國家安全監(jiān)管總局辦公廳 國家煤礦安監(jiān)局辦公室

關(guān)于印發(fā)陜煤化集團黃陵公司一號煤礦

智能化無人開采技術(shù)經(jīng)驗材料的通知

安監(jiān)總廳煤行函〔2014〕191號

各產(chǎn)煤省、自治區(qū)、直轄市及新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團安全監(jiān)管局、煤炭行業(yè)管理部門、煤礦安全監(jiān)管部門，各省級煤礦安全監(jiān)察局，司法部直屬煤礦管理局，有關(guān)中央企業(yè)：

現(xiàn)將《堅持科技引領(lǐng) 推進安全健康發(fā)展——陜煤化集團黃陵礦業(yè)公司一號煤礦智能化無人開采技術(shù)經(jīng)驗總結(jié)》材料印發(fā)給你們，請結(jié)合實際認真學(xué)習(xí)借鑒，舉一反三，進一步指導(dǎo)推動企業(yè)提升機械化、自動化、信息化和智能化水平，以先進科技裝備支撐保障煤礦安全生產(chǎn)能力。

國家安全監(jiān)管總局 國家煤礦安監(jiān)局

2014年12月11日

堅持科技引領(lǐng) 推進安全健康發(fā)展

——陜煤化集團黃陵礦業(yè)公司一號煤礦智能化無人開采技術(shù)經(jīng)驗總結(jié)

國家煤礦安監(jiān)局行管司 陜西省安全監(jiān)管局 陜西煤礦安監(jiān)局

(2014年11月28日)

黃陵礦業(yè)公司隸屬于陜西煤業(yè)化工集團，始建于1989年9月，一號煤礦、二號煤礦為主力礦井，生產(chǎn)能力分別為600萬噸/年、800萬噸/年，已形成煤、化、電、路等產(chǎn)業(yè)多元互補的循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展模式。該礦區(qū)煤炭儲量豐富，煤田總面積549平方公里，地質(zhì)儲量13.4億噸，可采儲量9.6億噸。礦區(qū)煤層賦存穩(wěn)定、厚度變化較大，煤、油、氣共生，開采技術(shù)條件較復(fù)雜。煤質(zhì)優(yōu)良，為低磷、低灰、低硫、中高揮發(fā)分、高發(fā)熱量的二分之一中粘煤、弱粘煤和氣煤，是優(yōu)質(zhì)的煤化工原料和動力煤。多年來，黃陵礦業(yè)公司堅持科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，實施科技創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略，不斷提升安全科技裝備水平，在綜采、大采高綜采的基礎(chǔ)上，以一號煤礦為試點，成功完成國產(chǎn)綜采裝備智能化無人開采技術(shù)研究與應(yīng)用，在國內(nèi)率先實現(xiàn)了地面遠程操控采煤，填補了我國煤礦綜采工作面智能化無人開采的空白，達到了國際領(lǐng)先水平，是我國煤炭工業(yè)開采史上的重大創(chuàng)舉，是能源生產(chǎn)領(lǐng)域的技術(shù)革新，為建設(shè)本質(zhì)安全型礦井、現(xiàn)代化煤礦企業(yè)探索出一條新路子、邁出一大步，具有重要的里程碑式意義。

總結(jié)黃陵一號煤礦智能化無人開采技術(shù)的具體做法與成功經(jīng)驗，可簡要概括為“五新、六高、七到位”。

一、迎難而上、堅定信心，為開展國產(chǎn)綜采裝備智能化無人技術(shù)研究與應(yīng)用奠定思想基礎(chǔ)

黃陵礦業(yè)公司采煤技術(shù)發(fā)展先后經(jīng)歷了房柱式開采、綜采、大采高綜采三個階段，主采煤層厚度基本都在2米以上。一號煤礦可采儲量3.47億噸，其中厚度0.8-1.8米之間的煤層儲量超過1.2億噸，占全礦井的35%左右。由于煤層厚度變化大，現(xiàn)有的設(shè)備難以適應(yīng)，造成這部分資源從建礦之初長期未得到開采。為了提高資源利用率，實現(xiàn)礦井的可持續(xù)發(fā)展，必須動用較薄的煤層儲量，實施“薄厚、肥瘦”配采。但是，薄煤層綜采存在諸多問題和不便，如工作面空間低狹，操作人員多、跟機作業(yè)難、勞動強度大，生產(chǎn)環(huán)境惡劣，容易造成生產(chǎn)安全事故、引發(fā)職業(yè)病。如果沿襲傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，就必須加快工作面推進速度來保障礦井的穩(wěn)產(chǎn)高效，勢必會激化生產(chǎn)和安全的矛盾，陷入“生產(chǎn)任務(wù)無法完成——增加人員追趕進度——不安全因素增加——事故多發(fā)”的惡性循環(huán)。

困難面前勇者勝。面對復(fù)雜的開采條件，黃陵礦業(yè)公司為保證安全生產(chǎn)，促進煤炭資源高效開發(fā)利用，在綜合分析礦井地質(zhì)條件、系統(tǒng)配套、員工素質(zhì)和管理水平，認真調(diào)研當前國內(nèi)外薄煤層綜采工作面開采技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上，果斷決策，決定通過開展技術(shù)合作與創(chuàng)新，研究探索符合黃陵礦區(qū)實際的開采工藝和技術(shù)裝備，在一號煤礦1001工作面開展1.4-2.2米煤層國產(chǎn)裝備智能化無人開采技術(shù)研究和應(yīng)用。

一石激起千層浪。公司決定出臺后，立刻在礦區(qū)引起軒然大波和眾多猜疑。一些管理人員認為，“有肉不吃豆腐”，眼下礦區(qū)產(chǎn)量高、效益好，沒有必要開采薄煤層，這些問題應(yīng)該留給后人解決;一些技術(shù)人員認為，國內(nèi)智能化無人采煤技術(shù)裝備無成功應(yīng)用先例，不如直接引進國外成熟技術(shù)裝備，成功可能性更大，我們沒必要充當?shù)谝粋€吃螃蟹的人;一些職工怕學(xué)不會新技術(shù)，也怕下崗、怕收入降低，存在畏難和抵觸情緒。2013年下半年，智能化無人開采項目經(jīng)過5年多的研究摸索，進入正式實施階段，由于煤炭市場不景氣，企業(yè)經(jīng)濟效益下滑，許多人認為，這個時候引進智能化無人開采技術(shù)，一旦失敗等于雪上加霜，應(yīng)該立即叫停。針對這些質(zhì)疑，黃陵礦業(yè)公司積極做好職工思想動員工作，認真分析煤炭經(jīng)濟運行和安全形勢，增強科學(xué)發(fā)展、安全發(fā)展的危機感、緊迫感和責(zé)任感，提出企業(yè)壯年期一定要有憂患意識，本著對企業(yè)負責(zé)、對后人負責(zé)、對發(fā)展負責(zé)的擔當精神，把智能化無人開采技術(shù)作為“一號工程”來抓，主要領(lǐng)導(dǎo)深入井下參與攻關(guān)，充實團隊統(tǒng)籌項目推進;向一號煤礦作出政策傾斜，向職工承諾不降低收入，消除職工顧慮、堅定信心，為開展智能化無人開采技術(shù)研究與應(yīng)用掃清了思想障礙。

二、科技引領(lǐng)、攻堅克難，開展智能化無人開采技術(shù)創(chuàng)新

智能化無人開采技術(shù)的研究和應(yīng)用，既是世界煤炭工業(yè)科技發(fā)展的前沿課題，也是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及多部門、多廠家的聯(lián)合攻關(guān)和配合。黃陵礦業(yè)公司組織中國煤炭科工集團開采所、北京天地瑪珂電液控制公司、西安煤機公司、平陽機械廠、張家口煤機廠等設(shè)備廠家和國內(nèi)知名專家進行多次論證，在深入調(diào)研的基礎(chǔ)上，摒棄了單純依靠煤巖識別或記憶截割技術(shù)實現(xiàn)智能化無人開采的思維方式，攻堅克難，開創(chuàng)新思路，提出新方案，即：以實現(xiàn)綜采工作面常態(tài)化無人作業(yè)為目標，以采煤機記憶截割、液壓支架自動跟機及可視化遠程監(jiān)控為基礎(chǔ)，以生產(chǎn)系統(tǒng)智能化控制軟件為核心，實現(xiàn)在地面(順槽)綜合監(jiān)控中心對綜采設(shè)備的智能監(jiān)測與集中控制，確保工作面割煤、推溜、移架、運輸、消塵等智能化運行，達到工作面連續(xù)、安全、高效開采?？梢哉f是另辟蹊徑地詮釋了國內(nèi)智能化無人開采技術(shù)的新概念。

“1.4-2.2米煤層國產(chǎn)綜采裝備無人化技術(shù)研究與應(yīng)用”于2013年1月立項，選定一號煤礦1001綜采面為試點，投入1000多萬元，2014年4月經(jīng)安裝調(diào)試后正式運行，2014年5月通過了陜煤化集團公司的驗收和中國煤炭工業(yè)協(xié)會的科技成果鑒定，達到了國際領(lǐng)先水平。其具體做法可歸納為以下“五個創(chuàng)新”：

(一)理念創(chuàng)新?；夭晒ぷ髅孀鳂I(yè)環(huán)境差、勞動強度大，是煤礦生產(chǎn)人員密集場所和安全管理的薄弱環(huán)節(jié)。一號煤礦大膽創(chuàng)新、先行先試，樹立“采場零傷害”的安全目標，通過智能化無人開采技術(shù)研究應(yīng)用，實現(xiàn)“無人則安”，確立了“兩解放、兩提高”的安全理念。“兩解放”是把礦工從艱苦危險的環(huán)境中解放出來，切實保護從業(yè)人員安全健康，體現(xiàn)“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”的安全生產(chǎn)方針;把礦工從超強度體力勞動中解放出來，采煤司機在地面遠程操控實現(xiàn)煤炭開采，體現(xiàn)“以人為本、安全發(fā)展”的改革方向。“兩提高”是提高煤炭工業(yè)科技裝備水平，打造國產(chǎn)民族品牌，增強煤炭行業(yè)的自豪感;提高煤礦形象，改變煤礦工人“傻、大、黑、粗”和煤礦企業(yè)“臟、亂、險、差”的形象，增強煤礦工人和企業(yè)的榮譽感。通過一系列的理念創(chuàng)新，為智能化無人開采營造了良好的文化氛圍。

(二)技術(shù)創(chuàng)新。長期以來，智能化無人開采難以實現(xiàn)的主要原因是，綜采裝備的自適應(yīng)、采煤機的工作面煤巖識別、工作面自動調(diào)直等核心技術(shù)至今沒有實現(xiàn)重大突破。因此，一號煤礦結(jié)合自身實際，跳出傳統(tǒng)思維，聯(lián)合國內(nèi)知名煤機企業(yè)，共同攻關(guān)，創(chuàng)新技術(shù)攻關(guān)思路，瞄準綜采自動化、信息化、智能化、無人化的目標，建立工作面內(nèi)“有人巡視、無人操作”的技術(shù)路線。一是創(chuàng)新了基于煤流系統(tǒng)負荷為決策依據(jù)的采煤機、液壓支架、刮板輸送機動態(tài)分析、智能決策控制技術(shù)，實現(xiàn)了工作面“一鍵啟停”、采煤機記憶割煤、液壓支架全工作面跟機自動化和運輸設(shè)備智能控制。二是在綜采設(shè)備自動化的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新了綜采工作面實時跟機全景可視化及遠程干預(yù)控制技術(shù)，解決了設(shè)備無法全過程適應(yīng)工作面地質(zhì)條件變化的難題。三是探索出了適合黃陵礦業(yè)一號煤礦開采特點的22道工序記憶割煤工藝，解決了回刀掃煤不徹底及三角煤截割難題，實現(xiàn)了端頭支架自動跟機拉架推溜，并獲得了6項國家專利。

(三)裝備創(chuàng)新。綜采裝備是實現(xiàn)智能化無人開采的重要保障。為實現(xiàn)安全高效低投入的目標，一號煤礦按照“綜采成套裝備全部國產(chǎn)化”的思路，聯(lián)合國內(nèi)知名煤機裝備服務(wù)商，發(fā)揮集成優(yōu)勢。一是提升走集成配套模式，對所有廠家相關(guān)配套設(shè)備，統(tǒng)一設(shè)計平臺和標準，合理布局和優(yōu)化設(shè)計，提高設(shè)備可靠性，最大限度發(fā)揮設(shè)備的協(xié)同作用，實現(xiàn)了年產(chǎn)200萬噸智能化國產(chǎn)綜采設(shè)備的成功應(yīng)用。二是在單機運行和手動操作的基礎(chǔ)上，進行了液壓支架電液控制系統(tǒng)，采煤機智能記憶截割、智能集成供液、可視化監(jiān)測系統(tǒng)、設(shè)備姿態(tài)檢測及定位、裝備故障診斷系統(tǒng)等有機融合，實現(xiàn)了全工作面設(shè)備聯(lián)動控制。三是建立集監(jiān)控中心、1000兆工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)、工作面全景視頻監(jiān)控、語音通信、遠程控制等為一體的智能化無人開采信息化系統(tǒng)，實現(xiàn)了在地面調(diào)度中心遠程操控。四是在運行中，職工自主研發(fā)采煤機電纜防脫槽裝置、煤機搖臂二次負壓降塵裝置，完成了煤壁視頻盲區(qū)、遠程供液過濾站、采煤機紅外線發(fā)射器12V電源等11項技術(shù)改造。

(四)管理創(chuàng)新。智能化綜采工作面生產(chǎn)工序由原來的3名煤機司機跟機操作、5名支架工分段跟機拉架，變?yōu)?人在地面或順槽監(jiān)控中心遠程操控;順槽設(shè)備控制由以往的1人就地控制變?yōu)檫h程操控。針對新的生產(chǎn)模式，一號煤礦及時調(diào)整管理思路和工作重點，實現(xiàn)“三個改變”。首先，從井下向地面轉(zhuǎn)變。完善順槽(地面)監(jiān)控中心操控工藝規(guī)程，建立了適應(yīng)智能化生產(chǎn)需要的生產(chǎn)工序、流程安排和管理規(guī)范，對采煤機司機井上操作與井下操作按同等標準結(jié)算工資，鼓勵職工在地面采煤。其次，從人多向人少轉(zhuǎn)變。智能化生產(chǎn)系統(tǒng)上的每臺設(shè)備、每個環(huán)節(jié)都是“牽一發(fā)而動全身”。綜采隊管理重心由勞動組織管理、現(xiàn)場管理向設(shè)備管理、系統(tǒng)維護轉(zhuǎn)變，建立檢修臺賬，提高檢修質(zhì)量，保證設(shè)備完好率100%。再次，從人工現(xiàn)場操控向智能化遠程操控轉(zhuǎn)變。重新修訂綜采工作面各崗位作業(yè)規(guī)程，明確規(guī)定凡是智能化系統(tǒng)功能范圍內(nèi)的動作，嚴禁職工手動操作，生產(chǎn)期間人工只允許對系統(tǒng)程序執(zhí)行不到位的動作進行干預(yù)修正，改變職工固有的思維模式，培養(yǎng)職工適應(yīng)智能化生產(chǎn)的良好習(xí)慣。

(五)培訓(xùn)創(chuàng)新。智能化工作面對員工培訓(xùn)提出更高要求，必須掌握機電設(shè)備、自動化控制、信息網(wǎng)絡(luò)知識和操作維護等技能。一號煤礦1001面綜采隊邀請專家教授和廠家工程技術(shù)人員開展了22次專題培訓(xùn)，試驗初期該隊143名職工，其中高級技師4人、技師4人、大專以上人員10人，占全隊人數(shù)的12.6%，全面參與了智能化工作面的設(shè)計、討論、安裝、調(diào)試和驗收等各個環(huán)節(jié)，通過各類培訓(xùn)適應(yīng)智能化開采的急需。一是強化安裝前基礎(chǔ)培訓(xùn)，選派主要崗位員工前往設(shè)備和軟件廠家學(xué)習(xí)，提前了解和掌握智能化無人采煤的理論知識、技術(shù)要點，把建設(shè)智能化工作面變成了學(xué)習(xí)新知識、掌握新技術(shù)的“大課堂”。二是強化安裝過程中實操培訓(xùn)，采取廠家技術(shù)人員現(xiàn)場輔導(dǎo)、高級技師傳授操作要領(lǐng)、現(xiàn)場技術(shù)研討、小組技術(shù)攻關(guān)等多種形式開展現(xiàn)場培訓(xùn)，組織專題知識競賽和設(shè)備安裝、故障判斷、系統(tǒng)調(diào)試技術(shù)比武，把工作面安裝過程變成了實操技能培訓(xùn)的“練兵場”。三是強化調(diào)試過程中系統(tǒng)培訓(xùn)。該綜采隊詳細記錄每臺設(shè)備、每個系統(tǒng)運行履歷，對設(shè)備調(diào)試中出現(xiàn)的問題及時登記，建立設(shè)備調(diào)試日志，對存在的難題進行研究，提出解決方案、改進建議和完善措施，把工作面調(diào)試過程變成了技術(shù)會診的“研究所”。通過培訓(xùn)該隊職工素質(zhì)明顯提高，取得科技創(chuàng)新成果20項。

三、取得的成效

一號煤礦1001智能化無人綜采工作面投產(chǎn)以來，整套系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，地面遠程操控采煤實現(xiàn)了常態(tài)化，安全生產(chǎn)和經(jīng)濟社會效益都取得了顯著成效。享受著井下一線工資待遇、在地面(順槽)操作著智能化無人綜采裝備的職工一致稱贊叫好，說什么也不愿再回到原來的跟機作業(yè)采煤了。“穿著白襯衣去采煤”在一號煤礦已不是天方夜譚，令黃陵礦區(qū)其他綜采隊職工羨慕不已。與相同開采條件和生產(chǎn)能力的綜采工作面相比，具有以下“六高”的特點：

(一)安全可靠性高。采煤司機通過地面或順槽遠程操控非常簡便，工作面實現(xiàn)了無人跟機作業(yè)，現(xiàn)場1人巡檢，實現(xiàn)了“少人則安、無人則安”。

(二)工程質(zhì)量高。由于割煤、推溜、移架等生產(chǎn)工藝實現(xiàn)了自動化程序控制，工作面平直暢通、整齊劃一，采面直線度可以精確到毫米級，確保了工作面動態(tài)達標。

(三)企業(yè)效益高。1001綜采工作面實現(xiàn)單班連續(xù)推進8刀半的最高紀錄，月均產(chǎn)量17萬噸，年生產(chǎn)能力200萬噸，回采工效達133噸/工。工作面作業(yè)人員由9人減至1人，僅此一項每年可節(jié)約500多萬元。

(四)資源利用率高。1001綜采工作面煤炭資源回收率達98%以上，解決了黃陵礦區(qū)較薄的煤層資源呆滯問題，提高了資源利用率。

(五)隊伍素質(zhì)高。該項目的實施大大促進了綜采隊人員素質(zhì)的提高，涌現(xiàn)出了一批技術(shù)骨干和革新能手，如“張勝利割煤精優(yōu)作業(yè)法”、“劉錦集控中心精優(yōu)作業(yè)法”等以員工名字命名的操作流程，泵站司機劉金峰等一批農(nóng)民協(xié)議工成長為熟練掌握智能化無人開采技術(shù)的生產(chǎn)骨干。

(六)技術(shù)裝備及國產(chǎn)化率高。1001綜采面成套裝備自動化率達95%以上，設(shè)備國產(chǎn)化率為100%，設(shè)備對礦井條件的適應(yīng)性明顯提高，技術(shù)裝備先進，設(shè)備故障率低，成本比國外同類型設(shè)備降低一半以上。

四、經(jīng)驗與啟示

黃陵礦業(yè)公司一號煤礦國產(chǎn)綜采裝備智能化無人技術(shù)研究與應(yīng)用的成功經(jīng)驗和深刻啟示是“必須堅持七到位”：

(一)必須堅持思想解放到位。思想是行動的先導(dǎo)。在困難面前，黃陵礦業(yè)公司沒有止步、更沒有退卻，而是解放思想、大膽創(chuàng)新，百尺竿頭更進一步，在綜采的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了智能化無人開采，實現(xiàn)了煤炭企業(yè)發(fā)展的歷史性跨越。

(二)必須堅持頂層設(shè)計到位。凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢。黃陵礦業(yè)公司把實現(xiàn)國產(chǎn)綜采裝備智能化無人開采技術(shù)作為企業(yè)發(fā)展升級轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略之舉，列入重大科技攻關(guān)項目，統(tǒng)籌規(guī)劃，制定方案，劃撥專項資金，成立專門領(lǐng)導(dǎo)小組，公司主要領(lǐng)導(dǎo)親自抓，帶頭研究解決技術(shù)難題，確保了項目有序推進。

(三)必須堅持災(zāi)害治理到位。黃陵礦區(qū)自然災(zāi)害較重,水、火、瓦斯、煤塵、頂板以及油型氣、油氣井“七害”俱全。一號煤礦煤層瓦斯含量8-10 立方米/噸，絕對瓦斯涌出量139立方米/分鐘，水文地質(zhì)條件屬極復(fù)雜型。工作面開采前，該礦對水、火、瓦斯、油型氣等災(zāi)害進行超前治理，確保了工作面回采安全可靠。

(四)必須堅持地質(zhì)保障到位。目前，因設(shè)備、技術(shù)等條件限制，智能化無人開采對地質(zhì)、煤層條件有一定要求。一號煤礦1001工作面煤層平緩，傾角0～5°，厚度1.4-2.2米，硬度系數(shù)為3左右，頂、底板為泥質(zhì)砂巖且較穩(wěn)定平整，采面長度235米,走向長度2271米，為實施智能化無人開采提供了地質(zhì)保障。

(五)必須堅持管理到位。智能化無人開采不僅技術(shù)裝備先進，對管理的精細化也提出了更嚴要求。近年來，黃陵礦業(yè)公司以“三零”(安全零死亡、瓦斯零超限、生產(chǎn)零傷害)為目標，強化“雙險雙控”(系統(tǒng)風(fēng)險預(yù)控、崗位危險管控)安全管理，推行“五精管理”(精細、精準、精確、精益、精美)，開展“雙述”(手指口述、崗位描述)活動和“三功兩素”(知識功底、專業(yè)功力、作業(yè)功夫，身心素質(zhì)、職業(yè)素質(zhì))訓(xùn)練，為智能化無人開采奠定了堅實基礎(chǔ)。

(六)必須堅持系統(tǒng)配套到位。智能化無人開采技術(shù)離不開機械化、自動化、信息化等高新技術(shù)和裝備的支撐。近年來，黃陵礦業(yè)公司先后對礦井水泵、供電、主運輸、防滅火等系統(tǒng)進行了自動化改造，并通過建設(shè)數(shù)字化礦井，實現(xiàn)了安全生產(chǎn)、綜合調(diào)度、企業(yè)管理等多個系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)整合，被評為“國家級兩化融合管理體系貫標試點單位”。

(七)必須堅持人員培訓(xùn)到位。智能化綜采裝備必須由一支安全技術(shù)素質(zhì)高，并掌握信息化知識的員工隊伍來駕馭。通過一號煤礦實踐證明，一般的綜采隊伍通過廠家技術(shù)輔導(dǎo)和安裝調(diào)試實操培訓(xùn)，完全能夠滿足智能化無人開采的需要。

星星之火，可以燎原。目前，黃陵礦業(yè)公司二號煤礦智能化無人開采技術(shù)裝備正處于設(shè)計研制階段，陜煤化集團對有條件的礦井正在積極推廣應(yīng)用，開創(chuàng)了我國較薄的煤層國產(chǎn)綜采成套裝備智能化無人開采的先河。推廣應(yīng)用黃陵礦業(yè)公司一號煤礦智能化無人開采技術(shù)，必將有力推動我國煤礦開采的升級換檔，大大提升我國煤機裝備制造業(yè)國際競爭力，對推進全國煤礦安全生產(chǎn)形勢穩(wěn)定好轉(zhuǎn)和煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要指導(dǎo)意義和示范引領(lǐng)作用。