“智”引未来“能”汇枣泉奋力建设安全绿色高效和谐幸福的枣泉煤矿--国家能源集团宁夏煤业公司枣泉煤矿智能化示范矿井建设成果及经验.pdf
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1、Intelligent Demonstration Mines智能示范矿井“智”引未来 “能”汇枣泉奋力建设安全绿色高效和谐幸福的枣泉煤矿国家能源集团宁夏煤业公司枣泉煤矿智能化示范矿井 建设成果及经验 张兵 梅晓虎 康向南 杨伟国家能源集团宁夏煤业公司枣泉煤矿(简称枣泉煤矿)是国家能源集团宁夏煤业公司主力矿井,位于灵武矿区南部,面积约56.7 km2,可采煤层8层,全矿井地质储量9.65亿t,可采储量5.26亿t,设计服务年限75.6 a,核定生产能力800万t/a。矿井为分区式通风,通风方法为抽出式,布置12条井筒,安装4套主扇通风机。各煤层顶底板材质多为泥质胶结的粉砂岩或细砂岩,煤层气含量
2、低,煤尘存在易爆炸、易自然发火的风险,水文地质条件中等。所产煤种为低灰、低硫、高化学活性、中高发热量、优质环保洁净的不粘结煤。“建设智能化矿井是煤炭企业高质量转型发展的必由之路,是矿井安全高效绿色开采的有力支撑,是降低企业运营成本的必然选择,是提高职工幸福12Journal of Intelligent Mine2023 年第 10 期2023 10杂志官网:指数的重要保障”,这是枣泉煤矿基于矿井“四大一多一高”的复杂开采条件,在智能化矿井建设的艰辛探索和实践应用中得出的深刻认识。近年来,枣泉煤矿坚持安全、清洁、稳定生产,把守正创新作为引领发展的第一动力。锁定建设一流智能化示范矿目标,在煤炭行
3、业“两化”深度融合上先试先行,示范引领,全要素推进智能化矿山建设,以“智能生产”降低职工劳动强度和安全风险,以“智能管理”提升企业经营效能,以“智能生活”提升职工幸福指数。在智能化矿井建设中厚植了思维,凝聚了共识,积累了经验,储备了人才,蹚出了路子,干出了样子。智能化矿井建设迈出了坚实步伐,枣泉煤矿干部职工在思想观念、作业方式、技能效率意识等方面发生了诸多变化。瞄准前沿 全力攻关 智能生产打造新引擎(1)“智能采煤”提档升级,实现常态化应用枣泉煤矿220704智能工作面作为国家能源集团首批20个智能化工作面之一,建成之后实现了“有人监护,无人操作”的常态化自动割煤(图1),液压支架跟机率94.
4、5%,采煤机记忆截割率96.7%,近300 m长的工作面只安排1名监护运维人员,单日自动化割煤达到了13刀,减人提效、降低劳动强度的效果显著,职工为之点赞,生产一线用工紧张的局面也得到了缓解。近年来,枣泉煤矿又建设了 220705、220608 2个高起点、高水平、更加完备、更为稳定的智能化工作面。通过艰辛探索实践,攻克了适应不同倾角的自动跟机移架技术难题,并在倾角超过31的220608工作面成功应用该技术。在工作面回风巷超前段和上隅角成功应用单元支架替代单体柱支护技术,既确保了支护安全,又降低了劳动强度。在智能综采工艺的不断实践和探索中,共取得了开采工艺自由编辑、支架上窜下滑智能管控、全运输
5、系统智能调速等12项技术突破,形成了人与设备、设备与设备、设备与采场智能对话,自成系统的“3+1”智能开采模式。220705工作面实施智能化开采后(图2),采煤队生产班人员由单班23人减少至13人,人员减少43.47%;工作面人员由单班11人减少至6人,人员减少36.36%,其中:采煤机司机1人(负责监护采煤机割煤过程中煤机、护帮板、电缆、管路运行情况),上端头支护2人,下端头支护2人(负责超前支柱的回收和支设),班长1人(负责生产现场指挥、协调工作),其他核减人员根据矿总体部署,安排至矿内其他岗位进行作业。130203综放工作面在较为复杂条件下也实现了少人化智能开采。几代煤矿人坐在办公桌采煤
6、的梦想,在枣泉煤矿得以逐步实现。截至目前,220706智能化工作面已完成安装调试工作。110201(III)大采高智能化综放工作面成功应用了“六大系统”“23”项功能(图3),在单向智能化割煤工艺的基础上,提出基于采煤机位置关系对支架尾梁、插板动作进行时间、频率的控制策略,实现了多轮次智能化放煤工艺,液压支架跟机率和采煤机记忆截割率均达到95%。图2220705智能化工作面图1220704工作智能开采平台13Intelligent Demonstration Mines智能示范矿井(2)“智能掘进”突破瓶颈,力促新旧动能转换受复杂地质条件制约,矿井采掘接续一度非常紧张。枣泉煤矿以“目标牵动、思
7、想发动、政策驱动、创新撬动”为抓手,综合施策,先后创造了大断面全岩巷道241 m、大断面全锚索支护煤巷533 m、煤岩巷556 m、煤巷756 m等多个宁夏回族自治区综掘单进纪录。但成绩的背后,是现场作业人员的体能、技能和工序衔接发挥到极致的结果,随着职工年龄增加、体能衰退,这样的快速掘进将面临难以持续的窘境。为改善作业环境、降低劳动强度、实现持续高效掘进,枣泉煤矿在220707辅助巷率先使用了四臂式大功率掘锚一体机,引进永磁带式输送机、输送带自移机尾、气动单轨吊和自移除尘风机等新设备和新技术。针对设备配套及工艺上存在的痛点、堵点,合力攻关,创新改造,实现了远程操控截割、全程视频监控、机械化辅
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