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    中國煤炭報:為智能化提供可借鑒的“黃陵經驗”——陜煤集團黃陵礦業公司智能開采關鍵技術獲國家科學技術進步獎二等獎紀實
    發布時間:2021-12-23 17:54:31 來源: 作者:李金玲 點擊:

    刊登于中國煤炭報2021年12月23日3版專版

    11月3日,國家科學技術進步獎在北京揭曉,《煤與油型氣共生礦區安全智能開采關鍵技術與工程示范》項目榮獲國家科學技術進步獎二等獎。陜煤集團黃陵礦業公司作為牽頭單位接受表彰,實現了國家級獎項零的突破。

    對正步入高質量發展軌道關鍵時期的黃陵礦業公司而言,獲此獎項是對該公司堅持實施科技創新驅動戰略、不斷提升安全科技裝備水平的充分肯定,更加堅定了其推廣應用安全智能開采技術的信心與決心,為科研人員帶來前行的動力。

    從0到1,敢問路在何方

    一項技術,如果能得到國家的關注和肯定,并在全行業進行推廣,說明它切中了行業發展脈搏,契合時代進步需求。

    曾經,“智能開采”對黃陵礦業公司而言,還是一個未知領域。但從2014年開始,它已經成為黃陵礦業公司的代名詞。

    正是在這一年,黃陵礦業公司以一號煤礦為試點,建成了全國首個智能化無人綜采工作面,填補了我國煤礦綜采工作面智能化無人開采的空白?!爸悄芑闭阶哌M了人們的視野,讓大家明白:原來礦工是可以穿著西裝、打著領帶,坐在地面采煤的。

    之后,原國家安全生產監督管理總局、原國家煤礦安全監察局聯合發文,高度肯定了智能化無人開采技術,要求在全行業推廣應用。這對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范引領作用。

    在煤炭安全開采技術升級上,黃陵礦業公司開辟出一條智能化開采新路子,引領了中國煤炭工業發展史上的一場技術革命。

    作為智能化建設的最早發起者、推動者和受益者,多年來,黃陵礦業公司持續對智能化開采技術進行探索與實踐,通過數字化、智能化,不斷推進產業升級與蝶變。該公司以全國首個智能化無人綜采工作面為開端,實現了多個“全國第一”。

    2016年,在煤油氣共生條件下,黃陵礦業公司首個大采高智能化無人綜采工作面開始建設,開創了國產成套大采高裝備智能化開采的先河,給智能化開采提供了另一種可能。

    2018年,黃陵礦業公司成為全國率先實現薄、中、厚煤層智能化開采全覆蓋的礦區,為建設智能礦井奠定了堅實基礎。

    2019年,黃陵礦業公司發布了煤炭行業智能化開采技術標準,這是煤炭行業首個關于智能化開采的技術標準,填補了國內煤炭行業智能化無人開采工作面標準的空白。后續,該公司又主導發布了兩項采掘行業標準。

    2020年,黃陵礦業公司建成全國首個透明地質精準開采工作面,攻克了高精度透明地質建模難題,為智能開采提供精準地質導航與地質保障,實現了智能開采1.0系統向3.0系統的技術跨越。

    這一年,黃陵礦業公司還成功應用了首個復雜地質條件下的智能掘進機器人,將煤礦智能化從采煤作業延伸到掘進作業,為實施無人掘進奠定了基礎。

    2021年,黃陵礦業公司首創了“AI+NOSA”深度融合安全管理系統。這是一種礦山人員行為治理體系,突破了傳統單一人工管控風險的格局,開創了人工和AI智能系統雙重管控風險的先河,是建設智能煤礦的深度創新。

    除了這些,近兩年,黃陵礦業公司共完成科技項目95項,實施了50余項前沿探索和示范項目,掌握了一批國內外領先的高端技術,先后榮獲中國工業大獎、中國煤炭工業協會兩化融合示范單位、陜西質量獎等多項殊榮。

    該公司黨委書記、董事長雷貴生是此次獲獎項目的主要完成人之一。作為一名老煤炭人,他說:“黃陵礦業公司在核心技術的突破與創新上,默默探索、從未止步。作為行業標桿,我們將在煤炭開發利用技術上不斷探索與實踐,為我國煤炭工業發展貢獻黃陵力量、彰顯黃陵擔當?!?/p>

    從1到100%,看似尋常最奇崛

    從1的探索,到實現100%全覆蓋的目標,黃陵礦業公司用了將近5年的時間。

    其實,對于智能化的探索與應用,黃陵礦業公司并沒有什么有利的先天條件。黃陵礦區煤、油、氣共生,水、火、瓦斯、煤塵、頂板“五害”俱全,開采條件復雜,致災因素多、危險性也特別高。

    到了2016年,所屬二號煤礦發現了一種新型的地質災害——油型氣。油型氣是以游離態賦存在含煤地層頂底板砂巖層的混合型氣體,具有隱蔽性、突發性和涌出量大等特點,成為制約安全高效開采最突出的因素。

    在這種開采條件下,智能化開采技術如果能夠成功應用、獲得較好的社會效益和經濟效益,那么,這項技術將更具有推廣性和說服性。

    辦法總比困難多。為保證安全生產、促進煤炭資源高效開發利用,黃陵礦業公司成立了“最強聯盟”,聯合天地科技股份有限公司、天地瑪珂電液控制系統有限公司、中國煤炭科工集團西安研究院、西安煤礦機械有限公司以及西安科技大學等多家單位,組成一支集研究、試驗和示范應用為一體的研發團隊。

    無數次的“頭腦風暴”、不同條件下的實地考察、自主研發技術與裝備……黃陵礦業公司緊盯“硬骨頭”、拆除“絆腳石”,攻克一道道難關,完善一個個環節,取得了一項項成果,確保在煤油氣共生的復雜地質條件下,智能化綜采工作面的安全可靠性高、工程質量高、企業效益高。

    此次獲獎項目的相關技術,就是瞄準了煤炭開發利用技術進步,研究復雜地質條件下、煤礦安全智能化開采關鍵技術的探索應用及配套裝備的研發實踐。項目為煤炭行業高質量發展提供了可借鑒、可復制的“黃陵經驗”。

    經過無數次的探索與實踐,項目團隊自主創新了3項核心技術和工程保障體系:一是揭示了含煤地層和采掘擾動區油型氣分布涌出規律,創新了“預—探—抽”一體化精準防治技術,釋放可安全開發的煤炭資源超過1.2億噸;二是發明了油型氣不均勻涌出工作面連續安全高效開采方法,研發了超前預測多機聯動智能控制系統,首創煤與油型氣共生礦區安全高效智能開采技術體系;三是研發了適用于煤與油型氣共生的智能開采配套裝備,制定了智能化開采技術和管理標準體系,建成了首個國家智能化開采示范基地,形成智能開采的“黃陵模式”。

    該項目消除了油型氣威脅,減少油型氣防御面積30%,提高生產效率20%,解決了煤與油型氣共生礦區安全高效開采難題。截至目前,該公司已累計回采超過40個綜采工作面,產量超過1.1億噸。

    這也推動了黃陵礦業公司智能化開采的廣泛應用。2018年底,該公司4對礦井全部實現了智能化開采,黃陵礦業公司成為全國第一個實現薄、中、厚煤層智能化開采全覆蓋的礦區。

    作為項目完成人之一,黃陵礦業公司總工程師毛明倉對項目的推廣應用有自己的見解。說到未來的科技創新難點時,他堅持一定要做好災害治理,在繼續開展煤油氣共生礦井瓦斯、油型氣綜合防治技術研究的基礎上,全面提升災害治理智能化水平。

    從1.0到3.0,弄潮兒向濤頭立

    2021年是“十四五”開局之年,國家確定了“雙碳”戰略目標。對于煤炭行業來說,既面臨著前所未有的挑戰,又蘊藏著轉型發展的機遇??梢钥隙ǖ氖?,運用數字技術實現智能化開采,已成為煤炭企業轉型升級、綠色發展的必由之路。

    去年,國家八部委聯合發布了《關于加快煤礦智能化發展的指導意見》,明確提出智能化發展的具體要求。此時,標桿企業的示范引領和帶動作用愈顯重要。

    2020年,黃陵礦業公司率先在透明地質精準開采技術上取得了新突破,實現由傳統基于記憶截割的智能開采1.0系統,向三維空間感知和智能大數據分析規劃截割的智能開采3.0系統的跨越。

    也是在同一年,全國首套復雜地質條件下快掘智能化控制系統在二號煤礦成功應用,每班可減少7人,掘進綜合效率在之前快速掘進作業基礎上提高了20%。該套系統的成功應用,標志著智能化遠程操作從采煤作業延伸到掘進作業,是智能礦井建設中的一項重大技術突破。

    現在,黃陵礦業公司成為首批通過國家兩化融合貫標評定的煤炭企業,所屬的一號煤礦、二號煤礦、雙龍煤業公司順利通過陜西省煤礦智能化建設驗收,智能礦井建設雛形基本形成。

    而這,僅僅只是開始。通過智能礦井建設的先行先試,該公司進一步推動智慧電廠、智慧鐵運以及其他板塊的建設,進而延伸到智慧經營、智能決策等安全、生產、經營、黨建等管理領域,旨在建設一個綠色、安全、高效、智能、可持續發展的智慧礦區。這也是黃陵礦業公司“十四五”發展藍圖。

    在2×660兆瓦電廠項目的建設現場,機器轟鳴、車輛穿梭,一片繁忙。作為黃陵礦業公司2021年乃至“十四五”期間的重點工程,該項目以建設國內領先、世界一流智慧電廠為目標,把優化工程設計、施工方案和設備選型理念融入項目建設全過程,最終實現智能運行、智能巡檢、智能決策,形成獨具發展特色的“智能礦井+智慧電廠”的綠色聯產模式。

    該公司還將“智能”理念引入安全管理中,首創的“AI+NOSA”深度融合安全管理系統收到良好效果。如今,該公司實現安全零事故、瓦斯零超限、生產零傷害,3對礦井連續安全生產超過10周年。其中,瑞能煤業公司安全生產超過16周年。

    黃陵礦業公司還創建了物資管理信息平臺,實現一站采購、一鍵領料和日清月結,協同管理、過程控制和實時監管;開發了智能快速裝車系統,實現全流程自動化裝車,建立線上預約和線下交易模式;優化人力資源管理系統、財務信息平臺以及辦公自動化等管理平臺,實現資源動態分配、信息共享和高效運轉。

    “我們計劃用5年時間,實現生產智能化、運營精細化、管理標準化、決策科學化,到‘十四五’末,將黃陵礦業公司打造成全國智慧礦區、無人礦井的典范?!痹摴军h委副書記、總經理王鵬飛對企業未來發展充滿信心。

    從1到N,只管攀登不問高

    “創新之道,唯在得人?!币恢币詠?,陜煤集團黨委書記、董事長楊照乾十分關注科技人才培養工作。他認為:“不管數字化、智能化會給生產要素帶來怎樣的變遷,人永遠是生產力中最活躍、最關鍵的要素?!薄拔覀兤惹行枰恢Ъ夹g過硬、富有創新精神的技能型隊伍?!?/p>

    黃陵礦業公司在確定科技強企發展戰略的同時,也明確了人才在科技創新發展中的重要作用。在剛召開的每兩年一屆的人才科技大會上,該公司用376萬元,重獎了340項優秀科技成果、160篇優秀論文以及70名創新先進個人。這只是黃陵礦業公司發揮科技創新鼓勵激勵機制的一個縮影。

    2016年,在國家廣泛推行智能化無人開采技術的浪潮中,煤礦智能化開采技術創新中心選中了黃陵礦業公司,落戶于此。也是在這一年,陜西省人力資源和社會保障廳博士后創新基地在黃陵礦業公司正式掛牌成立。隨后,黃陵礦業公司成立了自己的技術中心,擁有了科技創新人才的聚集地和孵化地。

    徐建軍是此次獲獎項目的完成人之一,負責項目中的智能開采控制技術研究。得知自己參與的項目獲獎后,他激動地說:“作為一名煤礦科技工作者,能見證煤炭行業高質量發展,我感到無比驕傲和自豪。我們相信在國家良好創新環境的支持和引導下,陜煤科技人員能取得更多的突破?!?/p>

    從一個創新帶頭人到“人人都是創客、世事皆可創新”,從自主創新、一枝獨秀到提供技術服務、推動行業科技進步,黃陵礦業公司的創新永無止境。長期以來,黃陵礦業公司堅持以科技創新為核心動力,不斷提高職工隊伍素質,引入、培養并推出了一批創新人才,打造出一支有理想守信念、懂技術會創新、敢擔當講奉獻的工人隊伍。

    比如,緱新學等9名干部職工被中國煤炭工業協會評為煤炭行業技能大師;符大利當選全國能源化學地質系統首批“大國工匠”。如今,該公司擁有高級職稱以上專業技術人才201人,本科及以上學歷822人,高技能人才1057人。

    5年來,黃陵礦業公司創新成果豐碩,獲得省部級以上科技進步獎14項,收集職工創新成果5000多項,“五小成果”發明4800余項;取得國家專利252項,其中發明專利17項。

    黃陵礦業公司黨委副書記、工會主席孫鵬介紹說:“我們的創新氛圍、團隊創新能力、企業創新文化是在不斷發展的。這幾年,工會大力推行‘三小一練’職工文化建設,搭建了學習、推廣、活動等6個平臺。只有職工的創新才能得到充分發揮,企業的高質量發展才有基礎?!?/p>

    黃陵礦業公司不僅“自力更生”,不斷提高自主創新能力,而且履行國有企業使命擔當,承擔了煤炭行業智能化開采技術攻關、成果轉化和推廣應用任務,先后為464家煤炭企業、5578人次進行了智能化開采示范和培訓,不斷擴大創新技術應用范圍、提高適應能力以及增強可操作性。

    數字驅動,智領未來。帶著榮耀、扛起使命,一個人才輩出、風華正茂的黃陵礦業公司已屹立眼前,一個科技賦能、滿含情懷的黃陵礦業公司正闊步走來。

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