精煉“數字礦山”

貴州日報當代融媒體記者 張凌

作為重要的基礎能源產業,煤炭產業被列為貴州省“八大支柱產業”和“十大工業產業”之首,對推動貴州省經濟高速發展起到了重要作用。

但工藝流程複雜、風險故障頻發、資本設備密集、生產條件多變等問題,使傳統煤炭行業存在生產風險高、設備管理難、物流成本高、環境污染大等行業痛點。

推動貴州煤炭產業高端化、綠色化、集約化發展勢在必行。

2020年,是貴州實現“煤炭採掘100%機械化”的目標之年。4月24日,貴州省科技廳召開煤炭智能採掘技術榜單座談會,召集全省37家意向揭榜煤礦企業、煤礦裝備企業,以及省內相關事業單位、高校、科研院所等參加,啓動煤炭智能採掘技術攻關。

榜單中的企業及科研院所技術攻關主要圍繞工業互聯網、掘進無人化、工作面無人化、運輸無人化4個方面開展。通過煤炭產業新工法、新工藝、新裝備的研究與應用,貴州將邁步進入“數字礦山”智能開採的新時代。

“發佈煤炭智能採掘技術榜單,旨在提升常規開採技術裝備水平,開展煤礦智能採掘重大科技工程,實現煤炭智能化、無人化。有利於提升全員勞動功效,保障生產安全,併為西南地區乃至全國煤炭開採做出示範。”貴州省科技廳戰略規劃處處長陳積説。

尤其是無井式煤炭地下氣化技術,人員不進入地下,有利於實現煤礦安全生產；通過原位流態化開採獲取資源,聯動解決貴州瓦斯抽採規模化利用問題,將為1000米以深煤炭開採奠定基礎,提高煤炭資源利用效率。

“貴州煤炭產業轉型升級,必須依靠科技創新!”陳積表示,通過榜單的實施,可以鼓勵企業主動進行智能化升級,在原有專業領域和技術沉澱的基礎上,不斷釋放、激發創新活力,助推基礎能源產業高質量發展。

“只需鼠標輕點按鍵、10多秒,智能化採掘設備依次啓動,傳送帶就能將深達井下數百米的煤炭運送至地面!”貴州豫能新田煤礦總工程師陳祖國説,4月16日,作為企業建立的首個智能化採煤工作面——新田煤礦1901綜採工作面正式投入生產。

新田煤礦是企業主要生產礦井,資源儲量大、煤層賦存穩定、發熱量高,通過礦井機械化、智能化建設,6對礦井全部通過貴州省礦井智能化升級改造項目驗收,在“地面採煤”的同時,實現“減人提效”。

智能工業互聯網技術將深度應用於煤炭行業,其具有多種應用場景:如智能安全開採,即以一體化方式打造“全感知-全連接-全智能”智慧煤礦,結合井下機器人、智能傳輸機等設備,實現無人生產或少人生產,切實降低企業經營成本,提高生產效率；再如在礦山綜合管理上,可搭建智慧礦山系統,實時在線監測,對煤炭開採、運輸、銷售、設備維修、備品備件、人力資源管理等在內的各種需求做出智能響應與快速決策。

除煤礦開採向無人轉變,礦山管理集中總控、煤炭銷運智慧運輸、生態保護精準計量等礦山“數字化轉型”,正在成為未來發展的新方向。

“作為一種全新的煤炭智能採掘技術——煤炭地下氣化,變物理採煤為化學採煤,集建井、採煤、氣化為一體,最終實現‘井下無人、地面無煤’的遠程智能採掘技術,將推動傳統煤炭產業顛覆性變革。”貴州省煤田地質局地勘處副處長金軍説。

受特有的喀斯特地貌影響,貴州賦煤條件複雜,常規井工開採難度大,導致煤炭產業發展面臨多種難題——貴州單井規模30萬噸以下的的小型煤礦較多,大型礦井較少,產業發展方式較為粗放,機械化開採佔比低；礦井多為高瓦斯井,煤礦生產安全形勢依舊嚴峻；煤炭深加工產業發展滯後,產品結構較為單一,仍以銷售原煤為主,未形成煤電聯營；隨着煤炭去產能和煤礦兼併重組,煤炭資源利用率較低,未能更好地發揮貴州的資源優勢……

與傳統採煤技術相比,新的智能採掘技術不僅可實現煤炭可採100%機械化,保障煤礦安全生產,也可大大減少地表塌陷、有害物質排放,將環境保護的重點由末端提到源頭,從而有效解決傳統採煤過程中的環境破壞問題。同時,還可充分利用常規井工技術難以開採的劣質煤、薄層煤、極傾斜煤層、廢礦區殘留煤等“邊角料”,提高資源利用率。

金軍表示,煤炭智能採掘技術,將煤炭由單一燃料向原料和燃料並重轉變,推動“高碳能源低碳化”發展,對貴州基礎能源產業向高端化、集約化、綠色化、無人化變革,具有重要引領作用。