關於印發陝煤化集團黃陵公司一號煤礦智能化無人開采技術經驗材料的通知
關於印發陝煤化集團黃陵公司一號煤礦
智能化無人開采技術經驗材料的通知
安監總廳煤行函〔2014〕191號
各產煤省、自治區、直轄市及新疆生產建設兵團安全監管局、煤炭行業管理部門、煤礦安全監管部門，各省級煤礦安全監察局，司法部直屬煤礦管理局，有關中央企業：
現將《堅持科技引領 推進安全健康發展——陝煤化集團黃陵礦業公司一號煤礦智能化無人開采技術經驗總結》材料印發給你們，請結合實際認真學習借鑒，舉一反三，進一步指導推動企業提升機械化、自動化、信息化和智能化水平，以先進科技裝備支撐保障煤礦安全生產能力。
國家安全監管總局 國家煤礦安監局
2014年12月11日
堅持科技引領 推進安全健康發展
——陝煤化集團黃陵礦業公司一號煤礦智能化無人開采技術經驗總結
國家煤礦安監局行管司 陝西省安全監管局 陝西煤礦安監局
(2014年11月28日)
黃陵礦業公司隸屬於陝西煤業化工集團，始建於1989年9月，一號煤礦、二號煤礦為主力礦井，生產能力分別為600萬噸/年、800萬噸/年，已形成煤、化、電、路等產業多元互補的循環經濟發展模式。該礦區煤炭儲量豐富，煤田總麵積549平方公裏，地質儲量13.4億噸，可采儲量9.6億噸。礦區煤層賦存穩定、厚度變化較大，煤、油、氣共生，開采技術條件較複雜。煤質優良，為低磷、低灰、低硫、中高揮發分、高發熱量的二分之一中粘煤、弱粘煤和氣煤，是優質的煤化工原料和動力煤。多年來，黃陵礦業公司堅持科學技術是第一生產力，實施科技創新驅動戰略，不斷提升安全科技裝備水平，在綜采、大采高綜采的基礎上，以一號煤礦為試點，成功完成國產綜采裝備智能化無人開采技術研究與應用，在國內率先實現了地麵遠程操控采煤，填補了我國煤礦綜采工作麵智能化無人開采的空白，達到了國際領先水平，是我國煤炭工業開采史上的重大創舉，是能源生產領域的技術革新，為建設本質安全型礦井、現代化煤礦企業探索出一條新路子、邁出一大步，具有重要的裏程碑式意義。
總結黃陵一號煤礦智能化無人開采技術的具體做法與成功經驗，可簡要概括為“五新、六高、七到位”。
一、迎難而上、堅定信心，為開展國產綜采裝備智能化無人技術研究與應用奠定思想基礎
黃陵礦業公司采煤技術發展先後經曆了房柱式開采、綜采、大采高綜采三個階段，主采煤層厚度基本都在2米以上。一號煤礦可采儲量3.47億噸，其中厚度0.8-1.8米之間的煤層儲量超過1.2億噸，占全礦井的35%左右。由於煤層厚度變化大，現有的設備難以適應，造成這部分資源從建礦之初長期未得到開采。為了提高資源利用率，實現礦井的可持續發展，必須動用較薄的煤層儲量，實施“薄厚、肥瘦”配采。但是，薄煤層綜采存在諸多問題和不便，如工作麵空間低狹，操作人員多、跟機作業難、勞動強度大，生產環境惡劣，容易造成生產安全02manbetx.com 、引發職業病。如果沿襲傳統的生產方式，就必須加快工作麵推進速度來保障礦井的穩產高效，勢必會激化生產和安全的矛盾，陷入“生產任務無法完成——增加人員追趕進度——不安全因素增加——02manbetx.com 多發”的惡性循環。
困難麵前勇者勝。麵對複雜的開采條件，黃陵礦業公司為保證安全生產，促進煤炭資源高效開發利用，在綜合03manbetx 礦井地質條件、係統配套、員工素質和管理水平，認真調研當前國內外薄煤層綜采工作麵開采技術現狀和發展趨勢的基礎上，果斷決策，決定通過開展技術合作與創新，研究探索符合黃陵礦區實際的開采工藝和技術裝備，在一號煤礦1001工作麵開展1.4-2.2米煤層國產裝備智能化無人開采技術研究和應用。
一石激起千層浪。公司決定出台後，立刻在礦區引起軒然大波和眾多猜疑。一些管理人員認為，“有肉不吃豆腐”，眼下礦區產量高、效益好，沒有必要開采薄煤層，這些問題應該留給後人解決;一些技術人員認為，國內智能化無人采煤技術裝備無成功應用先例，不如直接引進國外成熟技術裝備，成功可能性更大，我們沒必要充當第一個吃螃蟹的人;一些職工怕學不會新技術，也怕下崗、怕收入降低，存在畏難和抵觸情緒。2013年下半年，智能化無人開采項目經過5年多的研究摸索，進入正式實施階段，由於煤炭市場不景氣，企業經濟效益下滑，許多人認為，這個時候引進智能化無人開采技術，一旦失敗等於雪上加霜，應該立即叫停。針對這些質疑，黃陵礦業公司積極做好職工思想動員工作，認真03manbetx 煤炭經濟運行和安全形勢，增強科學發展、安全發展的危機感、緊迫感和責任感，提出企業壯年期一定要有憂患意識，本著對企業負責、對後人負責、對發展負責的擔當精神，把智能化無人開采技術作為“一號工程”來抓，主要領導深入井下參與攻關，充實團隊統籌項目推進;向一號煤礦作出政策傾斜，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。
二、科技引領、攻堅克難，開展智能化無人開采技術創新
智能化無人開采技術的研究和應用，既是世界煤炭工業科技發展的前沿課題，也是一項複雜的係統工程，涉及多部門、多廠家的聯合攻關和配合。黃陵礦業公司組織中國煤炭科工集團開采所、北京天地瑪珂電液控製公司、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知名專家進行多次論證，在深入調研的基礎上，摒棄了單純依靠煤岩識別或記憶截割技術實現智能化無人開采的思維方式，攻堅克難，開創新思路，提出新方案，即：以實現綜采工作麵常態化無人作業為目標，以采煤機記憶截割、液壓支架自動跟機及可視化遠程監控為基礎，以生產係統智能化控製軟件為核心，實現在地麵(順槽)綜合監控中心對綜采設備的智能監測與集中控製，確保工作麵割煤、推溜、移架、運輸、消塵等智能化運行，達到工作麵連續、安全、高效開采。可以說是另辟蹊徑地詮釋了國內智能化無人開采技術的新概念。
“1.4-2.2米煤層國產綜采裝備無人化技術研究與應用”於2013年1月立項，選定一號煤礦1001綜采麵為試點，投入1000多萬元，2014年4月經安裝調試後正式運行，2014年5月通過了陝煤化集團公司的驗收和中國煤炭工業協會的科技成果鑒定，達到了國際領先水平。其具體做法可歸納為以下“五個創新”：
(一)理念創新。回采工作麵作業環境差、勞動強度大，是煤礦生產人員密集場所和安全管理的薄弱環節。一號煤礦大膽創新、先行先試，樹立“采場零傷害”的安全目標，通過智能化無人開采技術研究應用，實現“無人則安”，確立了“兩解放、兩提高”的安全理念。“兩解放”是把礦工從艱苦危險的環境中解放出來，切實保護從業人員安全健康，體現“安全第一、預防為主、綜合治理”的安全生產方針;把礦工從超強度體力勞動中解放出來，采煤司機在地麵遠程操控實現煤炭開采，體現“以人為本、安全發展”的改革方向。“兩提高”是提高煤炭工業科技裝備水平，打造國產民族品牌，增強煤炭行業的自豪感;提高煤礦形象，改變煤礦工人“傻、大、黑、粗”和煤礦企業“髒、亂、險、差”的形象，增強煤礦工人和企業的榮譽感。通過一係列的理念創新，為智能化無人開采營造了良好的文化氛圍。
(二)技術創新。長期以來，智能化無人開采難以實現的主要原因是，綜采裝備的自適應、采煤機的工作麵煤岩識別、工作麵自動調直等核心技術至今沒有實現重大突破。因此，一號煤礦結合自身實際，跳出傳統思維，聯合國內知名煤機企業，共同攻關，創新技術攻關思路，瞄準綜采自動化、信息化、智能化、無人化的目標，建立工作麵內“有人巡視、無人操作”的技術路線。一是創新了基於煤流係統負荷為決策依據的采煤機、液壓支架、刮板輸送機動態03manbetx 、智能決策控製技術，實現了工作麵“一鍵啟停”、采煤機記憶割煤、液壓支架全工作麵跟機自動化和運輸設備智能控製。二是在綜采設備自動化的基礎上，創新了綜采工作麵實時跟機全景可視化及遠程幹預控製技術，解決了設備無法全過程適應工作麵地質條件變化的難題。三是探索出了適合黃陵礦業一號煤礦開采特點的22道工序記憶割煤工藝，解決了回刀掃煤不徹底及三角煤截割難題，實現了端頭支架自動跟機拉架推溜，並獲得了6項國家專利。
(三)裝備創新。綜采裝備是實現智能化無人開采的重要保障。為實現安全高效低投入的目標，一號煤礦按照“綜采成套裝備全部國產化”的思路，聯合國內知名煤機裝備服務商，發揮集成優勢。一是提升走集成配套模式，對所有廠家相關配套設備，統一設計平台和標準，合理布局和優化設計，提高設備可靠性，最大限度發揮設備的協同作用，實現了年產200萬噸智能化國產綜采設備的成功應用。二是在單機運行和手動操作的基礎上，進行了液壓支架電液控製係統，采煤機智能記憶截割、智能集成供液、可視化監測係統、設備姿態檢測及定位、裝備故障診斷係統等有機融合，實現了全工作麵設備聯動控製。三是建立集監控中心、1000兆工業以太環網、工作麵全景視頻監控、語音通信、遠程控製等為一體的智能化無人開采信息化係統，實現了在地麵調度中心遠程操控。四是在運行中，職工自主研發采煤機電纜防脫槽裝置、煤機搖臂二次負壓降塵裝置，完成了煤壁視頻盲區、遠程供液過濾站、采煤機紅外線發射器12V電源等11項技術改造。
(四)管理創新。智能化綜采工作麵生產工序由原來的3名煤機司機跟機操作、5名支架工分段跟機拉架，變為1人在地麵或順槽監控中心遠程操控;順槽設備控製由以往的1人就地控製變為遠程操控。針對新的生產模式，一號煤礦及時調整管理思路和工作重點，實現“三個改變”。首先，從井下向地麵轉變。完善順槽(地麵)監控中心操控工藝01manbetx ，建立了適應智能化生產需要的生產工序、流程安排和管理規範，對采煤機司機井上操作與井下操作按同等標準結算工資，鼓勵職工在地麵采煤。其次，從人多向人少轉變。智能化生產係統上的每台設備、每個環節都是“牽一發而動全身”。綜采隊管理重心由勞動組織管理、現場管理向設備管理、係統維護轉變，建立檢修台賬，提高檢修質量，保證設備完好率100%。再次，從人工現場操控向智能化遠程操控轉變。重新修訂綜采工作麵各崗位作業01manbetx ，明確規定凡是智能化係統功能範圍內的動作，嚴禁職工手動操作，生產期間人工隻允許對係統程序執行不到位的動作進行幹預修正，改變職工固有的思維模式，培養職工適應智能化生產的良好習慣。
(五)培訓創新。智能化工作麵對員工培訓提出更高要求，必須掌握機電設備、自動化控製、信息網絡知識和操作維護等技能。一號煤礦1001麵綜采隊邀請專家教授和廠家工程技術人員開展了22次專題培訓，試驗初期該隊143名職工，其中高級技師4人、技師4人、大專以上人員10人，占全隊人數的12.6%，全麵參與了智能化工作麵的設計、討論、安裝、調試和驗收等各個環節，通過各類培訓適應智能化開采的急需。一是強化安裝前基礎培訓，選派主要崗位員工前往設備和軟件廠家學習，提前了解和掌握智能化無人采煤的理論知識、技術要點，把建設智能化工作麵變成了學習新知識、掌握新技術的“大課堂”。二是強化安裝過程中實操培訓，采取廠家技術人員現場輔導、高級技師傳授操作要領、現場技術研討、小組技術攻關等多種形式開展現場培訓，組織專題知識競賽和設備安裝、故障判斷、係統調試技術比武，把工作麵安裝過程變成了實操技能培訓的“練兵場”。三是強化調試過程中係統培訓。該綜采隊詳細記錄每台設備、每個係統運行履曆，對設備調試中出現的問題及時登記，建立設備調試日誌，對存在的難題進行研究，提出解決方案、改進建議和完善措施，把工作麵調試過程變成了技術會診的“研究所”。通過培訓該隊職工素質明顯提高，取得科技創新成果20項。
三、取得的成效
一號煤礦1001智能化無人綜采工作麵投產以來，整套係統運行穩定可靠，地麵遠程操控采煤實現了常態化，安全生產和經濟社會效益都取得了顯著成效。享受著井下一線工資待遇、在地麵(順槽)操作著智能化無人綜采裝備的職工一致稱讚叫好，說什麼也不願再回到原來的跟機作業采煤了。“穿著白襯衣去采煤”在一號煤礦已不是天方夜譚，令黃陵礦區其他綜采隊職工羨慕不已。與相同開采條件和生產能力的綜采工作麵相比，具有以下“六高”的特點：
(一)安全可靠性高。采煤司機通過地麵或順槽遠程操控非常簡便，工作麵實現了無人跟機作業，現場1人巡檢，實現了“少人則安、無人則安”。
(二)工程質量高。由於割煤、推溜、移架等生產工藝實現了自動化程序控製，工作麵平直暢通、整齊劃一，采麵直線度可以精確到毫米級，確保了工作麵動態達標。
(三)企業效益高。1001綜采工作麵實現單班連續推進8刀半的最高紀錄，月均產量17萬噸，年生產能力200萬噸，回采工效達133噸/工。工作麵作業人員由9人減至1人，僅此一項每年可節約500多萬元。
(四)資源利用率高。1001綜采工作麵煤炭資源回收率達98%以上，解決了黃陵礦區較薄的煤層資源呆滯問題，提高了資源利用率。
(五)隊伍素質高。該項目的實施大大促進了綜采隊人員素質的提高，湧現出了一批技術骨幹和革新能手，如“張勝利割煤精優作業法”、“劉錦集控中心精優作業法”等以員工名字命名的操作流程，泵站司機劉金峰等一批農民協議工成長為熟練掌握智能化無人開采技術的生產骨幹。
(六)技術裝備及國產化率高。1001綜采麵成套裝備自動化率達95%以上，設備國產化率為100%，設備對礦井條件的適應性明顯提高，技術裝備先進，設備故障率低，成本比國外同類型設備降低一半以上。
四、經驗與啟示
黃陵礦業公司一號煤礦國產綜采裝備智能化無人技術研究與應用的成功經驗和深刻啟示是“必須堅持七到位”：
(一)必須堅持思想解放到位。思想是行動的先導。在困難麵前，黃陵礦業公司沒有止步、更沒有退卻，而是解放思想、大膽創新，百尺竿頭更進一步，在綜采的基礎上實現了智能化無人開采，實現了煤炭企業發展的曆史性跨越。
(二)必須堅持頂層設計到位。凡事預則立，不預則廢。黃陵礦業公司把實現國產綜采裝備智能化無人開采技術作為企業發展升級轉型的戰略之舉，列入重大科技攻關項目，統籌規劃，製定方案，劃撥專項資金，成立專門領導小組，公司主要領導親自抓，帶頭研究解決技術難題，確保了項目有序推進。
(三)必須堅持災害治理到位。黃陵礦區自然災害較重,水、火、瓦斯、煤塵、頂板以及油型氣、油氣井“七害”俱全。一號煤礦煤層瓦斯含量8-10 立方米/噸，絕對瓦斯湧出量139立方米/分鍾，水文地質條件屬極複雜型。工作麵開采前，該礦對水、火、瓦斯、油型氣等災害進行超前治理，確保了工作麵回采安全可靠。
(四)必須堅持地質保障到位。目前，因設備、技術等條件限製，智能化無人開采對地質、煤層條件有一定要求。一號煤礦1001工作麵煤層平緩，傾角0～5°，厚度1.4-2.2米，硬度係數為3左右，頂、底板為泥質砂岩且較穩定平整，采麵長度235米,走向長度2271米，為實施智能化無人開采提供了地質保障。
(五)必須堅持管理到位。智能化無人開采不僅技術裝備先進，對管理的精細化也提出了更嚴要求。近年來，黃陵礦業公司以“三零”(安全零死亡、瓦斯零超限、生產零傷害)為目標，強化“雙險雙控”(係統風險預控、崗位危險管控)安全管理，推行“五精管理”(精細、精準、精確、精益、精美)，開展“雙述”(手指口述、崗位描述)活動和“三功兩素”(知識功底、專業功力、作業功夫，身心素質、職業素質)訓練，為智能化無人開采奠定了堅實基礎。
(六)必須堅持係統配套到位。智能化無人開采技術離不開機械化、自動化、信息化等高新技術和裝備的支撐。近年來，黃陵礦業公司先後對礦井水泵、供電、主運輸、防滅火等係統進行了自動化改造，並通過建設數字化礦井，實現了安全生產、綜合調度、企業管理等多個係統的聯網整合，被評為“國家級兩化融合管理體係貫標試點單位”。
(七)必須堅持人員培訓到位。智能化綜采裝備必須由一支安全技術素質高，並掌握信息化知識的員工隊伍來駕馭。通過一號煤礦實踐證明，一般的綜采隊伍通過廠家技術輔導和安裝調試實操培訓，完全能夠滿足智能化無人開采的需要。
星星之火，可以燎原。目前，黃陵礦業公司二號煤礦智能化無人開采技術裝備正處於設計研製階段，陝煤化集團對有條件的礦井正在積極推廣應用，開創了我國較薄的煤層國產綜采成套裝備智能化無人開采的先河。推廣應用黃陵礦業公司一號煤礦智能化無人開采技術，必將有力推動我國煤礦開采的升級換檔，大大提升我國煤機裝備製造業國際競爭力，對推進全國煤礦安全生產形勢穩定好轉和煤炭工業可持續發展具有重要指導意義和示範引領作用。
