打工人请注意:AI不是要取代流水线上的工人,而是管理者!

动力煤价格高企,主要受经济复苏叠加采暖到来,煤炭需求不断抬升影响。

11月12日,陕煤集团成功发行2020年度第三期超短期融资券,发行规模20亿元,期限270天,票面利率2.05%。预计到2022年底,陕煤集团所属黄陵、彬长、陕北矿业和榆北煤业将建成智慧矿区,50%以上的煤矿建成智能矿井。

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今年1月至10月,陕煤集团煤炭产量16088.9万吨,同比增长10.6%;化工产品产量1545.6万吨,同比增长6.6%;粗钢产量1089.5万吨,同比增长4.7%。十三五期间,陕煤集团发展由生存保卫阶段转向转型发展阶段,由治亏创效阶段转向改革提升阶段,由规模速度型增长阶段转向质量效益型增长阶段,由追求以做大为主阶段转向做强做优与做大并重阶段,实施了以煤为基,能材并进,技融双驱,蜕变转型的发展战略。从十二五末的亏损边缘崛起,陕煤集团2016年实现利润30.01亿元,2017年实现利润105亿元,2018年实现利润135亿元,2019年实现利润157亿元,发展质量显著提高。该项目将把陕煤集团自主研发的煤炭分质利用技术和日本三菱化学、高化学等企业的高端化工技术集成起来,实现煤炭资源与纺织服装、建筑装饰、汽车材料、航天航空材料等高端制造产业的衔接。抓住转型升级关键期十三五时期,是陕煤集团改革发展、转型升级的关键时期。

各大板块齐头并进今年以来,陕煤集团各项工作亮点纷呈。在化工方面,10月20日,北元集团在上海证券交易所正式挂牌上市,成为榆林首家本土上市公司。钻爆法技术相对成熟、成本低,但掘进效率低、工艺繁琐、安全性低;综掘法目前应用最广泛,主要有综掘机掘进、连续采煤机掘进和掘锚一体化掘进3种方式;矿用TBM工法已在个别煤矿得到应用。

传统综掘工艺虽在设备上实现了截割、运煤的机械化或半机械化作业,但其他工艺环节仍大量依靠人工作业,严重影响了掘进效率和安全。岩巷掘进则有炮掘、TBM、重型悬臂式掘进机。智能化掘进工作面主要模式为基于悬臂式掘进机的智能综掘工作面和基于掘锚一体机的智能快速掘进系统。近年来,该公司秉承掘进先行的理念,成立智能化建设工作领导小组,依托工程研究中心和博士后流动工作站,加大与中国矿业大学、中铁建集团、西煤机等单位的跨界合作力度,成立了王剑智能快速掘进团队。

中国铁建重工集团煤矿装备研究院院长张廷寿指出,煤矿智能化快速掘进技术重点包括精准定位、自动导航、超前钻探、自动截割、自动支护、连续转载、故障预诊、远程集控。必须针对我国不同的地质条件,开展有针对性的集中攻关研究,形成不同形式的快速掘进、支护技术与装备,使掘支作业由主要依靠人工到全面机械化,再到自动化和智能化。

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新中国成立以来,我国煤炭行业逐渐形成采掘并举,掘进先行的生产理念,总结并推广了当时大同矿务局、京西矿务局岩石掘进,徐州矿务局综掘,新汶矿务局和淮北矿务局光爆锚喷支护等经验,开展了先进采掘队组和特别能战斗的队伍 (掘进队)竞赛达标等活动。此外,部分企业对掘进工作认识不到位,重采煤、轻掘进现象存在。那时,矿工们应该想象不到:69年后,悬臂式掘进机、掘锚一体机、TBM等大型采掘装备代替了人工,井下甚至出现了智能掘进机器人的身影。截至目前,该集团对智能快掘装备改造工作累计投入超过3000万元。

2020年,华阳新材料科技集团在大断面厚煤层顺槽巷道试用双钻臂掘锚护一体机,效果良好。其中,悬臂式掘进机+单体锚杆钻机掘进方式为我国主要的掘进支护方式,全国平均月进尺180米,如山西、山东与两淮地区的煤矿。国家能源集团神东煤炭集团上湾煤矿8.8米超大智能综采工作面检修现场传统掘进格局尚未打破掘进技术发展不平衡煤矿间发展差距较大,后配套系统效率较低,关键制造装备能力不足,核心技术和基础研究短板明显,掘进工艺有待优化,部分企业重采煤、轻掘进现象存在,职工素质有待提升我们煤矿掘进工作虽取得了一点成绩,但更应该如履薄冰、居安思危,充分认识存在的问题。1976年,我国第一台煤巷掘进机成功下线。

巷道掘进与支护已成为煤矿自动化、智能化建设的短板。1951年,大同矿务局的马连掘进组创下当时全国手工掘进的最高纪录月进318.71米。

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基于悬臂式掘进机的智能综掘工作面以自动截割为主、远程干预为辅;基于掘锚一体机的智能快速掘进系统具有超前钻探、精确定位、自主导航、自动截割、自动支护、连续转载、泡沫除尘、远程集控等功能。近年来,我国智能化掘进工作面崭露头角。

他们通过将快速掘进技术与物联网、云计算、大数据、机器人等深度融合,建立了集感知、分析、自学习、预测、决策与控制于一身的完整的智能系统,整合掘铺支运全过程。我们一定要统一思想,凝聚共识,全力构建一个安全、高效、绿色、智能的现代化煤矿掘进新体系。目前,我国煤矿掘进形成了以钻爆法、综掘法(包括连采机工法、掘锚一体机工法)和TBM工法 (盾构法)为主的发展模式。如何构建现代化煤矿掘进新体系?在全国煤矿快速掘进现场交流会上,很多企业代表表示,重视掘进工作、加大资金和装备投入、加强人才培养、提升管理水平是关键。如何补齐短板,业内专家与部分企业开展了一系列探索研究。相比采煤工作面,我国智能化掘进技术虽然取得了显著进步,但整体效率偏低,发展极不平衡,成为制约煤矿安全高效生产的关键。

新巨龙公司总经理李伟表示,新矿1号集掘进、出渣、支护、除尘、通风等功能于一体,标志着煤矿岩巷掘进机在大直径、大埋深、复杂地层施工方面实现新突破。智能快掘不是纯粹的工序叠加,也不是人少能力强,而是人机环管的高度融合。

中国煤科北京中煤自主研发、天地奔牛参与制造的国内首台竖井掘进机入井据中国煤炭工业协会副会长孙守仁介绍,近年来,全断面高效掘进机、复合式盾构机、全断面矩形快速掘进机、全断面硬岩掘进机、大倾角盾构机等重大装备研制成功,在开采条件简单的大断面、长距离的煤(岩)巷初步实现了快速掘进。1978年,煤矿掘进机械化率为14.5%,2018年提高到60.4%,保障了煤炭的生产供应。

掘进技术不仅成为煤矿安全高效生产的共性关键技术,更是补齐煤矿智能化建设的关键短板。2019年7月,国内首台煤矿大直径大埋深全断面盾构机新矿1号在山东能源新矿集团新巨龙公司井下-980米全岩巷道顺利应用。

国内首台大直径煤矿岩巷全断面掘进机下线为提高瓦斯治理岩巷掘进速度和突出煤巷单进水平,给瓦斯治理提供充足时间与空间,中国平煤神马能源化工集团副总经理张建国表示,该集团在全国深井煤矿岩巷施工率先引进用于地铁隧道的悬臂式大功率硬岩掘进机,推广应用具有转速快、扭矩大、推力足等优势的液压锚杆钻车;联合重庆大学等单位展开攻关,建成具有一键启停、远程操控、无人切割的智能化掘进机,并实现智能化掘进机、液压锚杆钻车、胶轮车、胶带输送机、局部通风机等设备的有机配套和集中控制,所有设备均可一键启动。该集团有关负责人表示,快掘系统必须满足一定条件才能发挥其性能。《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》指出,要基本实现掘进工作面减人提效。据中国煤矿尘肺病防治基金会统计,我国尘肺病患者达80多万人,其中60%以上在煤矿,且每年约以3万例的速度在递增。

此次全国煤矿快速掘进现场交流会选址在陕煤集团榆北煤业公司。数据显示,2019年我国83%的煤炭产量来自井工开采,若平均按50米的万吨掘进率计算,掘进工程量超过1.5万公里。

兖州煤业股份有限公司从2019年起,在本部及鄂尔多斯能化公司全面推进智能掘进工作面建设工作,目前累计建成了24个重点掘进工作面。榆北煤业公司总经理石增武说。

数据显示,目前我国煤矿从业人员中,从事采煤、掘进、运输等危险繁重岗位人员占比在60%以上,其中直接从事掘进作业的人员约30万人。目前,我国传统掘进格局尚未打破,煤矿间发展差距较大,后配套系统效率较低,关键制造装备能力不足,核心技术和基础研究短板明显,掘进工艺有待优化,职工素质有待提升。

国内首套大倾角矿用岩巷盾构机在淮北矿业集团袁店二矿入井安装 黄世鹏 摄开展有针对性的集中攻关研究针对我国不同的地质条件,开展有针对性的集中攻关研究,形成不同形式的快速掘进、支护技术与装备,使掘支作业由主要依靠人工到全面机械化,再到自动化和智能化煤矿掘进不仅关乎效率,更与矿工安全与健康息息相关。如煤矿全断面硬岩掘进机经改造后,应用于华阳新材料科技集团新景矿,最高月进尺562米。据统计,截至今年8月底,全国煤矿建成智能化掘进工作面123个。智能为王掘胜千里(上)编者按:作为生产的重要环节,煤矿掘进速度和巷道质量直接关系到矿井合理的生产布局、稳定的采掘接续,关系到重大灾害超前治理、系统保障能力提升。

《煤矿机器人研发重点目录》提出了9种掘进类机器人的研发应用要求。比如,掘进工作劳动强度大、环境恶劣、危险性高,但工人待遇赶不上采煤工;一些单位对掘进投入相对不足,许多掘进设备超期服役;连续采煤机掘进、掘锚一体化掘进、盾构法掘进等方式,尚未得到大量推广应用。

煤矿掘进逐渐走向机械化,装备制造水平不仅满足了国内市场需求,也基本结束了依靠进口的局面。如掘支运不能平行作业,而且在冲击地压、高瓦斯、深部等复杂条件矿井,支护耗时更多;后配套系统特别是通风、除尘、安全监控、压风、供水、供电等,缺乏统一设计与服务,无法高效协同运转。

华阳新材料科技集团曾试用过悬臂式掘进机加装机载锚杆钻机、掘锚一体化快速掘进作业线、煤巷矩形护盾式掘锚机等设备,均未收到良好效果。华阳新材料科技集团试用掘锚护一体机 李斌斌 摄我们既要加强顶层设计,大胆融合5G、物联网、工业互联网等技术,尽快突破智能化少人无人掘进技术,也要深刻认识到实现智能掘进的长期性和复杂性,做好长期攻坚的准备。


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