6月15日,國家能源局與國家礦山安全監察局正式對外發布《煤礦智能化建設指南(2021年版)》,該指南有望加速國內煤礦智能化的建設。指南就井工煤礦、露天煤礦及選煤廠的智能化建設提出了具體要求,本平臺現摘取選煤廠智能化建設部分內容,以供讀者進行參閱。

一、指導思想

以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導,認真貫徹黨的十九大和十九屆二中、三中、四中、五中全會精神,深入落實“四個革命,一個合作”能源安全新戰略,堅持新發展理念,加快實施新一代信息技術與煤炭產業深度融合,推進煤炭產業高端化、智能化、綠色化轉型升級,實現煤炭開采利用方式的變革,提升煤礦智能化和本質安全水平,促進煤炭行業高質量發展。

二、智能化選煤廠建設目標

已建選煤廠應進行基礎設施升級,以主要工藝環節、重要裝備、安全防控智能化為建設重點,開展無人操作設備、無人值守系統的研發與應用,提高洗選工藝過程的智能化水平。鼓勵新建選煤廠開展基于BIM技術的數字化設計與施工管理,建設選煤專家知識庫,開展重點生產單元、管理過程的智能化,形成完善的洗選過程智能感知、智能控制、智能管理與智能決策,主要工藝環節、主要操作崗位及重要設備實現智能無人操控,建成安全、節能、環保的智能化選煤廠。


三、智能化選煤廠總體設計

(一)總體技術架構要求

智能化選煤廠可參考下圖所示技術架構,劃分為設備層、控制層、執行層、決策層四層。設備層主要包括機電設備及檢測儀表、保護裝置等;控制層主要包括生產集中控制系統、設備狀態監測系統、視頻監控系統、調度通訊系統、安全監測系統等;執行層主要包括生產管理、機電管理、安全管理、經營管理、節能與環保管理、安全與職業健康管理等;決策層主要包括智能控制、智能管理、智能分析、輔助決策等。


智能化選煤廠參考技術架構

(二)智能化選煤廠建設技術路徑

第一階段:重點開展智能化選煤廠標準建設、關鍵技術攻關、基礎裝備完善工作,適時進行成熟技術推廣,開展示范工程建設。

第二階段:強化大數據技術與選煤專業知識的深度結合與應用,建設選煤專家知識庫,推進重點單元的智能化研究,建成完善的選煤廠生產執行系統,實現生產過程控制和管理智能化。

第三階段:全面實現智能化,對主要工藝環節、主要管理崗位及重要設備實現智能感知、智能決策、自動執行的智能化體系;全面建成安全、高效、節能、環保的智能化選煤廠。

(1)新建選煤廠智能化建設

新建選煤廠的智能化建設應與選煤廠主體工程同時策劃、同時設計、同時施工。對于條件成熟度不足的新建選煤廠,可先行策劃,分期實施,預留后期建設接口。

鼓勵采用BIM等先進的數字化設計、施工管理技術,資料交付形式逐步由二維圖紙向數字信息模型轉變。鼓勵數字孿生技術在項目策劃、設計、施工、運維、改造、拆除的全生命周期管理中發揮作用,鼓勵大數據、物聯網、云平臺、5G、機器人等技術與選煤廠生產、運維的深度融合,為選煤廠的建設與管理增值。

(2)已建選煤廠智能化改造

已建選煤廠應完善智能化改造基礎,通過分選工藝及裝備技術調研,制定合理的工藝改造實施方案,確保分選工藝及技術裝備先進合理。優先以主要工藝環節、重要裝備、安全防護為升級改造對象。鼓勵數字孿生、大數據、物聯網、云平臺、5G等技術與現有選煤廠生產、運維的逐步融合,實現節能降耗、生產過程優化、作業條件改善等。


(三)選煤廠建設要求

1.數據規范

鼓勵建立統一標準規范的數據體系,規范主數據、數據索引格式、元數據格式、數據表結構、布局方式、存放格式、精度要求、時效設置和編碼方案等,其中元數據和數據索引主要包括各類數據概述、用途、存放路由、數據庫、訪問引擎和索引結構等,體現數據的層次結構。鼓勵建立完善的數據質量管理組織架構,明確數據權屬、管理者、使用者等,制定規范的數據質量改善流程,形成面向多樣化煤礦數據應用場景的數據質量管理閉環。

2.通訊接口

能夠支持多種數據服務、通訊協議和接口,能夠從各類儀表、模塊等多種軟件、硬件中獲取數據,并能夠通過開放接口向各種應用提供數據。能夠從各種服務系統、應用系統和控制端獲取命令,并能自動轉發和執行命令,保證命令的可靠性與時效性。

3.信息安全性

智能化煤礦應開展網絡、信息和系統等安全建設,可參照GB/T 22080—2016、GB/T 22239—2019、GB/T 30976.1—2014、GB/T 30976.2—2014等標準,能夠實現從角色到用戶、從系統到功能模塊等訪問權限的統一認證,對于監測監控系統、傳感系統、工業自動化系統、軟件系統等應用平臺,各業務系統之間既要滿足按需訪問、又實現安全隔離,滿足信息安全要求。

4.系統靈活性和可擴展性

鼓勵采用微服務架構,將復雜的應用拆分為多個共享服務和獨立業務服務,做到各個服務資源的合理分配,采用先進的技術或者工具不斷優化架構,實現系統升級,使企業平臺不斷演進、優化。

四、選煤廠智能化建設內容

1.智能化系統基本建設內容

智能化建設主要分為基礎平臺建設、基礎自動化建設、智能控制建設、智能管理與決策建設。

(1)基礎平臺建設

基礎平臺建設包括網絡平臺建設、云平臺建設、數據中心建設、專家知識庫建設、系統安全保障、交互平臺建設等內容?;A平臺建設應統籌考慮礦井、電廠等智能化建設規劃,合理確定云平臺建設方式,使智能化建設方案具有較強的適用性和較好的前瞻性。

(2)基礎自動化

基礎自動化建設內容主要包括設備及儀表監測與保護、生產環節基礎自動化、輔助環節自動化等。

①設備及儀表檢測與保護建設應實現電機、減速機、液力耦合器等設備及儀器的電流檢測、溫度檢測、振動檢測及信息共享。

②生產環節基礎自動化建設主要包括集中控制系統、視頻監控系統、調度通信系統、人員定位系統、設備狀態在線監測系統、配電監控系統、在線測灰系統、產量計量系統、能源計量系統、環境安全監測系統等內容。

③輔助環節自動化建設主要內容包括照明控制、泵類與風機系統控制、沖洗水及通風、除塵等自動化建設等。

(3)智能控制

智能控制包括生產過程智能控制、輔助環節智能控制、生產保障智能化等。

①智能控制建設要求。能自主分析加工對象的性質,建立生產組織模型;采用大數據分析方法進行數據建模,利用機器學習算法自主分析、預測工藝參數;通過多種控制方法,自主調節操作參數,實現各工藝環節智能控制;通過對典型選煤工藝的智能控制,實現精準分選,穩定產品質量,提高精煤產率,增加經濟效益;根據產品和工藝要求,按照最大產率原則與最大經濟效益原則,自行調節各工藝環節生產參數。

②智能控制建設內容。生產過程智能控制包括智能排矸、智能重介、智能跳汰、智能浮選、智能粗煤泥分選、智能濃縮、智能壓濾等;輔助環節智能控制包括智能倉儲與配煤、智能裝車等;生產保障智能化包括智能集控、智能視頻、智能停送電等。

(4)智能管理與決策

智能管理包括生產管理、機電管理、經營管理、安全與職業健康管理、節能與環保管理、協同管理等。智能決策包括生產情況分析、經營情況分析、工藝效果評價、生產指標預測、產品結構優化、經濟效益預測、設備運行分析、生產組織決策、綜合輔助決策及不同管理層面的統計分析。

2.智能化選煤廠分類重點建設內容

智能化選煤廠建設應根據選煤廠的類別、服務年限、煤質特征、產品定位、規模大小、工藝技術特征,因地制宜、分步實施。

(1)煉焦煤選煤廠重點建設內容

以產率最大、效益最優為原則,選擇配置先進、合理、可靠的工藝技術方案及技術裝備。開展有壓、無壓重介旋流器等智能化主洗工藝系統建設,加強浮選過程智能檢測、計量技術的應用,建立可靠的浮選過程智能模型,實現浮選過程智能控制及自主決策。充分分析浮選尾煤濃縮及壓濾特點,開展浮選尾煤的智能濃縮、智能壓濾等建設。

(2)動力煤選煤廠重點建設內容

以靈活適配、效益優先為原則,配備可靠的精準洗選及配煤系統,加快推進基礎平臺、智能控制、智能管理與決策的研究應用,開展重介旋流器、重介淺槽、干法選煤跳汰等主洗工藝系統的智能化建設,加強動力煤智能在線檢測、計量裝備、智能儲煤、智能裝車等系統應用,建設可靠的智能配煤系統,保障產品質量穩定,增強產品靈活性。

五、保障措施

(一)組織保障

發揮煤礦智能化建設工作專班在智能化煤礦建設中的組織、協調、督促指導作用,統籌推進全國智能化煤礦規范有序建設。煤炭生產企業應成立智能化專職機構,強化“一把手”工程,鼓勵煤礦企業一把手擔任專職機構負責人,確保煤礦智能化建設各項工作有序推進。建立完善的決策咨詢機制,通過內部遴選和外聘相關領域技術、管理專家,加強對智能化煤礦建設的咨詢指導。

(二)制度保障

加快推進智能化煤礦技術規范與標準體系建設,開展基礎共性、關鍵核心標準的制修訂工作,制定煤礦智能化建設、驗收等相關技術規范與實施細則。推進管理理念、管理制度、運營模式的創新與應用,建立健全智能化煤礦設計、建設、運行管理制度和獎懲措施。建立智能化煤礦分類分級評價機制,地方煤炭行業管理部門和煤礦生產企業應定期開展智能化煤礦建設效果評估等工作。根據煤礦智能化發展水平與建設情況,及時修改安全管理、監管的相關法規。

(三)技術保障

鼓勵和支持煤炭企業與相關高校、科研院所等協同合作,加強智能化煤礦核心技術與成套裝備的研發應用,遴選推廣一批先進適用的重大技術裝備成果,持續提升各類技術裝備和應用平臺間的集成性、交互性、兼容性,消除技術壁壘,整體推進煤礦智能化建設與迭代升級。加強共性關鍵技術領域的高質量、高價值專利培育和保護,做好知識產權布局和申請。鼓勵創新專業化運維服務模式,建立健全智能化煤礦運維保障體系。

(四)資金保障

煤炭企業應落實智能化煤礦建設的主體責任,以提質增效、減人強安為目標,加大資金投入,重點實施智能化技術與裝備研發、技術改造、工程建設等項目,提高資金產出效益。鼓勵地方有關部門研究制定相關扶持政策,將煤礦相關智能化改造納入煤礦安全技術改造范圍,探索研究將相關投入列入安全費用使用范圍;引導金融機構加大對智能化煤礦的支持力度,支持企業發起設立相關市場化基金,形成支持煤礦智能化發展的投入長效機制。

(五)人才保障

培育壯大煤礦智能化人才隊伍,鼓勵高校和煤炭企業合作創新人才培養模式,拓展產—學—研—用人才路線,共建示范性實習實踐基地,培養煤礦智能化相關專業高技能人才。加大煤礦智能化培訓力度,開展在職人員智能化和信息化培訓,建立健全煤礦智能化相關技術人員職業發展通道,優化知識型、技能型、管理型人才發展體系。

選煤廠智能化建設如何開展?國家層面給出了答案

發布時間: 2021-06-22
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