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　　編者按

　　智能化、機械化、自動化、信息化（以下簡稱“四化”）以及減人、減面、減礦、減產(chǎn)（以下簡稱“四減”）是煤炭行業(yè)追求“零死亡”的必然選擇。通過“四化”、“四減”能夠讓煤炭行業(yè)中的新技術代替舊技術，讓勞動密集型向技術密集型轉(zhuǎn)變。“四化”與“四減”已經(jīng)成為當前經(jīng)濟形勢下煤炭追求“零死亡”的必由之路。陜煤化黃陵礦業(yè)公司積極開拓，成功成為我國第一座實現(xiàn)井下智能化無人綜采的礦井，其中不乏可供借鑒的經(jīng)驗。

　　陜煤化黃陵礦業(yè)公司是一座大型現(xiàn)代化企業(yè)，始建于1989年9月，現(xiàn)已發(fā)展成為煤、化、電、建材等產(chǎn)業(yè)多元互補、循環(huán)發(fā)展的現(xiàn)代能源化工企業(yè)。目前，黃陵礦業(yè)公司員工近10000人，核定產(chǎn)能為1600萬噸/年。

　　開創(chuàng)智能化無人開采

　　2013年以前，由于黃陵礦業(yè)公司一號煤礦的煤層厚度變化大，當時的設備難以適應，造成很大一部分薄煤層從建礦之初就未得到開采。為了提高資源利用率、回采率，實現(xiàn)礦井的可持續(xù)平衡發(fā)展，就必須對較薄的煤層實施搭配開采。但是，薄煤層的工作面空間低狹，會造成操作人員多、跟機作業(yè)難、勞動強度大的問題。而且生產(chǎn)環(huán)境惡劣，容易造成生產(chǎn)安全事故或引發(fā)職業(yè)病。如果沿襲傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，勢必會因生產(chǎn)任務無法完成，誘使人員開始搶進度，從而造成安全隱患增多，導致事故的發(fā)生。面對這一挑戰(zhàn)，黃陵礦業(yè)公司于2011年開始著手在一號煤礦應用智能化無人自動開采技術。

　　由于當時國內(nèi)并沒有成功實現(xiàn)智能化無人開采的案例，黃陵礦業(yè)公司的很多員工對于自主研發(fā)智能化無人開采技術都有些猶豫。但是黃陵礦業(yè)公司通過加大對一號煤礦的政策傾斜，向職工承諾不降低收入，消除職工顧慮、堅定信心，為開展智能化無人開采技術研究與應用掃清了思想障礙。

　　思想障礙掃清后，面臨的是技術難關。黃陵礦業(yè)公司組織中國煤炭科工集團開采所、北京天地瑪珂電液控制公司、西安煤機公司、平陽機械廠、張家口煤機廠等設備廠家和國內(nèi)知名專家進行多次論證，摒棄了單純依靠煤巖識別或記憶截割技術實現(xiàn)智能化無人開采的思維方式，提出了新方案：以采煤機記憶截割、液壓支架自動跟機及可視化遠程監(jiān)控為基礎，通過生產(chǎn)系統(tǒng)智能化控制軟件，實現(xiàn)在地面或順槽的綜合監(jiān)控中心對綜采設備的智能監(jiān)測與集中控制。2013下半年，智能化無人開采技術在一號煤礦進入正式實施階段。

　　多項功能助力智能化

　　智能化無人開采技術通過在地面指揮控制中心建立智能化監(jiān)控平臺，實現(xiàn)與井下監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)通訊和傳輸，通過“一鍵啟停”按鈕實現(xiàn)對綜采設備的全線開機和停機。地面指揮控制中心設有VOIP（Voice over Internet Protocol，模擬信號數(shù)字化）語音通訊系統(tǒng)，讓井上和井下的工作人員能夠?qū)崟r進行語音交流，以及工作面綜采設備啟停時會有語音預警播報。

　　智能化無人開采技術正式實施后，通過監(jiān)控中心的操作平臺，能夠?qū)Σ擅簷C進行遠程控制，讓采煤機完成調(diào)高、左牽、右牽、加速、減速等動作。同時，一號煤礦在液壓支架上設置了推移行程傳感器、立柱壓力傳感器、管路供液壓力傳感、監(jiān)測采煤機運行位置的紅外線接收器，使得液壓支架也可以通過工作面工業(yè)環(huán)網(wǎng)和支架跟機軟件，來實現(xiàn)工況檢測和遠程自動控制。通過遠程自動控制操作平臺，還能實現(xiàn)記憶割煤功能。

　　應用智能化無人開采技術的采煤機配備了自動控制系統(tǒng)，通過采集、存儲基準刀割煤的行進方向、速度、左右搖臂高度等信息，實現(xiàn)在自動運行模式下，通過存儲的數(shù)據(jù)，進行自動割煤。當煤層條件發(fā)生較大變化時，自動運行模式不能運行時，又可以通過人為遠程干預，實時調(diào)整割煤狀態(tài)。

　　遠程操控采煤機、液壓支架等技術的應用，使得工作面的作業(yè)人員減至1人，兩順槽作業(yè)人員由8人減至4人，每個綜采工作面的每個生產(chǎn)班共減少了12人。智能化無人開采技術讓煤礦工人的工作環(huán)境由過去的“臟、苦、險、累”變成現(xiàn)在的穿西服打領帶坐在地面采煤，實現(xiàn)了職工快樂工作，也提高了煤礦工人的社會地位。

　　一號煤礦還將運輸機、破碎機、轉(zhuǎn)載機等控制系統(tǒng)進行了集成，并開發(fā)了自動化控制軟件，使得整個運輸系統(tǒng)能夠集中控制，達到了“順序啟停”的目的。同時，通過后臺建立的實時數(shù)據(jù)庫，能夠?qū)崿F(xiàn)與綜采設備的實時通訊、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)處理、故障診斷等多項功能。

　　事故監(jiān)控智能化

　　黃陵礦業(yè)公司董事長范京道在2015年5月18日召開的全國煤礦自動化開采技術現(xiàn)場會上介紹，智能化無人開采技術能夠在一號煤礦得到成功應用，主要得益于三個方面。

　　一是工業(yè)化和信息化（以下簡稱“兩化”）的高度融合。“兩化”的融合發(fā)展作為智能化無人開采技術的支撐，黃陵礦業(yè)公司2014年9月被確定為國家級“兩化”融合管理體系貫標試點單位。黃陵礦業(yè)公司不僅建成了我國一流的數(shù)字化生產(chǎn)調(diào)度指揮中心，還把供電、供排水、主運輸、通風防塵等系統(tǒng)進行了自動化改造，使主要生產(chǎn)系統(tǒng)實現(xiàn)了遠程集中控制。數(shù)字化建設也為智能化無人開采系統(tǒng)接入和整體融合提供了支撐。

　　二是精細化管理的推進。精細化管理是智能化無人開采技術成功應用的基礎，只有技術與管理相結合才能變成現(xiàn)實生產(chǎn)力。黃陵礦業(yè)公司以實現(xiàn)崗位自主管理為目標，按照先易后難、循序漸進的原則，分六個階段系統(tǒng)推進崗位精細化管理，形成了具有黃陵礦業(yè)特色崗位精細化管理體系和“5+5” 崗位管理文化品牌（以“精細、精準、精確、精益、精美”為主要內(nèi)容的五精管理為引領，以打造本質(zhì)安全誠信崗、質(zhì)量標準規(guī)范崗、創(chuàng)新創(chuàng)效增值崗、學習成才成長崗和快樂和美文明崗的“五星”為目標）。

　　三是員工素質(zhì)的提升。黃陵礦業(yè)公司倡導終身學習理念，建立學習型組織，培養(yǎng)學習型員工，完善培訓制度與設施，建成了全國一流的井下實訓基地、地面拓展訓練基地、專業(yè)功力訓練場。開展“三功兩素”（知識功底、專業(yè)功力、技能功夫、 身心素質(zhì)、職業(yè)素養(yǎng)）修煉和崗位“雙述”（手指口述、崗位描述）等活動，強化員工知識功底、專業(yè)功力、技能功夫培訓，全面提升員工的身心素質(zhì)和職業(yè)素養(yǎng)。黃陵礦業(yè)公司每年的職工創(chuàng)新成果達300多項，取得專利60余項。

　　應用了智能化無人開采技術，不代表就能放松對安全生產(chǎn)的警惕。煤炭行業(yè)屬于高危行業(yè)，時刻都要重視安全生產(chǎn)。

　　一號煤礦屬于水文地質(zhì)極復雜型礦井，為了避免發(fā)生透水等事故，一號煤礦堅持“預測預報、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原則。在掘進前，應用三維地震勘探技術探明工作面地質(zhì)構造和煤層賦存情況；掘進中，嚴格遵循“先探查—后掘進—再探查—再掘進”的施工生產(chǎn)流程，超前治理災害。在回采時，先用槽波地震勘探和直流電法物探技術，對工作面頂板的含水情況實施探測，并進行鉆孔驗證和探放水工作。

　　一號煤礦還屬于高瓦斯礦井。智能化無人綜采工作面的掘進期間，采用掘前預抽、邊掘邊抽、區(qū)域預抽相結合的抽放瓦斯的方式，采前預抽時間超過13個月?；夭善陂g，采用高位本煤層抽放、高位裂隙抽放等瓦斯抽放方式，使工作面瓦斯抽采放率達到82%，確保了安全順利回采。

　　防火也是一號煤礦災害超前治理的重要內(nèi)容。在回采期間，會采用噴灑阻化劑、注氨等綜合防滅火措施。同時，一號煤礦安裝了束管檢測系統(tǒng)，利用紅外技術對井下氣體成份的分析，24h在線連續(xù)監(jiān)測一氧化碳、二氧化碳、甲烷等氣體含量，若發(fā)生采空區(qū)自燃的現(xiàn)象，能第一時間控制。