内蒙古智能煤炭有限责任公司
(内蒙古 准格尔 017100)
内蒙古智能煤炭有限责任公司成立于2008年,是由中国企业500强的皖北煤电集团公司控股的股份制企业。公司所属麻地梁井田位于鄂尔多斯市准格尔旗境内,井田面积20.7 km2,设计生产、洗选能力均为500万t/a。
麻地梁煤矿自2017年正式复工建设以来,从对社会、环境高度负责的态度出发,秉承建设“智慧矿区、绿色矿区、和谐矿区”的建井理念,对项目建设实施科学有序的规划,旨在将对矿区及周边生态环境的扰动控制在一定范围内,力求实现矿区环境生态化、开采方式科学化、资源利用高效化、企业管理规范化和矿区和谐化。经过持续建设,麻地梁煤矿已全面实现国家八部委联合制定的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》中2025年的智慧矿山建设目标,基本实现了煤矿企业“少人则安、无人则安”的安全管理目标,5G+工业互联网智慧矿山取得成效。2019年,内蒙古智能煤炭有限责任公司成为内蒙古自治区第一批五家试点示范智慧园区和智慧矿山企业中唯一一家煤矿企业;2020年5月被列入自治区首批煤矿智能化建设试点;2020年6月被中国移动授予“5G智慧矿山示范基地”;2020年11月被国家能源局、国家煤矿安全监察局列入首批新(改扩)建智能化煤矿名单。
水土保持是我国的一项基本国策。该矿把建设绿色工程、环保工程、生态工程作为建矿的基本目标,将水土保持工作贯穿于矿区建设的全过程,认真贯彻国家水土保持法律法规和相关政策要求,严格执行水土保持“三同时“制度,在各分区均采取了水土保持措施,以最大限度地减少因项目建设而造成的水土流失。
矿区开发建设初期,公司党政领导就深刻认识到水土保持的重要性,成立了以公司总经理为组长的领导小组,成立环水保科,招聘具有水土保持专业素质的技术人员,负责矿区日常的水土保持设施建设、管理及维护工作。环水保科的主要职责是负责矿区水土保持治理工作,及时处理各种水土流失隐患,按照水土保持方案、初步设计要求,检查、落实各项水保设施的落实情况,完善水土保持措施体系,建立矿区水土保持管护制度,落实管护责任,确保水土保持工作科学有序地向前推进。
矿区施工建设期间,公司对施工单位的临时水土保持措施进行了严格的要求和检查。采取联合检查的方式进行控制,要求施工单位对完成的临时措施进行自检、监理单位进行抽检,并填写现场记录表,合格后才予以支付工程款,从而保证了临时措施按时按设计实施到位。
(1)水保设计介入早,在对主体工程设计方案工程规模、布置、施工工艺、土石方、占地、敏感因素、交通条件等因素进行水土保持分析的基础上,制定了详细的水土保持规划设计,使水土保持设计和主体工程设计达到了布局和谐合理、选型因地制宜、功能完备配套、效果持续显著的要求。
(2)分区防治、突出重点。水土保持措施与工业广场功能以“点”型工程为主,“点、线、面”相结合,根据工程特征、施工工艺、生产方式、造成人为水土流失的形式和特点等,合理划分水土保持防治分区,然后再根据不同防治分区工程扰动情况、水土流失特点,布设科学合理、完善的水土保持措施。
(3)优化设计。在建设过程中,集思广益,优化设计,使水土保持措施与工业广场功能更为完善、更符合实际。如护坡行人通道在设计时不仅仅考虑工程本身人员通行功能,而是相应增加了排水、绿化等水保功能;对边坡防护措施及排水系统布设进行了完善,措施和功能有机结合,确保了主体工程安全稳定、水土保持功能齐全;在景观植被建造中增加覆土厚度、提高整地措施标准,使植物措施的实施标准大幅提高,大大增加了植被覆盖度、成活率和可观性,有效减少了水土流失;施工过程中增加了临时措施的布设,对施工期极为脆弱的生态环境起到了非常重要的防护作用。
矿区工业广场建设工程具有土石方挖填量大、扰动损坏原地貌面积大、施工工期长等特点,建设期水土流失相对严重。因此,在建设过程中,制定了科学的预防保护方案,保证各项水保措施落实到位。
(1)通过公开招标,选择有资质的水土保持施工单位。主要水保工程项目进行单独招标,择优选择专业队伍进行施工;各项水土保持要求在招标文件中都有明确的条款。与勘测设计、工程监理、水保监测、工程施工等单位签订合同,严格合同管理。
(2)选择有资质的水土保持监理单位,加强工程监管。监理单位制定监理实施计划、细则,严格开展水土保持措施质量控制、进度控制、资金控制,开展设计图纸和档案记录监理管理,及时与施工单位和建设代表进行现场协调,大大提高了水土保持措施施工质量和进度。
(3)水土保持监测起到了极大的促进作用。麻地梁煤矿委托黄河水文水资源科学研究院承担水土保持监测工作,监测单位接受委托后成立了项目部,项目部由3人组成,设总监测工程师1人、监测工程师2人。监测单位将施工期作为水土流失监测的重点时段,对影响水土流失的因素、水土流失动态及已实施的水土保持措施的防治效果等进行监测,及时发现问题,提出行之有效的措施,不断改进和完善水土保持措施施工质量和进度。
(4)把临时防护措施布设作为重点。对施工期间临时堆弃土设临时拦挡、临时覆盖和临时排水设施,对施工道路建设、料场开挖导致的水土流失,设临时拦挡、临时排水、沉沙池等设施,对施工生产生活营地进行硬化等,在水土流失防治中起到了非常大的作用。
(5)在工程建设中,施工单位通过控制施工工序,优化施工方法,使得土方开挖、临时堆放、回填的周期大大缩短,减少了土方开挖、临时堆放、回填过程中的水土流失。同时,在土方开挖过程中,施工单位能够按照要求,将表土和生土分开堆放,进行临时防护,并将土堆表面进行人工简易密实。在施工时段安排上,施工单位为减少施工难度,一般都选择在非汛期施工。
项目实施过程中,根据地形地貌,将工业广场划分为一平台、二平台及后山3个区域,3个区域的面积比例约为1∶1∶2。在打造“绿色矿区”理念的指引下,秉承“严格控制硬化面积,尽可能增加绿化系数”的宗旨开展工作,并且一张蓝图绘到底。目前,3个区域绿化工作均已完成,一、二平台共种植新疆杨1 209棵、油松6 100棵、五角枫5 00棵、海红果761棵、云杉472棵、柳树92棵、杏树224棵、人工草坪4 000 m2;后山区域种植油松等3万余m2,播撒花草种子300余kg。
一平台主要包含消防救护楼、员工宿舍、食堂、场前区停车场、护坡及活动广场,是员工集中生活区和公司行政办公区。该区域是展示公司形象的第一观感区,整体建筑风格为河套民居,水土保持景观植被构建时主要追求以人为本,重点突出“融合”,详细规划办公楼广场、进矿道路两侧区域和南侧护坡。铺设人工草坪,铺装景观树穴,栽植枫树、垂柳及龙爪槐等,和场前展板、升旗广场、人工湖及文化石相辅相成。搭配具有蒙古族特色的休闲凉亭、人行廊桥,既可减少道路侵蚀,又具有很强的视觉冲击力,令人耳目一新。
二平台主要包含各生产车间及南侧护坡,此处地面工程建设充分利用地形条件,在满足生产需要的同时,重点突出紧凑、衔接、实用、环保等特点。绿化突出实用性,目的是减声消噪、防风固沙、抑尘净气。该区域主要栽植油松、杨树、云杉、海红等适合本地气候而且生长快的树种,在零星地块、大型乔木林间播撒苜蓿、格桑花等,与场内树木组成一个有机整体。
工业广场北侧的后山,以重塑自然生态景观为主,因地制宜地建设矿山地质公园。依山就势,修建人行步道,防治道路侵蚀,建造人工瀑布防治沟头溯源侵蚀,陡坡修建窑洞结合护坡挡墙,修建人行台阶廊道结合排水急流槽,小沟头修筑燕窝加植被,缓坡整地为鱼鳞坑、水平沟加以植被恢复,峁边修筑挡水埂并绿化,为职工休闲放松提供场地。该区域绿化主要以小型整地措施加种草植树,这些措施的实施对水土流失起到了很好的遏制作用。
一是搞好地面锅炉烟气防治。累计投入400余万元对锅炉烟气进行处置。采用脉络式布袋除尘器,处理风量6 000 m3/h,除尘效率≥99%;炉内喷钙脱硫系统,脱硫效率≥85%;PNCR脱硝系统,脱硝率为50%。安装烟气排放在线监测系统,并与准格尔旗环保在线监测平台对接,经监测,烟气均稳定达标排放。二是搞好矿井通风机排放的有害气体防治。主通风机排放的矿井回风中的粉尘,在井下生产环节中已采取喷雾降尘等综合措施加以治理,在排放时已满足排放标准。三是搞好地面扬尘治理。建设全封闭储煤棚一座,地面储装运系统实现各个输送环节全封闭运输,采煤不见煤,所有运煤车辆必须加盖防尘布。水泥建材等规范堆放,黄沙、碎石子等散状物料全部进行苫盖,购置3辆洒水车,对工厂道路及扬尘区域进行洒水降尘,保持地表湿润。
新建两座污水处理站(矿井废水处理站和生活污水处理站各一座),经处理达标后的水用于矿井生产、地面绿化、喷洒降尘等。一是在井下新建矿井废水处理站一座,对井下污废水进行处理,在地面设置深度处理车间,用于对达标后的矿井废水进行深度处理。二是工业场地、食堂生活区污水分别经隔油池、化粪池后,自流进入生活污水处理厂。
设立临时矸石堆置点。建设前期产生的矸石,根据环评要求,全部用于工厂和路基回填。建设后期根据要求,设置临时矸石堆置点1处,位于工业广场西北侧的荒沟内。矸石堆置点建设采用底部三七灰土防渗,砌筑高标准混凝土挡墙,表面覆土、撒播草籽等措施进行防治。建设危废库一座,贮存危废、生活垃圾,建设好防渗和应急处理设施,按照标准张贴标志标识,健全台账,签订合同,并委托有资质的单位进行处理。
矿井地面的主要噪声源是煤流线系统、扇风机、压风机、锅炉房等,根据《工业企业厂界环境噪声排放标准》(GB 12348—2008)、《工业企业噪声控制设计规范》(GB/T 50087—2013)等有关规定,首先从新增设备选型着手,尽量选用低噪声设备;其次对原有设备,采取消声、吸声、减振、隔声等措施减小噪声对环境的影响。
按照环保“三同时”制度要求,编制了《矿山地质环境保护与治理恢复方案》,依法缴纳生态环保土地复垦保证金,经审核通过后,按照方案计划要求组织实施各项生态环保措施。目前,已委托专业技术单位开展设计和施工,重点实施煤矿采煤沉陷区治理工程。
在节电方面,通过合理布局电网、配置无功补偿设备、采用软启动技术和高压变频控制技术,大大降低了电能损耗;供水系统采用自动控制的高效变频技术,自动变频调节供水量,综合节电30%以上。在节油方面,通过防爆车辆改造、油脂回收重复利用等措施,降低油耗。在节煤方面,员工洗浴全部采用压风机余热加热,锅炉供暖用两台煤泥外循环硫化床锅炉代替老式蒸汽锅炉。在节水方面,井下生产、地面绿化灌溉、景观用水、生活补水等使用井下复用水,每年大约可节水36万m3,并提高了废水资源利用率。
通过绿色矿山建设,矿区的“三废”资源得到合理利用,为当地的污染物减排发挥了积极作用,矿区的空气湿度、生态环境、生活环境均得到明显改善,既改善了区域生态环境,又为当地村民带来经济收入,实现了农民增收、企业增效,促进了开发治理与生态建设的和谐发展。
麻地梁煤矿智慧矿山建设以现代信息技术、人工智能、物联网、数据库高度集成和共享为基础,通过“金字塔”型的智慧矿山六大系统架构,构建了信息采集全覆盖、数据资源全共享、统计分析全自动、业务管理全透明、人机状态全监控、生产过程全控制的智慧矿山九大管控系统。
3.1.1 智能调度远程集控系统
通过矿井视频调度、视频监控、视频通信系统,对传统调度进行革命性升级换代。实现了程控电话、视频电话、应急广播、车载通信、矿灯通信等多种通信方式互联互通,确保井下职工不失联;实现了采、掘、机、运、通、选煤各子系统在调度室的集中控制与车间无人值守,实现了互联网远程视频监控,重点隐患区域视频智能分析,变传统的现场管理为视频监控管理。系统让矿井所有安全生产环节都处在被监控状态,强化了安全管理。
3.1.2 智能交通安全管控系统
一是门禁管控。对入井车辆合法身份、安全性能、车辆“四超”管理进行智能管控。二是运行管控。对运行中的车辆进行红绿灯管控、全程测速、实时定位、失速抓捕。该系统由传统的人工管控变为系统管控,系统对胶轮车入井前、行驶中、失速时3种状态进行全方位的监控、防护,打造本质安全的辅助运输环境。
3.1.3 设备智能预警与远程会诊系统
通过设备智能巡检、智能预警推送、全寿命周期管理、远程会诊四大系统,全程跟踪设备运行、维护、使用状态。为全矿井取消检修班提供了技术支撑,煤矿工人不上夜班的夙愿终于得以实现。基于此系统,煤矿生产管理由复杂的生产管理变为简单的设备管理,实现了“管设备就是管生产,管数据就是管设备”的生产管理模式创新。
3.1.4 物联网+智能仓储快递服务系统
物联网+供应链从计划、审批到利库、配送实现了网上运行,减少了人为干预。机器人仓储实现了库房管理智能化。基于设备全生命周期管理系统与设备智能预警检修系统数据的传输分析,实现了设备配件的零库存生产。实现网上下单、机器人出库、集装箱运输的“一小时”快递服务圈,简化了生产管理,确保了质量、运行双安全。
3.1.5 互联网+远程办公系统
通过智能PC端+手机端无纸化远程办公、手机端视频会议,实现了远程、居家办公,所有文件全流程线上审批,生产、销售、供应、财务、煤质、党建等环节全线上运行,形成了智能环保的绿色办公新格局。
3.1.6 无人值守一体化煤质运销管控系统
通过系统智能分析实现了系统运行无人值守和质与量的在线监测、自动分析、预警预报。全过程监控商品煤在线生产的数量和品质,严格规避人控带来的跑冒滴漏现象,实现了60 s瞬间完成定量装车计量,极大地提高了装车效率和计量的精准度,从而实现了销售量、合同量与生产量相匹配,地面运输流量和井下生产量相匹配,同时实现了零库存生产、零库存销售、零亏卡销售,实践了“以销定产、产销联动”的管理思路。
3.1.7 智能皮带运输系统
一是矿井皮带机运输系统实现了远程集中控制、“顺煤流”启动;二是5G+主运皮带机机器人智能巡检系统,实现设备运行状态的智能诊断;三是皮带机系统实现了根据煤量大小变频动态调速。实现了皮带机运输系统的本质安全、节能、降耗、减损。
3.1.8 智能采煤系统
一是采煤设备融合系统。通过对煤机支架、皮带机等重要设备的融合集控,实现了采煤机记忆割煤、运输机支架自动跟机移架、视频自动跟机、半自动放煤。二是自动放煤技术系统。通过研发应用煤岩识别技术,实现自动放煤。三是采煤机智能控制系统。通过透明化工作面及采煤机惯导定位融合应用,实现了三角煤及端头等所有工序的自动割煤。
3.1.9 智能掘进系统
一是掘进机系统。综掘机目前已实现远程控制数据上传,正在进行5G组网测试及综掘机惯导定位自动截割试验。二是主运系统。一条长距离皮带机便可完成整条顺槽的运输任务,并实现远程集控。三是辅助运输系统。气动单轨吊辅助运输,一体化物料集装箱配送。四是锚杆台车。锚杆台车机械化支护,下一步进行锚杆台车自动支护研发及5G通信对接。五是通风系统。智能粉尘监测及自动喷雾,实现节水、降耗,优化井下作业环境;正在进行局部通风机远程控制、调频工作对接,将实现掘进工作面风量自动调节。
一是设计理念创新。通过优化设计,取消井下煤仓,实现了“一井一面”的生产布局,为智慧矿山建设打下了坚实的基础,实现了矿井设计理念的创新。二是管理理念创新。真正做到了变传统的经验管理(制度管理、责任管理、监督管理、考核管理等)为单一的数据管理,实现了由复杂管理向简单管理的转型,实现了煤矿管理理念的创新。三是生产管理模式创新。“管设备就是管生产,管数据就是管设备”,通过模式创新实现了煤矿生产管理的创新。四是成本管控模式创新。设备配件零库存生产、商品煤零亏卡销售,实现了成本管控模式的创新。五是管理机制创新。取消煤矿检修班,从管理机制上取消夜班。以销定产,零库存生产,产煤、卖煤、不见煤,实现了煤矿企业的绿色生产。