机械化换人、自动化减人科技强安专项行动

“机械化换人、自动化减人”科技强安专项行动试点示范实施方案济宁矿业集团安居煤矿二零一五年七月一、基本信息试点示范名称地方煤矿机械化、自动化改造升级项目牵头单位信息单位名称（盖章）济宁矿业集团有限公司安居煤矿邮政编码272000通讯地址山东省济宁市济宁矿业集团有限公司安居煤矿负责人姓 名薄夫利职务/职称矿长/高级工程师联系人姓 名甄阳清职务/职称副矿长/高级工程师办公电话0537-5168188移动电话13792328866电子邮箱k6080157传 真0537-5168000项目执行时间2015年8月1日至 2016年8月1日总经费3420万元申报级别国家安全监管总局试点示范 省级试点示范 所属领域煤 矿 金属非金属 危险化学品 烟花爆竹创新类型自主创新 集成创新 引进消化 国外进口参与单位上海ABB工程有限公司唐山东润自动化工程技术有限公司常州天地自动化股份有限公司北京华宇工程有限公司 一、试点示范概况1.企业基本情况。安居煤矿由济宁矿业集团有限公司自主开发建设，隶属于济宁市国资委。矿井位于山东省济宁市任城区安居镇，井田面积75km2，设计生产能力为150万吨/年。煤炭地质储量2.1亿吨，可采储量 1.12亿吨，服务年限53.6年。矿井主采煤层为3上煤，平均厚度2.85米。矿井于2009年开始建设，2015年3月顺利投产，目前总人数1765人。2. 试点示范环节基本情况。2.1煤（岩）巷掘进现状：我矿共六个掘进迎头，掘进全部采用炮掘方式，支护方式采用锚网索梯支护，日进尺5m，月循环进尺150m。炮掘迎头每班配置12人。掘进效率较低，安居煤矿断层多、掘进任务量大，掘进速度严重影响矿井正常生产。2.2综采工作面现状：（1）综采工作面控制：运输机、转载机、煤机等全部采用人工就地控制，效率较低，无法实现协同控制，占用人员多、安全系数底。（2）采煤工作面两顺槽的超前支护全部采用单体支柱，工作量比较大，占用人员较多，劳动强度大。工作面每天至少配置12人进行超前支护、端头支护。（3）工作面的物料运输采用人工托运的方式，费时费力。（4）综采工作面供液系统：全部人工配比，乳化液浓度不能保证，工作量较大。2.3井下辅助运输系统现状： 我矿井下人员运输，平巷采用蓄电池电机车牵引人车的方式，但是顺槽人员运输的问题仍未解决，工人需徒步到掘进迎头、劳动强度大。2.4煤矿生产保障系统现状：2.4.1 主运输系统：未采用智能感知、故障诊断系统，采用就地控制的方式。井下大皮带落煤仓闸门，所有控制均为人工手动控制，每个放煤点配置4名机台工。2.4.2大型固定设备：（1）主井提升系统:安居煤矿原煤矸石含量大，导致装载站、卸载站、动筛车间等机台经常出现矸石卡堵现象，严重影响了正常生产。主井提升机房、卸载站、装载站每个机台至少需要9人。（2）副井提升系统：所有操作均为人工手动操作，共配置9名机台工。 （3）原煤动筛车间: 安居原煤含矸量大、粘性大，动筛车间振动筛的筛板经常出现堵塞的情况。矸石采用人工手选方式，每天需配置30人，耗费了大量的人力、物力，（4）主通风机: 所有操作均为人工手动操作，机台共配置9人。（5）压风机房：所有操作均为人工就地操作，机台共配置8人，每班配置2人。（6）翻矸机房：翻矸机房每班配置3人，1名司机，两名推车工。翻矸机司机负责翻矸机的所有操作。（7）矿灯房：每班配置一名专职矿灯发放工。（8）洗煤厂：包括主厂房和动筛车间，这两个机台设置了两个控制中心，有部分功能现场手动操作。（9）井上下各重要机台：中央变电所、采区变电所不能远控，只能就地操作。中央泵房变电所两个机台共9名机台工；采区变出现故障无法及时发现，人员无法及时到达现场；井下制冷硐室配置4人。消防联合泵房共配置4名机台工；地面冷却泵站配置4名机台工；生活污水处理站、矿井污水处理站需配置至少12名机台工。（10）安居煤矿仍然采用传统的锅炉供暖方式进行整个矿区的供暖。燃煤锅炉效率比较低，耗能比较大，污染较严重。2.4.3煤矿信息系统现状个别机台实现了就地监控，没有形成工业环网，自动化平台未搭建。3.示范条件落实情况。根据安居煤矿的现状，制定出了机械化换人、自动化减人具体实施意见，并成立了工作领导小组，下设机械化换人、自动化减人办公室，办公室设在机电技术部，机电矿长任办公室主任，积极推进实施和考核工作。保证改造资金到位，专款专用。矿按期进行考核，作为矿年度考核目标的一部分，与工资绩效挂钩。目前上述问题正着手解决，已经制定了详尽的可行性方案，并且部分设备已经采购，准备实施，制定了完成时间表，定期进行考核。二、建设目标与考核指标1.示范效果。1.1煤（岩）巷掘进机械化自动化：掘进迎头由炮掘改为综掘，在人员不增加的情况下，掘进效率可提高1.6倍，每月增加掘进进尺90米，全年共增加约5000米进尺，大大提高工作效率。相当于3个炮掘迎头一年的总进尺，节约用工108人。1.2综采工作面机械化自动化：（1）综采工作面实现远程智能控制购置天津华宁电子公司生产的远程智能控制平台，实现采煤机、刮板机、转载机、破碎机、乳化泵协同控制、智能控制。各类信息通过光纤传输至地面调度室。（2）综采工作面端头及巷道超前支护自动化采煤工作面安装迈步式超前支架、端头支架代替单体支柱，减轻工人劳动强度，增加安全系数，预计减少用工24人。（3）工作面辅助运输机械化工作面安装电动单轨吊，解决超前大型物料的运输问题，提高工作效率、增加安全系数。（4）工作面实现智能集成供液系统设计深井集中供乳化液系统，实现井下综采工作面乳化液集中供液。该系统采用软化水在地面自动配比乳化液，然后将乳化液通过恒压供液系统，输送到井下工作面。1.3井下人员辅助运输机械化：距离较远的迎头及工作面采用架空乘人装置，实现人员运输机械化。1.4煤矿生产保障系统实现智能监测控制、无人值守：1.4.1 主运输系统集中智能控制：购置集中控制系统，增设各类保护，实现集中控制、一键操作；放煤闸门实现远程控制。1.4.2大型固定设备远程监控、无人值守：（1）主井提升系统实现全自动运行、无人值守。（2）副井提升系统实现全自动运行。 （3）动筛车间“机械选矸”代替“人工手选矸”。（4）主通风机实现“一键倒风机”、“自动倒风机”。（5）压风机实现无人值守。（6）翻矸机房实现“一键自动翻车”。（7）矿灯房实现无人值守。（8）洗煤厂全部实现集中远程控制。（9）井上下各重要机台实现远控或无人值守。（10）矿井余热利用项目：利用矿井乏风余热、矿井排水余热及空压机废热，进行矿区供热制冷。通过矿井通风、供电、提升、排水、压风等系统一系列的自动化方案的实施，全矿各固定机台共节省140人。所有项目完成后，共节约人工270人，占我矿生产人数（除机关后勤等单位）的约30%。1.4.3煤矿安全物联网平台搭建：实现矿井综合自动化平台，煤矿大型机电设备状态检测与智能诊断。2.预期形成企业标准、规范的数量。共3项：（1）通风机改造，实现故障自动倒换风机（2）副井提升系统实现全自动运行（3）综采工作面地面集中供乳化液系统3.形成可推广、可复制的先进技术、工艺、方法等方面的数量。共7项（1）原煤动筛车间“机械选矸”代替“人工手选矸”；（2）综采工作面地面集中供乳化液系统；（3）翻矸机房实现“一键自动翻车”；（4）副井提升系统实现全自动运行；（5）井下大皮带落煤仓闸门实现远程控制；（6）通风机实现故障自动倒换风机（7）井下水泵实现避峰填谷自动启停。三、主要任务建设方案及机械化自动化改造主要内容1煤（岩）巷掘进机械化自动化：我矿的五个煤巷掘进迎头全部改用EBZ160综掘机掘进，配套连续运输机等成套设备。在人员不增加的情况下，掘进效率可提高1.6倍，提高工作效率。2综采工作面机械化自动化：（1）综采工作面实现远程智能控制购置天津华宁电子公司生产的远程智能控制平台，实现采煤机、刮板机、转载机、破碎机、乳化泵协同控制、智能控制。各类信息通过光纤传输至地面调度室。（2）综采工作面端头及巷道超前支护自动化采煤工作面安装迈步式超前支架、端头支架代替单体支柱，减轻工人劳动强度，增加安全系数，预计减少用工24人。（3）工作面辅助运输机械化购置安装小型电动单轨吊用于综采工作面顺槽，解决大型物料的运输问题，提高工作效率、增加安全系数。（4）工作面实现智能集成供液系统我矿自行设计深井集中供乳化液系统，实现井下综采工作面乳化液集中供液。该系统采用软化水在地面自动配比乳化液，然后将乳化液通过恒压供液系统，输送到井下工作面。在我国千米深井中首次实现地面集中供液。3井下人员辅助运输机械化：在我矿的二采区南翼运输巷安装架空乘人装置，实现人员运输机械化。4煤矿生产保障系统实现智能监测控制、无人值守：4.1 主运输系统集中智能控制：购置集中控制系统，增设各类保护，实现集中控制、一键操作；放煤闸门实现远程控制，系统主要分为两个部分，第一部分为皮带机头的控制中心设备，目的是为了实时监测落煤量和控制落煤斗闸门的开闭状况；第二部分为落煤斗闸门控制终端，目的是为了自动控制闸门的自动开闭，并能控制闸门开启大小。4.2大型固定设备远程监控、无人值守：（1）主井提升系统实现全自动运行、无人值守：在井下大皮带机头自主设计一套振动筛分破碎系统。该系统的运行可成功的解决装载站、卸载站、动筛车间等机台经常出现矸石卡堵的现象。通过修改硬件、软件，保证提升系统能够可靠的全自动运行。主井装载站通过修改程序，增加了定重保护、定时保护、防二次装载等功能，实现自动化运行。（2）副井提升系统实现全自动运行：通过软件及硬件优化升级改造实现提人、提物全自动运行。（3）动筛车间“机械选矸”代替“人工手选矸”：通过修改动筛车间控制程序，实现不停机倒换振动筛。改进振动筛筛板，解决系统堵塞的问题。增大振动筛最后一级筛板的间隙，使全部块矸、块煤全部进入跳汰机，充分发挥跳汰机的功能。（4）主通风机实现“一键倒风机”、“自动倒风机”：主通风机通过优化上位机、下位机程序，实现一键倒风机功能，并且风机出现故障时能自动切换工频，保证井下的连续供风。安装一套辅助控制系统，设计不停风倒机流程，并通过自动控制执行系统予以实现。通风机运行故障自动识别，在一分钟时间内完成向备用风机的切换，有效的遏制通风机引发的通风系统事故的扩大。（5）压风机实现无人值守：压风机房安设一台就地控制柜，通过和压风机自身控制系统通讯实现自动控制。系统具备手动操作、半自动一键操作及全自动联动运行三种运行方式，达到无人值守的效果。（6）翻矸机房实现“一键自动翻车”：翻矸机通过设计改造，增加外围PLC控制，实现一键自动翻车、一键自动抖动翻车（模仿人工控制）、遥控自动翻车、遥控点动翻车，完全替代人工翻车。（7）矿灯房实现无人值守：矿灯房采用电脑集中控制充电，并能够实时掌握矿灯信息，包括：离架灯数量、矿灯总数、矿灯充电情况等。（8）洗煤厂全部实现集中远程控制：将动筛车间自动化控制与主洗车间集控联网，全部实现在主洗车间进行集中控制。主洗及动筛车间实行巡检制。（9）井上下各重要机台实现远控或无人值守：井下中央变电所变电所、采区变电所实现4遥功能，高压柜的信息通过井筒光纤传输至地面变电所，实现井下配电设备从地面进行操作。井下制冷硐室通过增设完善的控制系统，具备自动控制功能，所有监控信息通过井下环网传输至调度室，可实现远程监控。井下中央泵房具备远控、自动控制功能。地面冷却泵站通过增设完善的控制系统，具备自动控制功能，所有监控信息通过环网传输至调度室、锅炉房，实现无人值守。生活污水处理站、矿井污水处理站通过增设完善的控制系统，实现自动运行。消防联合泵房实现自动运行、无人值守。（10）矿井余热利用项目：利用矿井乏风余热、矿井排水余热及空压机废热，进行矿区建筑的冬季供暖及副井口保温与防冻、职工洗浴热水制备、工服烘干系统、夏季建筑的供冷，可精简12名机台工。4.3煤矿安全物联网平台搭建：首先形成矿井工业环网系统，搭建综合自动化平台，最后将各子系统逐步接入平台中，最终达到集中监控。四、进度计划安排1、煤（岩）巷掘进机械化自动化开始时间：2015年8月；完成时间：2016年6月；责任人：姚方庆1.2综采工作面机械化自动化：（1）综采工作面实现远程智能控制开始时间：2015年8月；完成时间：2015年11月；责任人：姚方庆（2）综采工作面端头及巷道超前支护自动化开始时间：2015年9月；完成时间：2015年12月；责任人：姚方庆（3）工作面辅助运输机械化开始时间：2015年10月；完成时间：2015年11月；责任人：姚方庆（4）工作面实现智能集成供液系统开始时间：2015年9月；完成时间：2015年12月；责任人：朱凯1.3井下人员辅助运输机械化：开始时间：2016年1月；完成时间：2016年4月；责任人：孙裕燕1.4煤矿生产保障系统实现智能监测控制、无人值守：1.4.1 主运输系统集中智能控制：开始时间：2015年9月；完成时间：2015年11月；责任人：朱凯1.4.2大型固定设备远程监控、无人值守：开始时间：2015年8月；完成时间：2016年5月；责任人：孙裕燕、朱凯1.4.3煤矿安全物联网平台搭建：开始时间：2015年9月；完成时间：2016年3月；责任人：周长青五、保障措施根据安居煤矿的现状，制定出了机械化换人、自动化减人具体实施意见，并成立工作领导小组： 组长：薄夫利 副组长：齐高臣、王彦巨、王世华、渠显利、甄阳清、王均双、李有利 成员：机电技术部、安全质量监察科、调度指挥中心、生产技术部、企业管理科、财务科。下设机械化换人、自动化减人办公室，办公室设在机电技术部，机电矿长任办公室主任，积极推进实施和考核工作。制定的各项实施方案由安居煤矿机电部牵头落实，企管科、物资管理科、财务科、运转工区等各单位配合。矿按期进行考核，作为矿年度考核目标的一部分，与工资绩效挂钩。1、制定切实可行的技术方案；2、保证改造资金到位，专款专用：（1）煤（岩）巷掘进机械化自动化改造：1200万（2）综采工作面机械化自动化改造：350万（3）井下人员辅助运输机械化改造：70万（4）煤矿生产保障系统改造：1800万3、机电部牵头推进各项工作，各科室分工、各有侧重。4、与技术力量雄厚、资质过硬的厂家合作，共同实施；5、矿按期进行考核，作为矿年度考核目标的一部分，与工资绩效挂钩。六、建设前后对比分析1. 示范前景分析1.1煤（岩）巷掘进：五个掘进迎头由炮掘改为综掘，在人员未增加的情况下，掘进效率提高1.6倍，每月增加掘进进尺90米，全年共增加约5000米进尺，大大提高工作效率。相当于3个炮掘迎头一年的总进尺，节约用工108人。1.2综采工作面：（1）综采工作面远程智能控制，增加安全系数、降低工人劳动强度。（2）采煤工作面安装迈步式超前支架代替单体支柱，减轻工人劳动强度，增加安全系数，预计减少用工24人。（3）工作面安装电动单轨吊，大大降低采面工作托运设备劳动强度。（4）综采工作面供液系统：在地面进行集中配液，乳化液质量可得到保证，工作面设备的大修周期和使用寿命可延长13倍。1.3井下辅助运输系统： 我矿井下人员运输，从井口到迎头实现机械化人员运输，大大降低工人劳动强度。1.4煤矿生产保障系统：2.4.1 主运输系统：实现可视化集中控制，可节省岗位人员8-9人。2.4.2大型固定设备：（1）主井提升系统: 主井煤流系统从原来的提升能力每天不到5300吨增加到每天6800吨。每天增加提升1500吨，提升能力全年增加54万吨。主井提升机房、主井装载站、卸载站共减少岗位机台人员15人，每年节省人工费用150万。（2）副井提升系统：提人、提物全自动运行：降低工人劳动强度、增加安全系数。（3）原煤动筛车间: 实现不停机倒换振动筛，整个煤流系统更加顺畅，每天节省1-2小时。所有手选矸人员全部减掉，减员30人，每年节省人工成本300万元。（4）主通风机: 实现一键倒风机功能，并且风机出现故障时能自动切换工频，保证井下的连续供风。主通风机每班仅配置1人巡检，共节省5人，每年节省人工费用50万。（5）压风机房：实现无人值守，锅炉房人员兼职压风机巡检，共节省8人，每年节省人工费用80万。（6）翻矸机房：共节省4名司机，每年节省人工费用40万。（7）矿灯房：矿灯电脑集中控制，共节省4名岗位工，每年节省人工费用40万。（8）洗煤厂：将动筛车间自动化控制与主洗车间集控联网，全部实现在主洗车间进行集中控制。主洗及动筛车间实行巡检制，人工工效达到60t/工。选煤厂生产能力150万吨/年，全厂（含动筛）配置110人，比标准配置减少20-30人。（9）井上下各重要机台：井下四个机台每班仅配置2名巡检人员，机台工改为巡检工，共节省9人，每年节省人工费用90万。地面四个机台每班仅配置1-2名巡检人员，共节省至少14人，每年节省人工费用140万。（10）通过对现有用能系统进行详细的调研与分析，现有大量的废弃热能可回收利用，一是每天排放4000t，31的矿井水，可利用的热能达2907KW；二是矿井乏风，温度21，可利用的热能达4995KW；三是4台224KW空压机（2用2备）在运行中产生大量的热能（395KW）。废弃热能可利用现代技术回收利用，替换现有的燃煤锅炉供热系统，实现节能减排，社会效益和经济效益可观。新系统运行后，每年预计节省运行费用160万元（ 462-302），年节约率35%。2.4.3煤矿信息系统所有机台实现远程监控，形成工业环网，自动化平台搭建完成，为下一步物联网打下基础。2.示范企业建设完成后与国内同等条件下普遍用工情况的对比分析。（1）主井装载站、主井卸载站、主井提升机房实现了全自动运行，每班仅配置一名巡检人员，三个机台共减少岗位机台人员15人。（2）动筛手选矸人员减少30人，降低了工作劳动强度，消除了职业危害影响。并且整套系统更加顺畅，效率更高。（3）主通风机每班仅配置1人巡检，共节省5人。（4）压风机房实现无人值守，共节省8人。（5）所有软件硬件自行设计，完成了翻矸机的自动化改造工作，共节省4名司机。（6）灯房实现无人值守，节省4名职工通过一系列的自动化方案的实施，全矿各机台共比标准配置节省116人。2.示范企业建设完成后与国内同等条件下普遍用工情况的对比分析。（1）主井装载站标准配置9人，我矿配置4人巡检，减少岗位机台人员5人；（2）主井卸载站标准配置9人，我矿配置4人巡检，减少岗位机台人员5人；（3）主井提升机房标准配置9人，我矿配置4人巡检，减少岗位机台人员5人； （4）动筛手选矸人员标准配置30人，我矿全部减掉，减少岗位人员30人；（5）主通风机标准配置9人，我矿配置4人巡检，减少岗位机台人员5人；（6）压风机房标准配置8人，实现无人值守，共减少岗位人员8人；（7）翻矸机司机标准配置4人，我矿无司机，减少岗位机台人员4人；（8）灯房实现标准配置4人，我矿无人值守，减少岗位机台人员4人；（9）井下中央变电所泵房标准配置9人，我矿配置4人巡检，减少岗位机台人员5人；（10）井下制冷硐室标准配置4人，我矿无人值守，减少岗位机台人员4人；（11）地面冷却泵站标准配置4人我矿无人值守，减少岗位机台人员4人；（12）生活污水处理站、矿井污水处理站标准配置12-15人，我矿配置6人，减少岗位机台人员6-9人；（13）消防联合泵房标准配置4人我矿无人值守，减少岗位机台人员4人；（14）150万吨洗煤厂、动筛车间标准配置130-150人，我矿配置110人，减少岗位机台人员20-30人；（15）井下大皮带放煤闸门各岗点，标准配置9人，改造后可无人值守，减少岗位人员9人；（16）锅炉房标准配置12人，余热利用改造后可减少岗位人员12人；（17）井下采煤工作面端头支护每天配置12人，改造后两工作面减少人员24人。 （18）五个综掘迎头的掘进效率相当于8个炮掘迎头的效率，相比较减少人员108人。七、实施单位意见实施单位（盖章）： 负责人（签字）： 年 月 日八、审核意见集团公司（盖章）：负责人（签字）： 年 月 日 省级安全监察部门（盖章）：负责人（签字）： 年 月 日- 15 -