“四化”矿井 璀璨皖北——记皖北煤电钱营孜矿推进“四化”矿井建设

文/李继峰 杨海

安徽省皖北煤电集团钱营孜煤矿依靠科技创新，不断提升矿井科技保安全的能力，持续推进建设信息化、智能化、自动化、机械化的“四化”矿井。

安徽省皖北煤电集团钱营孜煤矿，坐落于安徽省宿州市埇桥区桃源镇，2006 年12 月26 日开工建设，2010 年6 月8 日正式投产，矿井核定生产能力385 万吨/年。矿区面积74.1 平方千米，地质储量5.45亿吨，区内可采煤层8 层，主采煤层为32 煤层、82 煤层，煤种以气煤和1/3 焦煤为主，煤质为低硫、低磷、中灰，主要用于动力煤。矿井现开采水平为-650 米，分东、西翼开采，开采煤层为32 煤，平均厚度2.89 米。

钱营孜煤矿以“自动化减人、机械化换人、智能化替人”为思路，围绕“一优三减四化”（优化系统，减水平、减头面、减人员，机械化、自动化、信息化、智能化），依靠科技创新，不断提升矿井科技保安全的能力，确保实现系统最优化、采煤智能化、掘锚一体化、集控无人化、矿井智慧化、效益最大化。先后荣获国家煤炭工业（特级）安全高效矿井、国家级一线安全生产标准化矿井、全国最美矿山、全国首批先进产能煤矿等200 多项荣誉称号。

钱营孜煤矿综合自动化监控中心

“四化”矿井建设背景

钱营孜煤矿在互联网时代的大背景下，提高煤炭工业现代化水平，保障煤矿安全生产，依靠强大的科技支撑，摒弃煤矿靠数量、速度、粗放型和劳动密集型发展的老路，走信息化、智能化、自动化、机械化“四化”的新型发展道路，以提升煤矿安全保障能力，最大限度地提高效能效益，把矿工从繁重的高危环境和高强度劳动作业环境解放出来。

作为皖北矿区现代化矿井，钱营孜煤矿在推进“四化”矿井建设中，从单项应用向系统集成推进，从辅助管理向引领企业管理模式创新、优化企业资源配置、提高经营决策水平、提高安全保障能力发展。全矿全部建立了安全监控系统、人员定位系统，实现实时监测监控；对重要场所实现可视化管理，实现远程实时监测和调控；同时部分系统具备自动控制，远程控制功能，实现了无人值守和自动化作业，减少岗位员工230 多人，提效效果较明显，矿工劳动强度不断减轻，矿井安全事故和隐患频度大幅下降，安全可靠性大大提高。

“四化”矿井建设情况

钱营孜煤矿把“四化”矿井建设作为系统工程，不局限于单一专业的局部应用，在建设中考虑系统关联性，形成统一集成的应用平台，减少管理层级机构。在“四化”建设中，钱营孜煤矿成立矿长负责的“四化”矿井建设办公室，负责总体规划和设计，组建一个信息化专业队，负责全矿施工、验收和服务。

采煤巷修使用“机器人”

采煤区巷修工新引进WPZ-37/600 型多功能巷修机，使井下采煤面巷修实现“机器人”作业。引进的巷修机外形尺寸小，可以满足挖掘、侧掏、翻转、破岩、装车、起吊等各项动作要求，完成挖掘卧底、破岩、清理浮煤、清理皮带机底部、平整巷道及小型配件吊装等作业。一些过去人工无法从事的工作，这位“新工人”都能轻松搞定。

掘进实现自动化

钱营孜煤矿推广应用掘锚护一体机远程控制，在掘进时，掘进操作工利用手持式遥控装置，遥控掘锚护一体机，远距离完成作业环境观察、掘进机截割操作。掘进主运系统自动化集中控制，实现多条胶带机的顺煤流连锁起车、顺（逆）煤流连锁停车。在掘进主运输系统实现集中控制，共有13 部皮带机实现了自动化运行，做到了煤巷掘进系统主运输自动化全覆盖。减少的36 名岗位工人投入至迎头参与进尺施工，大大提高了掘进单进水平，切实做到减人提效。

安监员用执法记录仪检查工作

实现智能运输系统

结合网购发货方式，构建“四统一”物资发运平台，即统一配货、统一装车、统一运输、统一考核。成立车辆集控中心，物流信息显示在屏幕上，动态掌握物资流行信息。生产所需物料在运输中，通过手机可以看得清清楚楚。材料领用“网上下单-编组配送-快递查验-定位考核”等环节，都在电脑上完成。每辆机车安装定位系统，在物料运达、料车积压、空车滞留等节点，超时报警并罚款。配送在线监控，时间精细到秒。积压车皮，系统会自动报警，节约大量的人力物力。集中装料人员利用率提高了，年节约人工成本约57.6 万元。

建设远程集控系统

钱营孜煤矿深挖自动化集控系统的功能，从数据融合和地理融合两方面着手，综合自动化平台和远程集控中心。通过自动化系统（WonderWare 工业自动化软件）对电力、主排水、主运、通风、压风、主副井提升、西三轨乘人车、皮带计量等系统的数据进行统一采集，统一部署发布，过主井控制系统改造升级，实现了在副井车房对主井提升系统的实时监视和远程控制，取消主井车房绞车司机。局扇远程集中控制系统，依托井下电力监控系统开发了局扇远程集中控制系统，在调度所远程集控中心实现主、备局扇远程切换、控制、掉电报警功能。实现地面通风机房、井下变电所等9 个固定车间无人值守，减少岗位工67 人。

管理可视化系统

可自动启动的泵房

为实现矿井安全生产管理的“视觉延伸”，钱营孜煤矿在采掘头面、主要硐室、主要系统、地面车间等重点场所安装摄像头408 个，做到全时空监管安全。实现网页端、移动端设备的实时访问监控视频图像，实现对关键地点、关键工序全过程监管。安全管理人员在办公室或矿外都能通过电脑或手机随时掌握现场安全生产动态，摆脱地理限制。安全风险较大的作业，如工作面的安装拆除任务，可通过监控系统从设备装车、入井、运输、组装、安装进行全环节任务追踪和安全确认。各岗位员工对施工地点的机械设备操作、现场安全确认工作视频监控下进行。通过加强对人员行为规范的监控，减少事故的发生。利用视频监控对车间的环境和设备状态进行监视，配合自动化集中控制软件，最终实现“无人车间”的安全运行。

设备全生命周期信息化管理

针对大型固定设备失检现象时有发生，备件库存量较大，设备信息共享性差，纸质历史资料查阅耗时的困境，钱营孜煤矿于2018 年1 月设计开发了设备管理信息系统（MIS），实现了设备档案信息化展示、设备定检预警、设备故障信息分析、备件信息共享、设备移交管理、运行状态跟踪的全生命周期信息化管理功能。实现涉及10 个生产单位，18 个主要生产系统的4 561 台机电设备的信息化管理，中、大型机电设备覆盖率达到100%。实现了全矿设备备件共享，备件库存量同期相比下降30%。系统实施后，平均每月影响时间与同期相比减少9.85 小时，同比下降37.4%，杜绝大型固定设备失检现象。

“四化”矿井发展规划

建立大数据分析平台，推动大数据信息整合

引进多设备交互中心智能控制系统。实现语音和视频数据高速传输，建成具备多人通话、视频会议、移动通讯等功能的通讯平台。对生产监督、调度管理、安全监控、人员定位、视频监控、矿压监测、水文监测、设备管理、计质计量等子系统进行数据融合，建立信息资源交换、共享体系，动态进行大数据综合分析和生产状态实时评估，实现智能指挥生产。

实现采煤工作面智能化开采模式

吸收引进液压支架跟机自动化技术、采煤机记忆截割技术、工作面视频监控技术和进程集中控制技术，实现采煤工作面“智能控制+进程干预”的智能化开采模式。实现“顺槽监控中心2 人可视化远程干预控制，工作面内1 人巡视”的常态化连续运行。

建立高效运输系统，全面实现矿井主运系统地面集控化

引进智能巡检机器人，替代人工巡检。建设单轨吊“天轨”系统，全面实现矿井辅运系统升级，用2 ～3 年时间，取消无极绳和各类小绞车运输，杜绝相应绳式运输隐患，实现运输安全。加快“天轨”网络建设，区域实现单轨吊系统网络化，探索区间智能无人驾驶。

完善其他子系统

如智能选矸系统，选煤厂引进智能TDS 选矸系统，淘汰人工手选+动筛跳汰洗选工艺，把选矸矿工从脏累环境中解放出来。排水通风智能化，中央泵房实施集控升级、实现智能监测水仓水位、自动排水。风井风机实现远程控制，实施主要通风机变频改造，增加智能控制系统，实现井下风量智能化控制。升级瓦斯泵站操控系统，实现瓦斯泵一键切换。推行煤矿光纤测温、激光多气体监测，装配氮气降温设备，实现采空区各项指标实时监测，确保矿井安全。