“智”胜之路:准格尔旗的煤炭“变形记”
2024-04-12尉红琛
尉红琛
“双碳”背景下,因煤而兴的准格尔旗主动求变,不断探索高质量发展路径。
内蒙古自治区准格尔旗煤炭资源富集。作为全国产煤大县,准格尔旗探明煤炭储量544亿吨,远景储量1000亿吨以上,以“一旗之力”保障了全国25个省份的煤炭供需。
“双碳”背景下,因煤而兴的准格尔旗主动求变,不断探索高质量发展路径。通过科技赋能,积极建设智慧矿山、发展新型煤化工产业;在实现煤炭资源的绿色开采、低碳利用、循环发展方面,走出了一条依靠煤但不依赖煤的智能化、高端化、绿色化的发展之路。
抢占“智”高点
核定年生产能力3400万吨的黑岱沟露天煤矿,隶属于国家能源集团准能集团有限责任公司(下称“准能集团”),是中国年产煤量最大的露天矿之一。临近春节,整个矿区里的大型电铲、钻机、推土机等设备忙而有序,一辆辆黄色的无人驾驶矿用卡车正有条不紊地自主完成岩石及原煤的装运卸载任务。
2020年3月,国家发展改革委等8部委联合印发了《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》,提出到2025年,大型煤矿和灾害严重煤矿基本实现智能化,露天煤矿实现智能连续作业和无人化运输。
借助政策支持及5G、大数据、人工智能等新技术的推动,面积达50.33平方公里的黑岱沟矿区进行了智能化改造。
准能集团机电管理部主管崔文告诉记者,目前,矿区的无人驾驶矿卡平均运行效率达到有人驾驶的85%以上。黑岱沟露天煤矿已完成47台矿卡无人驾驶及116台辅助协同设备智能化改造,无人驾驶常态化运行卡车24台,其作业面占到整个矿区剥离工作面的1/5左右。
在黑岱沟露天煤矿智能化建设管理中心的指挥中心调度室,登陆智能调度与管理平台,只需轻点鼠标,便可精准调度采区无人驾驶矿车、调整卡车参数与运行路线。负责技术研发的航天重工项目经理金鑫介绍,该系统能有效解决车辆因装煤卸煤时间长造成的拥堵问题,提高了作业效率和安全系数。分布在整个矿区的48座5G基站则是无人驾驶矿卡自如工作的“智力保障”。
今年51岁的卡车司机杜培文是土生土长的准格尔旗人,从2006年起便在黑岱沟露天煤矿开车运煤,常年熬夜加班吃尽驾驶的苦。随着无人驾驶技术的推进,2023年10月,杜培文正式从驾驶室“下岗”,专门负责为卡车加油、检修等工作,从卡车的“主角”变为“配角”。准能集团党建工作部(宣传部)副主任张新表示,智能化开采新格局让黑岱沟露天煤矿逐渐向生产的“少人化、无人化”变革,但“减人”不等于裁员。“把人从繁重的工作中解放出来,让他们去到更安全的用武之地。” 同时,煤矿开采智能化实现了煤炭生产方式绿色化,对降本增效、节能降耗意义重大。
智慧矿山里的“智慧囊”
“这是我们打造的全国首家三维组态元宇宙场景,通过三维模型将矿井上下建筑、设备、巷道等比例真实还原,实现在办公室全方位无死角透明管理。”大唐集团国源矿业开发有限责任公司龙王沟煤矿人工智能运维工程师魏兆恒向记者介绍。
2020年7月1日,国源矿业自主组建了煤炭行业首个智慧矿山公关建设团队——智慧联盟。“在过去, 矿山企业在智慧矿山建设的技术方面受制于设备生产厂家,因为他们掌握着软件系统核心技术的话语权。”现任“盟主”张海君告诉记者,要想变被动为主动,必须培养自主知识产权的高技能高素质人才,智慧联盟由此诞生。
智慧联盟成员最初由34名优秀青年员工组成,他们是从全矿596名大学生中选拔出来的。由于各自来自不同的生产岗位且教育背景多元,因此打破了专业界限和行业壁垒。“95后” 魏兆恒2018年从内蒙古工业大学采矿专业毕业后,进入龙王沟煤矿工作,成为一名井下工人。从探放水工到人工智能运维工程师,他的成长得益于智慧联盟的孵化与培养。
凭借着跨界融合的组织方式、先进的管理理念,联盟吸引着越来越多的年轻人加入。目前团队成员已达102人,均来自一线,所学专业涵盖采矿工程、软件工程、计算机网络等领域,平均年龄32岁。
目前,智慧联盟已累计开展人工智能、大数据、机器人等科技项目126项,落地应用96项,申报专利12项。在智能化程度达91%以上的龙王沟煤矿,智慧联盟的成果随处可见。
“一块煤”的升值之旅
立足煤炭资源优势,准格尔旗还延长产业链,开辟了煤炭清洁高效综合利用的新途径。
黑色的原煤被投入生产线,经过化学加工先化为气,再合为甲醇,又变成一粒粒白亮的聚丙烯,随后被机器迅速打包销往全国各地。在內蒙古久泰新材料科技股份有限公司(下称“久泰”)烯烃项目生产车间,煤炭“由黑到白”的神奇每天都在上演。
久泰是准格尔旗代表性的煤化工企业之一。2019年,依托准格尔旗丰富的煤炭资源,公司年产60万吨的烯烃项目上马,主要产品是聚乙烯、聚丙烯以及丁二烯、丁烯等煤基新材料,每天产量达1800吨。久泰总经理助理唐忠久介绍,烯烃听起来很陌生,但在日常生活中随处可见,以它为原料可以制成医疗器材、汽车零部件、锂电池及衣服等。“现在每吨原煤均价800元人民币左右,转化成甲醇每吨成本2000元左右,再次转化成烯烃之后,每吨价格还能再上涨三四倍。”
唐忠久告诉记者,过去塑料产品生产高度依赖石油资源,用煤基新材料来代替石油制品一方面可以降低国家对石油进口的依赖;另一方面,煤基新材料生产本身不排放二氧化碳,同样一块煤,做成煤基新材料产品比直接燃烧大致估算要减少二氧化碳排放40%以上。此外,转化后剩余的煤渣也可以用来做建筑材料,真正做到了将煤“吃干榨净”, “黑”着进去,“绿”着出来的清洁高效利用。
在准能集团煤基纳米碳氢燃料中试基地,同样上演着“乌金”变“绿金”的奇迹。煤基纳米碳氢车间副主任原铎向记者展示了一种被称之为新型煤基纳米碳氢燃料的黏稠黑色液体。这是一种经过纳米化处理后制成的一种新型清洁特种燃料,具有“储氢赋能”特性,用于火力发电,可有效降低煤电耗量和二氧化碳排放量。黑岱沟露天煤矿矿用卡车以柴油驱动为主,每天消耗柴油近5吨,如果未来全部换成价格低廉的煤基纳米碳氢燃料,可大大降低大型矿卡的运输成本。