍的設(shè)備還未啟動，采煤工作面的設(shè)備移架程序先行啟動了，造成轉(zhuǎn)載機(jī)頭堆煤停車。經(jīng)過研究分析后，技術(shù)團(tuán)隊修改了遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)的程序，解決了這一問題。隨后，他們又調(diào)整采煤機(jī)頂溜移架順序，破解了三角煤區(qū)域自動頂溜、移架不到位等開采難題。為了保證電液控支架的優(yōu)質(zhì)動力，他們又在集中供液系統(tǒng)配備了三泵三箱的智能泵站和軟化凈化水處理系統(tǒng)。

經(jīng)過一系列自主攻關(guān)，薄煤層智能化開采技術(shù)在1355E工作面終于成功應(yīng)用了。

執(zhí)著攻堅后的驚喜

“從2017年6月投產(chǎn)到12月底采煤結(jié)束，幾個月的時間里，薄煤層智能化開采技術(shù)發(fā)揮了重要作用，1355E工作面共采煤近50萬噸。由于5煤層的煤質(zhì)好，產(chǎn)品精煤回收率達(dá)到47%，配洗后可達(dá)到48.6%，總體灰分降低0.47%，效益明顯提升。”呂華新高興地說。

不但效益上去了，整個采煤過程的操作也變得簡單、安全、高效了。應(yīng)用薄煤層智能化開采技術(shù)以后，操控人員在集控中心可以對電液控支架的集中供液系統(tǒng)和外圍運煤系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程智能控制；通過330度云臺攝像儀，可以實時跟蹤采煤機(jī)推進(jìn)情況；應(yīng)用電液控主機(jī)開啟支架自動跟機(jī)技術(shù)，實現(xiàn)了電液控支架隨采煤機(jī)行走支架自動移架及推溜和三角煤跟機(jī)。

“在1355E工作面應(yīng)用的薄煤層智能化開采技術(shù)，不僅讓我們實現(xiàn)了當(dāng)初的夢想，也收到了用人少、效益好、安全高效的效果。下一步，我們將大力推廣薄煤層智能化開采技術(shù)，以有效解決效益煤層接續(xù)難題。”呂華新說。