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人民網 | 創新蝶變 智慧賦能——智能快掘新模式為煤炭行業提供陜煤榆北方案

作者: 楊景麟     時間: 2022-01-26     點擊: 查詢中    分享到:

源于一次關于煤礦巷道掘進的“理念振翅”,引起了煤炭行業掘進裝備工藝的“顛覆效應”,打造出了陜煤榆北智能快掘“行業范本”。這個過程正如蝴蝶沖破卵蛹,振動雙翅,悄無聲息地,卻在“刻意間”,改變了榆北,也為整個煤炭行業的創新發展綴上濃墨重彩的一筆。

全國首套護盾式掘進機器人在榆北小保當公司地面試運轉

初心源自于“我們得做些什么”

“面對如此好地賦存條件,我們有必要更有義務得做些什么”,帶著這樣的初心,榆北人向著長期困擾煤炭行業的“采掘失衡”難題發起了挑戰。

一直以來,煤炭行業在采煤技術工藝迭代升級方面遠遠領先于掘進,掘進巷道準備滯后于回采速度;在自動化、智能化裝備方面,掘進裝備研發投入不足,導致“采掘失衡”問題進一步加劇。

面對采掘失衡問題,煤炭企業不得不組建更多的掘進隊伍來滿足采煤需求,但不服輸的榆北人選擇蹚出一條孤獨而充滿挑戰的新路子——打破行業壁壘,讓掘進走在采煤前面。

從“掘進”到“快掘”,一字之差,不只是速度的提高,更意味著要從“理論、裝備、工藝、標準”上全面突破。

柳暗花明又一村。2017年,正愁如何推進掘進高效化的陜煤榆北決策者,了解到神南產業公司引進了一臺掘錨一體機,其所帶來的“掘錨同步”先進理念,猶如黑夜中的一簇星火,吸引了他們的目光,看到希望的他們當即決定引進該設備并在小保當公司投入應用。

“這套設備因為自身設計存在缺陷,加之井下復雜地質環境影響等一系列問題,經歷3個多月,卻只掘進了170米,沒有發揮出預期效果,可以說失敗了。”時任榆北煤業公司總經理石增武說道。“我們始終認為失敗并不可怕,要是停止,才是對初心的最大褻瀆。”

“變則通,通則久”。半年后,不折不撓的榆北人總結經驗教訓,頂著外界壓力和質疑作出了“再試一次”的決定。在第一套失敗的基礎上,經過調研論證,進行了60余項技術和設備改造,智能快掘成套裝備1.0版帶著所有人的期待下井了……

但事與愿違,截割大塊無法破碎、轉載點堵煤、連續運輸、錨桿鉆孔角度等問題,成為了新的“絆腳石”。

“因為設備是單一設備,沒有跟機的破碎裝置,更沒有配套的連續運輸皮帶,這些問題不解決,它的進尺就上不去”時任曹家灘公司掘進區副區長康中山說道。“我們又開始對設備進行改造,那會兒沒日沒夜,但是感覺不到累,因為經過初步檢驗,我們感覺這事兒有戲。”

經過快掘科研攻關團隊夜以繼日地反復改進,加入了破碎裝置,解決了外運問題,更增加了泡沫除塵、可升降鏟板、自動導航等系統,達到集探、掘、支、運于一體,較為成熟的機械化程度更高的快掘成套裝備2.0版。再次投入試驗后,初步取得成效,實現了“掘錨同步”,創造了單巷日進91米、月單進2020米的陜煤集團最好紀錄。如今月成巷1500米掘進進尺成為常態,準備采煤工作面時間較傳統掘進縮短了60%,生產班人數減少了50%。

隨著快掘團隊和裝備的不斷磨合,掘進進尺日漸提升,“解決采掘失衡”迎來了第一縷曙光。但愛“折騰”的快掘團隊并不滿足于此,因為他們堅信,智能化才是徹底解決采掘失衡,實現安全生產的關鍵點。

越是取得成績的關鍵時刻,榆北人越是頭腦冷靜、目標清晰。2020年10月,智能化快掘成套裝備3.0版應運而生,充分吸取前兩代設備的經驗教訓,“更智能”成為該套設備最強標簽。

僅5人就能完成“掘-鋪-支-破-運”一個循環的正規作業,實現了高精準機身定位導航、永久支護緊跟迎頭、6000米超長距離膠帶機連續不停機自動延伸等功能,創造性地破解了煤炭行業“采掘失衡、接續緊張”難題,用掘進司機的話來說“現在我只要動動手指頭,掘進任務就完成了。”

全國首套護盾式掘進機器人在榆北小保當調度中心進行遠程控制

榆北緣何能做到?

2021年6月,對榆北人來說,格外難忘,成果鑒定會上榆北首創的智能快掘系統,以“破解采掘失衡、解決同步支護”重大突破,被鑒定為國際領先。

2020年11月,陜煤榆北煤業成功承辦全國煤礦快速掘進現場交流會。會議現場的專家云集,不論是上級領導的關心還是與會同行的關注,都是對榆北快掘事業最大的褒獎。同行問的最多的便是:榆北緣何能做到?

榆北人用一場場生動實踐,給出了緣由——“敢想敢改”。

“敢想”源于初心堅定。榆北決策者和快掘攻關團隊始終認為現有裝備與快掘技術不相適應,傳統裝備自動化程度低、系統不協調、掘支不同步,勞動工序復雜,設備效能無法充分發揮,敢于打破思維定式,立足自主創新,走自動化、智能化、少人化才是煤礦掘進唯一出路。

“敢改”源于底氣十足。“在國內外快掘設備引進后,要用,就得自己改,哪怕失敗,也要試上一試。”實踐證明,這條路,蹚對了!榆北快掘團隊成功建立了大斷面煤巷快速掘進結構模型,提出了快速掘進支護原理;研發出“掘-鋪-支-破-運”一體化平行作業成套裝備,解決了精準導向、自適應截割、自動化錨桿支護、高強度臨時支護、連續運輸、高效除塵等關鍵技術難題;優化了頂幫錨桿空間布置、施工順序,提出了“掘-支-運”平行作業工藝,形成了榆北快速掘進工法,實現了大斷面煤巷快速掘進。

現在,陜煤榆北快掘成果已在陜西榆林、山西臨汾、呂梁、內蒙古鄂爾多斯等多個礦區30余對礦井應用,得到煤礦企業的一致好評,為大斷面煤巷快速掘進蹚出了一條新路,推廣應用前景廣闊。

“路漫漫而其修遠兮,吾將上下而求索”。2021年2月榆北快掘項目制定團體標準《煤礦智能化快速掘進工藝標準》(T/ZKJXX 00013-2021)正式發布,讓榆北實踐成為行業中可復制、可借鑒、可推廣的新范本。2021年12月,榆北煤業公司“榆神礦區大斷面煤巷快速掘進關鍵技術裝備”項目被中國煤炭工業協會評為2021年度科學技術一等獎,榆北快掘再次成為行業焦點。

經歷了千錘百煉,榆北的智能快掘成套裝備經歷了一代又一代的革新,榆北人正在用一米米標準化的巷道踐行著“榆北方案為什么行”!

榆北曹家灘公司智能快掘科研攻關團隊

踐行“要進尺 但更要安全”承諾

“我們要進尺,但是我們更要安全”,心懷“人民至上生命至上”的安全理念,榆北領導者向全體員工許下了承諾。

陜煤榆北煤業公司主要負責人指出,“盡最大的可能,把一些危險性系數比較高的、災害比較嚴重的、勞動強度比較大的作業崗位,全部用機器人換下來”。正是帶著這樣的初衷,榆北人即使在智能快掘工藝裝備行業領先的前提下,也沒有停止探索。

2020年9月,在陜西煤業的主導下,榆北煤業聯合西安科技大學、西安煤機廠等單位,研發生產的護盾式智能掘進機器人系統在小保當進行工業性試驗。

護盾式掘進機器人全長14.5米,由截割滑臺、前后盾體、操作臺及液壓系統和電氣系統組成,完成掘進割煤后,整機以“邁步式”向前行走。在小保當公司井下掘進現場,當巷道掘進從“人海戰術”升級為“智能遙控”,最直觀的感受是設備變大了,進尺提升了,人卻減少了。僅需四個月即可完成一條長度達6000米的巷道掘進,每條順槽施工可節省人工等成本費用約1160萬元,僅需8人以內,就讓工效提高了3倍以上。

向科技創新要效益,充分讓員工在工作中享受智慧化建設帶來的紅利。掘進在所有工序中往往面臨著更多的未知和復雜的不確定因素,需要承擔的隱患風險往往是最大的,所以提升掘進裝備智能化,是榆北智能掘進項目升級的重中之重。如果說快掘成套設備地從無到有是“破蛹”時刻,那么少人則安正是“振翅”遠飛的目標,而如何盡可能地通過提升設備智慧化程度,到達人減進尺不減效率不降的目標,則是榆北下一階段智能快掘的突破方向。

傳承“只爭唯一”的信念

“未來,我們將繼續致力于智能快掘關鍵技術及裝備的研發,為我國煤礦智能化建設貢獻陜煤力量。”2021年10月,石增武代表陜煤榆北煤業公司匯報“榆神礦區大斷面煤巷快速掘進關鍵技術與裝備”項目時說道。

“臺上一分鐘,臺下十年功”。對榆北快掘團隊來說,不論是智能快掘成套裝備的迭代升級,還是護盾式掘進機器人的成功應用,抑或是對“洋設備”的大膽改造,在改設備的同時也是在改造他們自己。

粗糲能甘,紛華不染。石增武說道“榆北煤業必須組建一支自有的高素質掘進隊伍,才能掌握礦井生產的主動權。”帶著這樣的使命,2019年1月,曹家灘公司智能快掘科研團隊成立,肩負起做好該公司智能化快掘成套裝備的使用和改造任務。該團隊現有員工140人,平均年齡只有31歲,均是來自生產、機電、地質等方面的本碩博高素質技能人才。小保當公司則以高素質大學生為基礎,抽調區隊熟練技術骨干,共同組成了智能快掘技術攻關團隊,聯合高端制造商、國內專業院校,共同針對掘進成套設備進行技術升級。

就是這樣一支善于“啃下硬骨頭、解決大麻煩”的掘進漢子們,也有屬于他們的柔情歉意。

“我的婚期一拖再拖,老婆都來隊上找人了”

“一個月不休假,半年瘦了30斤”“每次回家娃娃都是睡下了……”

說起快掘背后的故事,他們和家人有說不完的“小插曲”,家人不理解他們為何一“消失”就是幾個小時,但他們沉浸其中,而且樂此不疲,仿佛使命就是將快掘設備改好用成一樣。

知常明變者贏,守正創新者進。“王劍、陳兵、康中山、王志誠……”許多人的成長與命運緊緊和“快掘”交織在一起,與其說他們是榆北智能快掘的締造者,更不如說他們永遠是下一代智能快掘設備的追求者,而屬于他們的故事還在繼續著。

時代正在飛速變化,變革的洪流重塑著世界和中國,智能化正在重新定義煤炭產業。兩化融合再深化,產學研用再升級,物聯網集成、輔助工序自動化、巷道砼底板快速攤鋪等關鍵技術,將會成為智能快掘成套裝備的最強助力,“一次成巷”將在榆北成為現實,“榆北快掘標準”將再一次領跑行業。

陜煤榆北用智能快掘“煽起”了煤炭行業掘進領域變革的風暴,很多人用“蝶變”來定義榆北煤業公司在智能化建設路上所作出的努力,殊不知,在榆北人眼里,這種評價更像是一種期待,用它來重新定義一個新的未來。一如既往地加倍、加快、加碼推進煤礦智能化發展,這是時代呼喚,也是行業的需求,更是打造世界一流綠色智慧能源企業的必然選擇。(當地供稿 陜西陜煤榆北煤業有限公司 楊景麟)

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