基于智能化+标准化的煤质管理模式研究

2022-07-09李婕

西部探矿工程 2022年6期

李婕

（晋能控股煤业集团挖金湾煤业公司，山西大同 037000）

2020年国家发改委等相关部门就煤矿智能化等问题发布了《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，文件中就智能技术和煤炭行业有机结合等问题提出了指导性意见。文件中指出，智能化、标准化时煤炭行业未来发展的必由之路，当前智能化技术已经逐渐覆盖煤炭产业的各个环节。对于煤炭企业来说，企业追求的最终目标是在确保质量的前提下实现利润的最大化，煤炭质量的管控是确保企业在行业竞争中占据有利地位的关键因素。

本文以晋能控股煤业集团作为研究对象，该集团沿用的是三级管控方式，也就是“事前预测—事中控制—事后处理”的管控方式，将煤质管控分为商品煤生产单元链+“三级梯度”等环节分别进行监督，执行人员分组稽查+煤质管理人员定额量化积分考核的人员管理模式，该方式的优势在于各个管理模块相互协调互相配合，能够实现煤质的PDCA闭环管理，但是并未实现煤质的动态管控，实际管理过程中难以及时发现问题，往往是在质量问题的已经生成后采取措施降低损失，使得管控模式整体存在被动性和滞后性。

因此应当通过智能化程度的提升，确保煤质管理过程的智能化、标准化的实现，确保煤炭产业所有环节的实时监测，并且将该种管理模式和煤矿智能化体系相结合，实现人员调度的自动化，提升煤质管理的智能化、标准化、透明化程度，提升企业的经济效益，带动行业整体从提升发展速度向提升发展质量转变，形成良好的行业氛围。

1 传统煤质管理模式分析

煤质管理工作的主要管理内容包括：煤质预测、现场考察、质量检验、定时抽查以及报告撰写、事故应急预案等。此外每条商品煤生产单元链安排一名煤质管理人员进行监管，主要工作包括煤质管理方案优化、及时处理管理过程中出现的问题以及确保煤质管控工作同煤矿开采工作的适应性。为了实现煤质管控过程的优化，可以制定一套统一科学合理的管控制度，确保矿井和选煤厂制度的协调性和统一性，提升煤质管控工作的效率。执行单元链分组的人员管理模式。将整个单元链分为各个管理环节，明确责任划分，每个环节安排不同的管理人员进行集中管理，将具体任务明确划分到个人，确保管理者能够将任务落实到位，提升煤质管理工作的效率和监督效果。采取“三级梯度”煤质措施分解管理模式。将煤炭企业的年度计划进行细化，依次制定月度重点工作、每周重点工作以及每日重点工作，实现战略目标的细化，通过反馈调节的方式实现了煤质管控的闭环管理。但是这一管控方式并未实现煤质的动态管控，实际管理过程中难以及时发现问题，往往是在质量问题的已经生成后采取措施降低损失，使得管控模式整体存在被动性和滞后性[1]。

2 智能化+标准化煤质管理模式

智能化的管理模式能够做到“事前预测—事中控制—事后处理”，通过事前提前预测的方式进行防控、事中及时控制的方式进行调节、事后及时处理的方式进行止损，配合信息反馈系统的辅助工作，实现了煤质管控的动态控制。建立完善智能化煤矿、智能化选煤厂，和科学合理的管控模式相结合，切实提升煤质管理的标准化和智能化程度。智能化煤质管理的主要组成部分包括：由精密传感技术、智能检测技术、故障诊断机器人组成的控制系统；由煤质参数传递交互技术、煤炭水分监测技术、灰分监测技术、硫分监测技术组成的煤质自动化采制化系统，通过信息反馈技术进行辅助调节，实现煤质的动态管控。

2.1 事前预测预报

完善的煤质预测系统是事前预测准确可靠的基础，预测系统能够实现的功能包括:煤炭质量的事前预测、质量评价指标的制定、相关参数的实时监测、管理方案的执行、采集数据的处理以及结果的反馈等。将互联网技术融入煤质管控工作中，能够提升煤质管控各部门间的执行效率和信息传递速率，确保管理者能够及时获取煤质相关信息并进行相应调整，提升了煤质管控工作的效率和可靠性，充分发挥煤质管控工作对生产过程的指导作用。通过当前煤矿的钻孔测试数据以及综采工作面数据建立井田、煤层、盘区三维立体煤质预测模型和综采工作面三维立体煤质预测模型，实现整个开采过程中煤质的实时预测；通过图表处理的方式，将当前开采状态下煤质的预测结果转化为图表的形式进行显示，实现矿井原煤实时预测预报；结合图表的相关数据和当前生产过程的实际情况制定出相应的煤质评价指标以及矿井生产计划[2]。

2.2 事中过程控制

综采工作面配置检查机器人，实现截割过程中回采高度、煤层情况、围岩参数、顶板状态的实时监测，配合截割预警、采高预警、曲线图绘制等模块，确保煤炭质量的实时监测，控制系统根据监测结果实现智能决策并向末端执行系统发出相应的控制信号，提升了煤质管控的智能化程度。此外可以摄像头等辅助手段实现监测功能，例如在选煤厂装车运输胶带处设置高清摄像头，通过摄像头实现原煤外水参数的实时监测；选煤厂装车运输胶带上设置探测仪+高强度电磁除铁器，将原煤中的金属杂质进行去除，提升了后续设备工作的安全性和可靠性；在带式输送机上集成高精度电子秤，能够实现产煤速率的实时监测；综合分析当前市价、监测数据以及生产分选工艺，选取最优的生产分选策略提升分选效率；模拟运输环节的安检系统，对分选后的煤炭进行检测，确保煤质问题能够及时发现和处理；相关监督管理人员配备有专用的检测设备和矿用智能手机，在检测过程中能够将相关信息记录在“煤质预测现场管理信息系统”中。此外该系统还包含煤质措施制定和指令下达模块，管理人员能够对于发现的问题及时下达整改意见并将改进结果登记在绩效考核系统中，制定合理的赏罚措施同考核制度相结合，能够在提升煤质管控效率的同时提升员工工作的积极性。

2.3 全过程煤质信息监测及反馈

煤质预测管理系统通过对煤质的实时监测，将监测结果输入煤质信息反馈模块，通过反馈通道将管理过程中的煤质信息及时向矿井、选煤厂、煤质检测室以及相关职能部门及时反馈；管理者能够在系统中的“煤质分析”、“煤质指标分析”等模块实现数据共享，并根据相关要求生成煤质报表以及数据分析图表等；确保灰分监测、水分监测、硫分监测等模块集中在信息管理系统中，实现煤质参数的快速集成和反馈；在系统中集成煤质效益测算模块，根据当前的煤质监测参数以及公司的生产分选方式对公司效益进行预测，得出效益曲线图。

2.4 标准化建设

企业的煤质管理标准应当以公司内部成型的管理方案为依据，在此基础上融入煤质管理的相关内容，包括综采工作面原煤质量标准、商品煤质量标准、分选质量标准以及商品煤效益标准等。定期进行检查，对于煤质管控过程中发现的问题及时进行分析总结，根据当前存在的不足对煤质管控标准及性能调节，切实提升智能化管理的管理质量和效率[3]。

当前的管理模式具有智能化、标准化、透明化、效益最大化等优势。不仅克服了传统管理模式难以实现的动态管控等问题，也满足了绿色、环保、清洁、高附加值的煤市场发展趋势。智能化+标准化煤质管理模式总体架构如图1所示。

图1 智能化+标准化煤质管理模式总体架构

2.5 基于数字孪生技术的智能化+标准化煤质管理

在现有的煤质标准化管理体系的基础上，将互联网技术飞速发展的产物与之融合，提升煤质管控的信息化和数据可视化程度。通过物联网和大数据技术，能够对检测过程中的数据进行实时处理和分析，给出相关的分析结果直到煤质管控方案的调整；通过数字孪生技术对矿山模型进行对象孪生、过程孪生以及性能孪生，实现了煤质管理的数据可视化，使得管理过程更加直观、调节方案更加有效[4]。

3 智能化+标准化煤质管理组织机构配置研究

根据管理组织的机构配置和管理要求进行人员配置，配置如下:经理1人，主要工作是确保煤质管理工作的顺利进行和日常管控；煤质调度副经理1人，主要工作是确保各个调度模块的工作协调进行；煤质检查副经理1人，主要工作是对煤质工作进行监督反馈，对于出现的问题进行整改意见下达和后续监督执行；矿井煤质调度员2人，主要工作是确保井下煤质管理工作相互间的协调；分选煤质调度员2人，主要工作是监督井下的煤质分选工作；煤质考核管理员2人，主要工作是负责煤质管理人员绩效考核标准的制定、激励制度的制定以及考核结果的记录反馈；创新创效管理员1人，主要对煤质管控工作中的创新创效方案进行调查评价[5]。