基于减人提效管理的煤矿智能化建设工作实践

2023-03-07乔卫民

山东煤炭科技 2023年1期

关键词：钻机矿井智能化

乔卫民

（蒲县宏源煤业集团富家凹煤业有限公司，山西临汾 041200）

1 工程概况

山西蒲县宏源集团富家凹煤业基于减人提效管理的目的，对现阶段矿井人员构成情况进行分析，实施智能化相关项目建设，实现产业转型升级、减人提效。智能化建设的主要目标：

（1）全面感知井下人、机、环、管等的位置和状态，对采掘、运输、供电、供排水、一通三防及监测监控等设备进行控制。

（2）基于GIM 时空一张图为智能化矿井建设提供三维可视化、协同设计、仿真模拟、设备全生命周期管理等服务。

（3）通过软件定义，实现井上下各业务系统的数据融合与智能联动。

（4）大幅度减少井下生产作业人员，实现生产时井下作业人员不超过100 人，实现减人提效。

（5）构建成人、机、环、管多系统信息的感知融合、动态辨识、有效预警、智能决策和协同控制。

2 智能化建设实践

2.1 井下人员配备现状及分析

（1）检修班井下人员现状。检修班井下人员总数一般在395 人左右，包括现场作业人员346 人，安监、瓦检人员23 人，部室、区队走动检查人员24 人，矿领导、部室跟班人员2 人。

（2）生产班井下人员现状。生产班井下人员总数一般在274 人左右，包括现场作业人员244 人，安监、瓦检人员23 人，部室、区队走动检查人员5人，矿领导、部室跟班人员2 人。

为保证生产系统稳定高效运行，必须加强系统维护管理工作，检修班已基本没有减人提效空间。另外，矿领导跟班人员、走动检查人员以及安监、瓦检人员根据国家相关规定进行配置，已没有下降空间。智能化矿井建设要聚焦井下生产作业，开展智能化建设项目，简化生产系统，优化岗位配置，实现减人提效工作。

2.2 减人提效管理工作方案[1-2]

2.2.1 采煤生产作业方面的智能化建设

富家凹煤业在2020 年完成《基于动态地质模型大数据融合迭代规划控制策略的智能开采技术》项目，将智能化开采提升至基于透明地质规划截制的智能开采技术3.0 阶段，实现了由传统的记忆截割向三维空间感知、智能规划和自主截割的技术跨越。在富家凹煤业全面推广并实施3.0 版智能化开采技术，同时做好持续优化升级工作，实现采煤工作面每班生产作业人数由17 人降至5 人。

优化后生产期间跟班队长1 人，负责当班安全管理、隐患整改监督、工程质量考核；现场班长1 人，负责当班隐患落实整改、落实生产任务；工作面巡视工1 人，负责巡视工作面顶板、设备及质量；两端头支护工2 人，负责拉两端头支护、上下隅角封堵等工作。智能化建设优化前后岗位人员配备情况见表1。

表1 智能化建设优化前后岗位人员配备表

2.2.2 掘进生产作业方面的智能化建设

（1）煤矿全面推广并应用“110 工法”开采和智能快掘技术，可实现掘进与支护平行作业，单进水平提升至560 m/月以上，进一步提高矿井生产效率、降低万吨掘进率，矿井年掘进工程量降至20 000 m 以下，可减少2 个掘进队伍。（2）开展半煤岩巷道智能掘进机器人系统开发与应用，该智能掘进机器人系统由截割机器人、临时支护机器人、钻锚机器人、锚网运输机器人、电液控平台等组成，能够进一步提高掘进支护效率，保障安全生产，实现掘进工作面每班生产作业人数由16 人降至7 人。

智能化建设优化后生产期间跟班队长1 人，负责当班安全管理、施工现场总体协调等工作；班长1人，负责当班隐患落实整改、落实生产任务等工作；验收员1 人，负责验收隐患整改情况、工程质量检查考核等工作；智能掘进系统岗2 人，负责智能掘进系统运维管理等工作；智能钻机司机1 人，负责钻孔施工和监护管理等工作；维修电钳工1 人，负责工作面紧急条件下设备检修维护等工作。优化前后岗位配备对比见表2。

表2 智能化建设优化前后岗位人员配备表

2.2.3 探放水作业方面的智能化建设

将普通钻机回转器定向改造和配置测量系统、导向系统、动力系统等，升级改造成智能化钻机。该智能化钻机可实现钻孔智能化、自动化施工，钻孔深度自主计算验收和现场实时监控等功能。智能化钻机实施后每台钻机作业人员由3 人降至2 人，每班3 台钻机施工，探放水队生产班作业人员由9人降至6 人。

2.2.4 瓦斯抽采作业方面的智能化建设

开展基于高瓦斯矿井智能可视化打钻系统研究与工程实践项目，可实现自动化打钻、轨迹测定、智能识别验钻、可视化监控、语音对讲等功能。智能可视化打钻系统实施后每台钻机只需1 人现场作业，每班3 台钻机施工，抽采队生产班作业人员由9 人降至3 人。

2.2.5 生产辅助系统的智能化建设

（1）对矿井自动化系统进行全面的升级改造，建成了地面指挥控制中心，实现了对井下主输送带、主供电设备、主排水泵、主通风机和选煤厂等子系统的远程集中控制、视频监控和数据监测分析等功能，形成了“无人值守、有人巡视”控制模式，保证了全矿井生产控制系统的连续性和可靠性。（2）完成主带式输送机、变电所巡检机器人研究应用工作，实现了主带式输送机、变电所和水泵房的无人巡检，实现“无人巡视、无人值守”管理模式。

实施“无人值守、无人巡视”的新型智能化工作模式后，可减少岗位作业（巡视）人员35 人。同时，为保证辅助生产系统高效运行，计划在北一区域、北二区域、西一区域各留守2 名值班人员，主要负责生产过程中的设备应急检修维护任务。生产辅助系统的智能化建设可将生产班作业人员由35人降至6 人。

2.2.6 辅助运输管理的智能化建设

基于4G 通信的矿井车辆管理项目的研究和实施，可以实现车辆的可视化管理，建立以车辆为中心的科学连接管控体系，实现车辆辅助运输的高效调配、无线通信联络、WiFi 无线网络接入，有效提高了车辆运行效率。随着智能化矿井建设的不断深入，井下生产时作业人员将大幅度减少，减员幅度超过50%，人员运输量大幅度降低，辅助运输管理的智能化建设后运输队生产班作业人员可由原来的18 人降至9 人。

2.2.7 其他方面

智能化建设后，减少2 个掘进工作面，安监、瓦检人员由23 人减少至19 人。通风队、准备维修队，原则上生产时岗位作业人数不变。

按照以上智能化建设方案，通过实施“110 工法”开采和智能快掘探索，进一步加快智能化矿井建设，简化生产系统，优化岗位人员配置，可实现井下每个生产班岗位作业人员由244 人降至96 人，每个生产班井下总人数控制不超过122 人。优化前后岗位人员情况见表3。