从“先行”迈向“领跑” ——陕煤集团陕北矿业红柳林公司智能化建设之路纪
2020年11月25日，国家首批71处智能化示范煤矿建设名单公布，陕西入选的9个矿井中，陕煤集团陕北矿业红柳林公司位列其中。“这既是一种认可，更是一种挑战，尽管我们取得了一些成绩，但是我们将站在新的起点上，科学谋划智能化矿井建设，在空白领域进行攻关，在关键技术上寻求突破，扛起国有企业的担当，做煤炭工业革命的先行军和领跑者。”陕煤集团陕北矿业红柳林公司党委书记、董事长张宏说。
十年探索实践：智能化采煤率高达97.7%
2011年，陕煤集团陕北矿业红柳林公司就做了“第一个吃螃蟹的人”。他们与天地科技股份有限公司合作，率先在15205综采工作面开展“煤炭综采成套装备智能系统”项目研究，拉开了建设大采高智能化综采工作面的序幕。
2012年，完成了综采成套装备智能系统，初步实现远程控制自动化割煤，建成了全国第一个7米大采高智能化综采工作面。大采高综采成套装备智能系统获得工业和信息化部专项资金支持1.1亿元，荣获“中国煤炭工业协会科技成果一等奖”，取得了发明专利5项，实用新型专利10项，形成了2项国家标准和2项行业标准。
2014年，伴随着大采高智能化综采工作面建设持续推进，实现了采煤机、液压支架等单机自动化，机头机尾超前支架已全面应用。这些都获得同行业高度评价，红柳林公司成为“全国煤炭行业‘两化’深度融合型智能矿山现场会”的主会场之一。
目前，红柳林公司已先后建成了9个智能化综采工作面，单面日产高达3.5万吨。单个工作面单班生产人数由14人降至最低5人，降低了员工劳动强度，改善了作业环境，提高了工作效率，保障了安全生产。
在智能化综采工作面建设过程中，红柳林公司先后取得6方面27项技术成果。通过智能化综采工作面常态化生产，矿井工作面平均推采速度达到8m/min，3个智能化综采工作面自动化生产率平均达90.79%，回采工效提高80%。
该公司首创了采煤机记忆割煤、液压支架自动跟机及人机交互界面友好的顺槽可视化远程遥控技术，研制了采煤机与液压支架安全防碰撞装置，独创了将角度、接近、行程、压力、激光测距仪等多种传感器用于工作面围岩检测，实现了采煤机、液压支架、刮板输送机三机自适应、自保护、联合协同作业技术，发明了以工作面工业以太环网为平台的具有分析处理功能的环境及装备智能感知系统等技术，实现了“少人则安，减人提效”的目标，采煤工人在地面集控室一键启停就能实现采煤作业。
通过技术攻关，该公司将工作面移变智能控制功能加入智能化工作面供电状态监视模块，实现了对顺槽供电系统的监视及远程控制功能，有效降低了作业人员劳动强度，同时提升了设备安全管控水平。实现了支架自动跟机喷雾、收打护帮板、移架、推溜一系列举措简化了工序。
通过岗位兼并代，合并了马蹄尔司机、控制台司机、泵站工“三岗合一”，减少了2名岗位工。通过智能化综合作业，实现了智能化减人，生产班富余人员可机动调岗，采用“三班两运转”的劳动组织模式，确保了更加人性化的轮休模式。
智能协同生产：智能化建设跨入新阶段
2020年，陕煤集团陕北矿业红柳林公司新一届领导班子在前期智能化采煤的基础上，提出了智能协同生产的思路。由此开始，红柳林公司的智能化建设迈入了新阶段。
“智能协同研究中心要按照‘人无我有、人有我优’的工作思路，做好‘智能协同、智慧管理’的智能化矿井建设，实现‘产供销智能协同’建设目标，不断提升装备和人员的工作效能。”红柳林公司党委副书记、总经理常波峰说。
通过完善大采高智能化综采控制程序，实现了采煤机根据运输机实时运行负荷情况的智能协同生产和采煤机的精准定位，解决了大采高智能化工作面煤机运行过程中，采煤机速度与护帮动作不匹配时，逐架收护帮速度慢、成组一次性收护帮煤墙片帮的安全隐患，减少了运输机断链事故的发生，增强了系统的可靠性。
“转载机准备启动，破碎机准备启动，刮板输送机准备启动……”在红柳林公司的地面“太空舱”控制室，2名西装革履的工作人员在监视大屏前按下“一键启动”按钮，远在万米井下的一只“机甲巨兽”开始活动，监控画面中黑色“乌金”顺着运输胶带蜂拥而上。
目前，红柳林公司三个综采工作面全部实现了常态化、全作业循环的智能化采煤，工作面所有设备实现智能化控制，胶带运输机远程控制，地面一键启停。通过高速网络和高清视频技术支持，在现有综采工作面结合以太网基础上建立统一通信协议平台，实现设备数据高速上传和控制信号实时下达，控制延时不超过200毫秒。
“技术的成熟确保了智能化综采工作面的全面推广，实现了从3米—6.3米不同采高、不同设备型号、不同生产条件下的综采工作面常态化智能化生产，满足了全矿井综采工作面智能化生产需求。”陕煤集团陕北矿业红柳林公司生产副总经理郭奋超欣喜地说。
智能装车系统：高效便捷畅通安全
2019年9月11日，陕煤集团陕北矿业红柳林公司智能化装车系统正式投入运营，实现了预约排队、叫号放行、无人司磅、远程装车的功能。一部手机、一个APP、一套系统让矿方、客户、运输公司、司机四方智能联动起来，煤炭销售工作从此更加高效便捷。
红柳林公司煤炭日销售量巨大，车多的时候每天有近1500辆车。昔日的场景是运煤线上销售人员派发排队卡，司机师傅换票结束后就争先恐后地驾驶着大货车进入隔离带，生怕落后，经常造成堵车的情况。销售工作人员倍加忙碌，在车流中穿梭疏导交通。今夕不同往日，司机师傅在手机终端APP上操作，提交装车信息，完成车辆预约排队。工作人员通过终端电脑自动放行，司机收到信息直接进入厂区装煤，运煤线路就更加畅通、安全。
“过去一个班下来，不仅满身煤黑，而且需要扯着嗓子和司机交流，口袋里必备金嗓子喉宝。如今，我们从装车现场狭小的操作间，搬到了干净、整洁、明亮的集控室，只需要轻点鼠标，开启漏煤斗，就能实现精准装车。”装车工韩伟哲感慨道。
对于拉运司机而言，以前矿方员工手动操作放煤时，一不留神就会导致放煤超出吨位，拉运司机需要返回煤场手动卸煤，来回折腾，既费时又费力。现在远程电脑精准控制放煤量，装车司机也更加方便省心。
曾经销售结算是一件庞大的工程，多人同时核算客户拉运量、竞拍量与竞拍价格，既费时又费力。现在，结算人员通过智能运销系统导入客户成交信息，确定结算规则，一键生成结算数据，总用时不超过十分钟。
据悉，在智能化装车系统投入运营后，装一辆车只需要20秒，极大提高了销售作业效率。仅2020年6月5日，地销混煤单日销量25253.14吨，打破地销混煤单日最高销售纪录;2020年10月5日，洗中块单日销量21163.86吨，打破洗中块单日销量纪录。
智能洗选系统：“七化”成就行业领跑
红柳林公司投入2000余万元，对原有洗选煤系统进行改造升级，实现了管理智能化、生产可视化、控制远程化、信息共享化、作业无人化、安全标准化、效益最大化。
原有的选煤厂正常运转需要359人，现在只需要190人即可以满足选煤厂的日常运行。运营成本大幅降低，人工费用由2.74元/吨降至1.45元/吨，每年可节约费用2190万元。
该公司智能化选煤厂通过安装智能视频分析系统、机电设备状态在线监测系统、智能巡检机器人、远程分合闸系统、专用手持终端，实现了对选煤厂所有重要岗位的视频监控全覆盖;重要设备的温度、振动状态实时监测和分析;巡检环境噪声、烟雾、温度及主要设备重点部位的温度;停送电流程的电子审批，停送电的远程操作;配备了专用的手持终端，可在专网覆盖范围内实现视频通话。
在洗选配煤方面，对运行期间的重介密度闭环控制、自动配煤、浓缩自动加药等重点环节实现了系统的自动控制，保证了洗选效果和煤质稳定以及循环水质量。在内部精细化管理方面，开发了生产调度管理系统、煤质管理系统、设备管理系统、物资管理系统、运销管理系统等，实现了选煤厂各业务数据的实施更新和在线共享。同时，建立了数据分析系统，通过数据分析实现各环节不断优化，提高了选煤厂的洗选效率，合理控制选煤厂运行期间的各项能耗，使选煤厂的运行始终保持在最佳状态。
在智能化选煤厂，岗位工只需轻点鼠标，巡检机器人沿着预定轨道向前行进，集控室屏幕上传来作业现场的实时图像。通过加装智能视频分析系统、设备在线状态监测系统、自动配煤系统等11个智能化洗选系统，选煤厂实现了现场无人化生产、生产数据实时查询、大数据分析。真正将员工的双手从生产岗位上解放出来，实现了“专岗专技专人”向“无人值守、机器巡检”的转变。
时光流转，岁月更迭。对于红柳林人而言，智能化建设的脚步从未停歇。“十四五”期间，陕煤集团陕北矿业红柳林公司将以“只争第一，不当第二，只争唯一，不做并列第一”的气魄，加快推进煤炭生产方式变革，严格按照国家八部委联合印发的《关于加快智能化发展的指导意见》，创建“智能协同”标杆矿井，把人工智能、物联网、云计算、大数据、机器人、智能装备等与煤矿建设深度融合，形成智能感知、智能决策、自动执行的煤矿智能化体系，为煤炭行业高质量发展贡献红柳林的智慧和力量。(焦亮)