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井工煤矿“四化”建设应做哪些改进?

2021-12-15 25 分享

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煤矿应积极实施煤矿安全技术改造,不断提高煤矿机械化程度,改善矿山安全生产条件、降低工人劳动强度和提高生产效率。建议改进如下方面:机械化Mechanization(1)目前井工煤矿掘进开拓工作面辅助材料运输方式多为半机械+人工搬运,随着掘进距离不断增加,人工搬运材料距离长强度大,尤其是斜巷掘进或开拓,不利于矿井安全管理。建议采用单轨吊解决辅助材料运输问题。因单轨吊运载能力大、机动灵活,适应性强,不受底板状况的影响,连续运输距离长,安全可靠,能实现重载货物的整体搬运,代替传统人工、半机械化运输方式,实现煤矿井下运输过程连续化和综合化、驱动方式多样化,减少人员以及降低人员的劳动强度。

(2)目前井工煤矿掘进开拓工程量较多,采掘接续紧张,受地质条件及矿压显现影响,掘进齐头处不及时支护风险较高,为降低职工劳动强度、职业病危害和提高支护效率,建议推广使用掘锚一体机,实现巷道支护工岗位装备替代,提高顶板支护机械化及掘进自动化水平,实现掘进效率大幅提升,保障采掘平衡,避免系统性风险。
(3)目前井工煤矿采煤工作面长度一般在200m及其以上,工作面装备成套综采设备较多,工作面安装、回撤基本上以绞车、提升机、轨道平板车等多段分散落后的传统辅助运输方式为主,机械化程度低,并且存在作业人员劳动强度高,作业环境风险多,工作效率低、采空区气体管理难度大等问题。近几年来,综采工作面快速搬家的成套装备和根据各矿区地质条件采用的多点、双点、单点回撤工艺技术已经得到普及应用,实行面到面快速搬迁,综采工作面的搬家已由早期的4-6周缩短到现在的2周以内,取得了显著的经济效益。建议推荐使用综采回撤安装设备,以降低作业人员劳动强度,提升综采成套设备回撤安装作业安全系数和效率,减少安全风险,提高经济效益。
(4)目前井工煤矿部分硐室、巷道开口或联络巷受空间及长度的限制,无法使用大型机械进行施工,大多采用炮掘或人工风镐掘进,人工装渣,作业劳动强度大且施工效率低,投入人工成本高,严重影响施工进度,建议采用煤矿用挖掘式装载机解决该施工及装渣问题,可大幅提高施工进度,同时降低工人施工作业劳动强度、提高施工效率。自动化Automation
自动化是指机械设备或生产过程、过程管理在没有人直接参与的情况下,经过自动检测、信息传输、信息处理、分析判断、操纵控制,实现所要达到的目标。
(1)井工煤矿可应用智能识别煤矿电网管理系统、多水平阶梯式联合排水智能监控系统、中央集控平台等为一体的矿井智能无人值守系统,代替人工井下现场值守,并对主要子监测系统组建融合平台。
(2)由于煤炭地质条件变化较大,煤炭中含矸量变化也较大,为有效改善和稳定原煤煤炭质量,确保经济效益,建议各煤矿可采用TDS智能分选设备,该智能分选设备自动化水平高,具有分选精度高、分选粒度宽、处理能力大、自动及智能化程度高等特点,且系统不用水、不用介质,投资小,运行成本低,建设周期短,设备台数少,系统简单,改造对现有生产系统不产生影响,可实现集中控制、无人值守,提高了分选效率与精度的同时,也避免了传统选矸对人体健康的伤害。
(3)首先,目前矿山煤炭的主要运输方式是胶带运输,从以往维护的角度看,设备巡检需要人工巡检,占用人员多,巡检过程中故障诊断靠经验,没有数据支撑,随机性大,且无法根据现状预测设备未来的运行状况;其次,因为没有胶带定位,人员随意性大容易出现漏检、错检,对胶带接头故障发现晚,设备检修预防性检修较少,事故性检修较多,维修维护费工费力;第三,操作人员和巡检人员工作区域分散,距离长,远程视频、远程监测、远程控制、远程移动通话都没有实现,造成维护人员在井下来回奔波,劳动强度大,劳动效率低。建议采用矿用移动巡检装置机器人代替巡检工巡检,通过机器人技术代替人的眼、耳、手,利用高速处理器有效的分析算法代替人的大脑,以达到实时、准确预警的功能,从而减轻工作人员的劳动强度、降低劳动风险,及时发现问题,避免事故扩大化,可大大降低生产过程中的非正常停机时间。
(4)目前煤矿原煤经选煤系统筛选后的商品煤主要通过人工初步判断其热值进行分类,然后通过人工取样检测掌握煤炭发热量,检测热值与实际有一定偏差,易因煤炭质量出现销售事故,建议采用在线无源灰分仪在线检测煤炭质量,可实现对煤炭灰分、含水量、煤炭热值实时监测,精准分类,以提升煤炭质量管理,提高不同类型煤炭的销售收入。信息化Information
煤矿信息化是指对矿井地理、生产、安全、设备、管理和市场等方面和信息进行采集、传输处理、应用和集成等等,从而完成自动化目标。
(1)根据《国家煤矿安监局关于加快推进煤矿安全风险监测预警系统建设的指导意见》的要求,2020年底前,完成所有煤矿的安全监控系统、人员位置监测及工业视频数据的上传;2022年底前,实现煤矿安全监控、自动化等所有子系统感知网络数据全面接入,实现煤矿安全风险研判“智能化”、应用系统“平台化”、数据交换“标准化”、监察执法“精准化”的建设目标。建议各煤矿与专业科研院所或集团公司的信息公司、中央研究院合作建成将煤矿监测监控各子系统集合而成的煤矿安全生产调度管理信息综合性系统,实时监测生产各环节的运行情况以及安全情况,不断获取煤矿生产过程中产生的各种信息,并将这些信息与作业规程或其它标准进行比较,一旦发现偏差与异常情况,就及时发出调度指令进行调节,以保证生产系统连续、有效、安全地运行,并实现各业务板块实时业务数据的集成、共享与可视化交互,满足管理层及业务部门从业务全局视角分析生产经营过程的需求。
(2)目前部分煤矿使用的有线通讯,受线路限制,不能满足矿山通讯布置,建议升级改造为基于NGN的软交换或5G技术的通讯联络系统,支持无线手机、有线调度电话互联互通,支持有线、无线一体化调度,同时还支持矿山广播系统接入,以能够帮助指挥调度人员通过多媒体方式实现指挥调度,并且能够与各种业务系统进行高度集成,提高指挥调度的智能化和自动化水平。
(3)针对煤矿运输设备运行过程中存在的盲区安全隐患,建议在运输车辆上安装GPS定位系统,同时在主要运输道路、重点运输路段、临时重点区域分别设置固定、半固定、移动三种测速监控装置,监测并显示车速,查处车辆超速违章现象,规范安全文明驾驶行为,提升操作人员安全素养;针对临时工程位置、临时交叉区域、特殊天气,临时设置移动测速监控,管控现场违章行为,在运输车辆上安装360°环视影像系统、毫米波雷达主动防碰撞系统、设备在线监测系统、自动语音播报系统等系统,实现设备关键部件运行状态的实时数据生成、预测报警、预检预修、远程传输等各项功能,同时系统后台可实时发挥监控全面监管作用,有力的促进人机一体化的安全运行管理。智能化Intellectualization
煤矿智能化需在以往的机械化、自动化和信息化建设的基础上,结合不同煤矿的煤层赋存条件和灾害特点,形成多种模式并存的智能化建设格局。
(1)井工煤矿随着开采深度的不断加深、工作面煤层倾角不断增大,煤质逐渐破碎以及现有设备的不断老化,顶板管理难度随之增加,导致生产效率降低,且现有设备配备人员较多、安全风险点多,部分综采设备已不能完全满足井下安全生产的需要,建议下一步采购具备智能化综采工作面控制系统的综采成套设备,要求控制系统为模块化结构,各系统具备综采设备姿态定位、综采设备安全感知、工作面直线度控制、视频图像处理等功能,集成综采工作面环境监测系统、工作面设备故障诊断系统等,形成综采工作面的一体化监控枢纽,实现综采作业的自动化控制及远程遥控,完善采煤机、液压支架和运输系统的整体控制,实现综采设备的就地/集中/远程三级网络管理控制技术,能够根据运输系统负荷的大小和工作面地质环境的变化,自动调控采煤机的生产能力,通过工作面网络覆盖,实现工作面环境下的可靠通讯及视频、语音和数据的三网融合,实现综采工作面安全可靠高效生产。
(2)基于物联网、5G技术,建议井工煤矿建设完善煤矿万兆工业网,随着各类传感器技术的发展,将煤矿生产、安全、经营管理、营销等可采集的信息数据以数字的形式通过网络传输,使数字、语音、视频等各种信息可以在同一网络平台上传输,各种信息得到高度的集成和更大的共享,同时对煤矿作业现场的机电设备实现远程自动控制,减少现场作业人员,实现少人甚至无人操作。
(3)根据井工煤矿煤层赋存条件及灾害类型,应建设完善的灾害防治系统,并将智能监测、预测、预警信息集成在智能安全监控系统中,实现基于多种灾害互联、互动、互监、智能预警、避灾路线智能规划等综合防治。