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人民網(wǎng)|創(chuàng)新蝶變智慧賦能——智能快掘新模式為煤炭行業(yè)提供陜煤榆北方案

2022-01-26 00:00    來源:陜西煤業(yè)化工集團(tuán)有限責(zé)任公司    作者:楊景麟

源于一次關(guān)于煤礦巷道掘進(jìn)的“理念振翅”,引起了煤炭行業(yè)掘進(jìn)裝備工藝的“顛覆效應(yīng)”,打造出了陜煤榆北智能快掘“行業(yè)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(yè)的創(chuàng)新發(fā)展綴上濃墨重彩的一筆。

全國首套護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)器人在榆北小保當(dāng)公司地面試運轉(zhuǎn)

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(wù)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(yè)的“采掘失衡”難題發(fā)起了挑戰(zhàn)。

一直以來,煤炭行業(yè)在采煤技術(shù)工藝迭代升級方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于掘進(jìn),掘進(jìn)巷道準(zhǔn)備滯后于回采速度;在自動化、智能化裝備方面,掘進(jìn)裝備研發(fā)投入不足,導(dǎo)致“采掘失衡”問題進(jìn)一步加劇。

面對采掘失衡問題,煤炭企業(yè)不得不組建更多的掘進(jìn)隊伍來滿足采煤需求,但不服輸?shù)挠鼙比诉x擇蹚出一條孤獨而充滿挑戰(zhàn)的新路子——打破行業(yè)壁壘,讓掘進(jìn)走在采煤前面。

從“掘進(jìn)”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(biāo)準(zhǔn)”上全面突破。

柳暗花明又一村。2017年,正愁如何推進(jìn)掘進(jìn)高效化的陜煤榆北決策者,了解到神南產(chǎn)業(yè)公司引進(jìn)了一臺掘錨一體機(jī),其所帶來的“掘錨同步”先進(jìn)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(dāng)即決定引進(jìn)該設(shè)備并在小保當(dāng)公司投入應(yīng)用。

“這套設(shè)備因為自身設(shè)計存在缺陷,加之井下復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境影響等一系列問題,經(jīng)歷3個多月,卻只掘進(jìn)了170米,沒有發(fā)揮出預(yù)期效果,可以說失敗了?!睍r任榆北煤業(yè)公司總經(jīng)理石增武說道?!拔覀兪冀K認(rèn)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(jié)經(jīng)驗教訓(xùn),頂著外界壓力和質(zhì)疑作出了“再試一次”的決定。在第一套失敗的基礎(chǔ)上,經(jīng)過調(diào)研論證,進(jìn)行了60余項技術(shù)和設(shè)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(zhuǎn)載點堵煤、連續(xù)運輸、錨桿鉆孔角度等問題,成為了新的“絆腳石”。

“因為設(shè)備是單一設(shè)備,沒有跟機(jī)的破碎裝置,更沒有配套的連續(xù)運輸皮帶,這些問題不解決,它的進(jìn)尺就上不去”時任曹家灘公司掘進(jìn)區(qū)副區(qū)長康中山說道?!拔覀冇珠_始對設(shè)備進(jìn)行改造,那會兒沒日沒夜,但是感覺不到累,因為經(jīng)過初步檢驗,我們感覺這事兒有戲?!?

經(jīng)過快掘科研攻關(guān)團(tuán)隊夜以繼日地反復(fù)改進(jìn),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(dǎo)航等系統(tǒng),達(dá)到集探、掘、支、運于一體,較為成熟的機(jī)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(xiàn)了“掘錨同步”,創(chuàng)造了單巷日進(jìn)91米、月單進(jìn)2020米的陜煤集團(tuán)最好紀(jì)錄。如今月成巷1500米掘進(jìn)進(jìn)尺成為常態(tài),準(zhǔn)備采煤工作面時間較傳統(tǒng)掘進(jìn)縮短了60%,生產(chǎn)班人數(shù)減少了50%。

隨著快掘團(tuán)隊和裝備的不斷磨合,掘進(jìn)進(jìn)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(tuán)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(xiàn)安全生產(chǎn)的關(guān)鍵點。

越是取得成績的關(guān)鍵時刻,榆北人越是頭腦冷靜、目標(biāo)清晰。2020年10月,智能化快掘成套裝備3.0版應(yīng)運而生,充分吸取前兩代設(shè)備的經(jīng)驗教訓(xùn),“更智能”成為該套設(shè)備最強(qiáng)標(biāo)簽。

僅5人就能完成“掘-鋪-支-破-運”一個循環(huán)的正規(guī)作業(yè),實現(xiàn)了高精準(zhǔn)機(jī)身定位導(dǎo)航、永久支護(hù)緊跟迎頭、6000米超長距離膠帶機(jī)連續(xù)不停機(jī)自動延伸等功能,創(chuàng)造性地破解了煤炭行業(yè)“采掘失衡、接續(xù)緊張”難題,用掘進(jìn)司機(jī)的話來說“現(xiàn)在我只要動動手指頭,掘進(jìn)任務(wù)就完成了?!?

全國首套護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)器人在榆北小保當(dāng)調(diào)度中心進(jìn)行遠(yuǎn)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(chuàng)的智能快掘系統(tǒng),以“破解采掘失衡、解決同步支護(hù)”重大突破,被鑒定為國際領(lǐng)先。

2020年11月,陜煤榆北煤業(yè)成功承辦全國煤礦快速掘進(jìn)現(xiàn)場交流會。會議現(xiàn)場的專家云集,不論是上級領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心還是與會同行的關(guān)注,都是對榆北快掘事業(yè)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(guān)團(tuán)隊始終認(rèn)為現(xiàn)有裝備與快掘技術(shù)不相適應(yīng),傳統(tǒng)裝備自動化程度低、系統(tǒng)不協(xié)調(diào)、掘支不同步,勞動工序復(fù)雜,設(shè)備效能無法充分發(fā)揮,敢于打破思維定式,立足自主創(chuàng)新,走自動化、智能化、少人化才是煤礦掘進(jìn)唯一出路。

“敢改”源于底氣十足。“在國內(nèi)外快掘設(shè)備引進(jìn)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(tuán)隊成功建立了大斷面煤巷快速掘進(jìn)結(jié)構(gòu)模型,提出了快速掘進(jìn)支護(hù)原理;研發(fā)出“掘-鋪-支-破-運”一體化平行作業(yè)成套裝備,解決了精準(zhǔn)導(dǎo)向、自適應(yīng)截割、自動化錨桿支護(hù)、高強(qiáng)度臨時支護(hù)、連續(xù)運輸、高效除塵等關(guān)鍵技術(shù)難題;優(yōu)化了頂幫錨桿空間布置、施工順序,提出了“掘-支-運”平行作業(yè)工藝,形成了榆北快速掘進(jìn)工法,實現(xiàn)了大斷面煤巷快速掘進(jìn)。

現(xiàn)在,陜煤榆北快掘成果已在陜西榆林、山西臨汾、呂梁、內(nèi)蒙古鄂爾多斯等多個礦區(qū)30余對礦井應(yīng)用,得到煤礦企業(yè)的一致好評,為大斷面煤巷快速掘進(jìn)蹚出了一條新路,推廣應(yīng)用前景廣闊。

“路漫漫而其修遠(yuǎn)兮,吾將上下而求索”。2021年2月榆北快掘項目制定團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《煤礦智能化快速掘進(jìn)工藝標(biāo)準(zhǔn)》(T/ZKJXX 00013-2021)正式發(fā)布,讓榆北實踐成為行業(yè)中可復(fù)制、可借鑒、可推廣的新范本。2021年12月,榆北煤業(yè)公司“榆神礦區(qū)大斷面煤巷快速掘進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)裝備”項目被中國煤炭工業(yè)協(xié)會評為2021年度科學(xué)技術(shù)一等獎,榆北快掘再次成為行業(yè)焦點。

經(jīng)歷了千錘百煉,榆北的智能快掘成套裝備經(jīng)歷了一代又一代的革新,榆北人正在用一米米標(biāo)準(zhǔn)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(guān)團(tuán)隊

踐行“要進(jìn)尺 但更要安全”承諾

“我們要進(jìn)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(lǐng)導(dǎo)者向全體員工許下了承諾。

陜煤榆北煤業(yè)公司主要負(fù)責(zé)人指出,“盡最大的可能,把一些危險性系數(shù)比較高的、災(zāi)害比較嚴(yán)重的、勞動強(qiáng)度比較大的作業(yè)崗位,全部用機(jī)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(yè)領(lǐng)先的前提下,也沒有停止探索。

2020年9月,在陜西煤業(yè)的主導(dǎo)下,榆北煤業(yè)聯(lián)合西安科技大學(xué)、西安煤機(jī)廠等單位,研發(fā)生產(chǎn)的護(hù)盾式智能掘進(jìn)機(jī)器人系統(tǒng)在小保當(dāng)進(jìn)行工業(yè)性試驗。

護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)器人全長14.5米,由截割滑臺、前后盾體、操作臺及液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)組成,完成掘進(jìn)割煤后,整機(jī)以“邁步式”向前行走。在小保當(dāng)公司井下掘進(jìn)現(xiàn)場,當(dāng)巷道掘進(jìn)從“人海戰(zhàn)術(shù)”升級為“智能遙控”,最直觀的感受是設(shè)備變大了,進(jìn)尺提升了,人卻減少了。僅需四個月即可完成一條長度達(dá)6000米的巷道掘進(jìn),每條順槽施工可節(jié)省人工等成本費用約1160萬元,僅需8人以內(nèi),就讓工效提高了3倍以上。

向科技創(chuàng)新要效益,充分讓員工在工作中享受智慧化建設(shè)帶來的紅利。掘進(jìn)在所有工序中往往面臨著更多的未知和復(fù)雜的不確定因素,需要承擔(dān)的隱患風(fēng)險往往是最大的,所以提升掘進(jìn)裝備智能化,是榆北智能掘進(jìn)項目升級的重中之重。如果說快掘成套設(shè)備地從無到有是“破蛹”時刻,那么少人則安正是“振翅”遠(yuǎn)飛的目標(biāo),而如何盡可能地通過提升設(shè)備智慧化程度,到達(dá)人減進(jìn)尺不減效率不降的目標(biāo),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(xù)致力于智能快掘關(guān)鍵技術(shù)及裝備的研發(fā),為我國煤礦智能化建設(shè)貢獻(xiàn)陜煤力量?!?021年10月,石增武代表陜煤榆北煤業(yè)公司匯報“榆神礦區(qū)大斷面煤巷快速掘進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)與裝備”項目時說道。

“臺上一分鐘,臺下十年功”。對榆北快掘團(tuán)隊來說,不論是智能快掘成套裝備的迭代升級,還是護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)器人的成功應(yīng)用,抑或是對“洋設(shè)備”的大膽改造,在改設(shè)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(yè)必須組建一支自有的高素質(zhì)掘進(jìn)隊伍,才能掌握礦井生產(chǎn)的主動權(quán)。”帶著這樣的使命,2019年1月,曹家灘公司智能快掘科研團(tuán)隊成立,肩負(fù)起做好該公司智能化快掘成套裝備的使用和改造任務(wù)。該團(tuán)隊現(xiàn)有員工140人,平均年齡只有31歲,均是來自生產(chǎn)、機(jī)電、地質(zhì)等方面的本碩博高素質(zhì)技能人才。小保當(dāng)公司則以高素質(zhì)大學(xué)生為基礎(chǔ),抽調(diào)區(qū)隊熟練技術(shù)骨干,共同組成了智能快掘技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊,聯(lián)合高端制造商、國內(nèi)專業(yè)院校,共同針對掘進(jìn)成套設(shè)備進(jìn)行技術(shù)升級。

就是這樣一支善于“啃下硬骨頭、解決大麻煩”的掘進(jìn)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?yōu)楹我弧跋А本褪菐讉€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(shè)備改好用成一樣。

知常明變者贏,守正創(chuàng)新者進(jìn)。“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(yuǎn)是下一代智能快掘設(shè)備的追求者,而屬于他們的故事還在繼續(xù)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(chǎn)業(yè)。兩化融合再深化,產(chǎn)學(xué)研用再升級,物聯(lián)網(wǎng)集成、輔助工序自動化、巷道砼底板快速攤鋪等關(guān)鍵技術(shù),將會成為智能快掘成套裝備的最強(qiáng)助力,“一次成巷”將在榆北成為現(xiàn)實,“榆北快掘標(biāo)準(zhǔn)”將再一次領(lǐng)跑行業(yè)。

陜煤榆北用智能快掘“煽起”了煤炭行業(yè)掘進(jìn)領(lǐng)域變革的風(fēng)暴,很多人用“蝶變”來定義榆北煤業(yè)公司在智能化建設(shè)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(jìn)煤礦智能化發(fā)展,這是時代呼喚,也是行業(yè)的需求,更是打造世界一流綠色智慧能源企業(yè)的必然選擇。(當(dāng)?shù)毓└?陜西陜煤榆北煤業(yè)有限公司 楊景麟)

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