一、企业基本情况
陕西煤业化工集团孙家岔龙华矿业有限公司位于陕西省神木市兰炭产业特色园区,是2008年由陕煤集团和陕西龙华集团共同出资设立的混合所有制企业。公司为集煤炭、化工、发电、铁运、酒店服务为一体的综合性集团化运营企业。
公司所属矿井井田面积54.4km2,矿井核定产能8.0Mt/a,采用综合机械化采煤,服务年限40年,配套有6.0Mt/a的选煤厂,公司定制化生产煤炭产品主要分为混煤、末煤、仔煤、中块。煤炭产品煤质优良,属特低灰分、特低磷、特低硫、高热值、高挥发分弱粘或不粘长焰优质环保煤;公司所属铁路运输系统,在神朔铁路线建设装车筒仓、到发线,年发运量为800万吨;公司所属的发电项目,现有三台25MW和一台24MW汽轮发电机组,为低热值煤发电机组,配套三台130t/h和一台140t/h的循环硫化床锅炉,总装机容量99MW。
二、信息化建设情况
按照“一优三减”和“四化”建设要求和国家八部委联合发布的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》,根据公司高质量发展的现实需要,龙华矿业公司紧盯煤炭前沿技术,以实现掘进工作面减人提效、综采工作面少人或无人操作、井下固定岗位的无人值守与远程监控为近期目标,于2018年10月开始智能矿山升级改造,全面实施以“全面的数据采集感知网、高效的信息网络传输平台、一体化综合管控平台、大数据联动平台和智能决策中心”为主要内容的智能矿山建设之路,推动公司“安全、精细、高效、创新、绿色、共享”高质量发展。
(一)信息化建设保障机制。
为保证信息化建设工作顺利推进,我公司特成立了以总经理为组长,总工程师和各副总经理为副组长,各部室、区队负责人为成员的信息化建设领导小组,负责公司信息化工作的组织、监督及协调的工作。
(二)信息化建设发展历程。
2013年,为响应国家号召,公司开始建设无线通讯及应急广播并初步建立井下环网系统,2014年投入使用后受到全矿好评,但也暴露出无线与调度有线通讯无法深度融合的问题。经公司考察研究决定,于2016年开始建设数字化有线调度通信系统及数字化调度大屏及安防等系统。2017年,公司对安全监测监控系统进行了第一次升级,2019年进行了第二次升级改造。2020年组建了矿井万兆工业环网和主运输集控系统。截止目前,主要建成了“一个矿井万兆工业环网、两个智能化综采工作面和四个远程集控系统和七个在线监测系统”。
三、信息化建设应用成效
(一)万兆工业环网。
公司矿井万兆工业环网采用德国赫斯曼万兆交换机,2020年4月3日正式投用。万兆工业环网的顺利建成,为公司智能矿山建设提供了一个高速、安全、可靠的信息传输通道和共享平台,它不仅将现有各独立的自动化子系统通过统一的接口协议有效集成起来,还将矿井各环节系统的设备工作状态、生产安全、环网通讯故障等信息实时传递到调度指挥中心,为矿井的安全生产指挥和管理提供了充分的、实时的信息依据。
(二)智能化综采工作面。
2020年5月,30204综采工作面智能化设备安装调试完成。2021年3月20日,20112超长综采工作面自动化集中控制系统通过验收,正式投用。通过对采煤机电控系统及液压支架电液控制系统升级改造,实现了采煤机记忆割煤及支架跟机自动拉架。通过建立工作面工业以太网、视频监控系统和集控中心,采用现场总线技术实现了采煤机、支架、三机、泵站、供电系统的数据集成和集中控制,在井下顺槽集控中心和地面集控室均可实现对采煤机、支架、三机、泵站、供电系统的可视化远程集中控制及“一键”启停。应用采煤机记忆割煤、支架跟机自动拉架和“一键启停”技术,实现了工作面常态化智能开采。生产过程中顺槽集控中心和地面集控室安排专人值守,泵站、破碎机、装载机、刮板机、采煤机、支架采用远程一键逆煤流启动、顺煤流停机,采煤机记忆割煤时1名采煤机司机就地干预滚筒自动调高、液压支架跟机自动拉架,推溜时2名支架工跟机调架、巡视,正常生产期间,每班6人即可完成生产任务。
(三)四个远程集控系统。
1.主运输集控系统。
2020年4月5日至5月5日,公司主运输集控系统完成了升级改造,该系统采用了天信重工开诚智能装备有限公司的KJ982控制系统,实现对原煤仓至工作面共9部带式运输机的远程、集控、就地、检修控制和“一键”启停,同时该系统具备运行数据采集、远程在线监视、故障检测诊断、系统权限分配、网络通话、云台监视等功能。主运输集控系统和万兆工业环网的总价为448万元。
2.主通风机和局部通风机的自动化远程控制系统。
2019年6月至2019年9月,公司主通风机和两台局部通风机(286000元)的自动化远程控制系统改造建成,两系统分别选用的是诺文科风机有限公司FCZ No26.5/1250(I)型风机及其控制系统和山东开创远程控制系统,现已实现对主通风机和两台局部通风机运行数据的测量、处理、发送以及远程修改保存各项参数和远程起停、复位及故障检测等功能。
3.变电所综合自动化系统。
2019年4月至2021年1月,公司井上、井下各变电所完成了综合自动化系统改造,其中工业场地和风井工业场地两个35KV变电所采用了许继电气股份有限公司的CBZ-8000系统;302盘区变电所采用的是上海南自科技股份有限公司的SN-2000控制系统;2#中央变电所和201盘区变电所采用的是山东万泰电气有限公司的控制系统。各变电所均已实现远程自动化控制和在线数据及故障监测。
4.水泵房自动化控制系统。
2018年12月,井下水泵房自动化控制系统开始改造建设。2019年7月,井下1#(458000元)、2#中央水泵房、202盘区水泵房和3-1煤辅助运输大巷2300米临时排水点(226900元)均实现了远程手动、远控自动控制,且不同控制方式具备了互锁功能。该系统的现场和远程监控画面可以实时检测到水泵、电机、水位、电动闸阀、电动球阀的状态数据。
(四)七个在线监测系统。
1.安全监测监控系统。
矿井设有一套KJ133(X)安全监控系统。系统主机设在调度指挥中心,双机热备份,并配置监控软件。系统采用工业以太网+CAN总线混合组网,覆盖井上下生产系统。井下各地点严格按照《煤矿安全规程》及AQ1029-2019《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》中的要求安设了各类传感器,并保证了传感器的灵敏可靠,所有监测数据均能正常上传至地面监控中心站。煤矿安全监控系统可以连续监测CO、CO2、O2温度等参数,根据这些环境参数的变化进行煤层火灾的预报。
2.应急广播系统。
该系统现场设备主要安装在各硐室、采掘工作面及人员流动频繁的场所。当井下有突发事件需要紧急撤人时,我们可以第一时间以广播形式下达指令,并发出语音报警,通知疏导现场人员安全有序地撤离危险区域。平时我们也会播放三大规程、安全教育及轻音乐等,让井下员工在确保安全的同时更舒心。
3.顶板压力监测系统。
该系统可实现对综采工作面进行连续的顶板压力监测,对监测结果的分析、研究顶板来压规律,为顶板管理提供了可靠的参考依据。
4.人员位置监测系统。
该系统主要基于超宽带(UWB)技术实现对井下人员及车辆的实时精准定位和监督管理,定位信号实现全覆盖,且精确度达到了1M。具有唯一性检测、求救、超速、超时、超员报警和轨迹跟踪等功能。
5.水文监测系统。
该系统主要采用先进的超声波传感器技术和数据通讯技术,对含水层、矿井涌水量、采区积水量、长观孔内水位等信息进行动态监测,且具有多参数监测、曲线(直方图)生成、数据共享和预测预警等功能,为矿井防治水工作提供有力的地质依据。
6.束管监测系统。
矿井采煤工作面安装了火灾束管监测系统,可通过束管将采空区内的气体经抽气泵取样,采用气相色谱仪检测装置对束管采集的气样进行分析,实现对CO、CO2、CH4、C2H2、C2H4、C2H6、O2、N2等气体含量的在线监测,其监测结果在以实时监测报告、分析日报等方式提供数据的同时,亦可自动存入新据库中,以便今后对某种气体含量的变化趋势进行分析,同时实现了无人值守和全自动化控制。
7.通讯系统。
无线通信系统支持最大2000台移动终端的接入,现共配备300台矿用本安型手机。该系统井下设备包括矿用本安型融合分站90台、矿用隔爆兼本安型直流稳压电源、矿用本安型网络交换机、矿用本安型手机等。
四、下一步发展规划
公司将努力建成包括基础信息支撑平台、集中监控系统、生产执行系统、物流管理系统、事务管理系统的“一个平台四大系统”,实现数字化信息化管理。以提高产量、增强安全、降低成本、提升管理,增强矿井整体竞争力为下一步目标。