6月15日,国家能源局与国家矿山安全监察局正式对外发布《煤矿智能化建设指南(2021年版)》,该指南有望加速国内煤矿智能化的建设。指南就井工煤矿、露天煤矿及选煤厂的智能化建设提出了具体要求,本平台现摘取选煤厂智能化建设部分内容,以供读者进行参阅。

一、指导思想

以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,认真贯彻党的十九大和十九届二中、三中、四中、五中全会精神,深入落实“四个革命,一个合作”能源安全新战略,坚持新发展理念,加快实施新一代信息技术与煤炭产业深度融合,推进煤炭产业高端化、智能化、绿色化转型升级,实现煤炭开采利用方式的变革,提升煤矿智能化和本质安全水平,促进煤炭行业高质量发展。

二、智能化选煤厂建设目标

已建选煤厂应进行基础设施升级,以主要工艺环节、重要装备、安全防控智能化为建设重点,开展无人操作设备、无人值守系统的研发与应用,提高洗选工艺过程的智能化水平。鼓励新建选煤厂开展基于BIM技术的数字化设计与施工管理,建设选煤专家知识库,开展重点生产单元、管理过程的智能化,形成完善的洗选过程智能感知、智能控制、智能管理与智能决策,主要工艺环节、主要操作岗位及重要设备实现智能无人操控,建成安全、节能、环保的智能化选煤厂。


三、智能化选煤厂总体设计

(一)总体技术架构要求

智能化选煤厂可参考下图所示技术架构,划分为设备层、控制层、执行层、决策层四层。设备层主要包括机电设备及检测仪表、保护装置等;控制层主要包括生产集中控制系统、设备状态监测系统、视频监控系统、调度通讯系统、安全监测系统等;执行层主要包括生产管理、机电管理、安全管理、经营管理、节能与环保管理、安全与职业健康管理等;决策层主要包括智能控制、智能管理、智能分析、辅助决策等。


智能化选煤厂参考技术架构

(二)智能化选煤厂建设技术路径

第一阶段:重点开展智能化选煤厂标准建设、关键技术攻关、基础装备完善工作,适时进行成熟技术推广,开展示范工程建设。

第二阶段:强化大数据技术与选煤专业知识的深度结合与应用,建设选煤专家知识库,推进重点单元的智能化研究,建成完善的选煤厂生产执行系统,实现生产过程控制和管理智能化。

第三阶段:全面实现智能化,对主要工艺环节、主要管理岗位及重要设备实现智能感知、智能决策、自动执行的智能化体系;全面建成安全、高效、节能、环保的智能化选煤厂。

(1)新建选煤厂智能化建设

新建选煤厂的智能化建设应与选煤厂主体工程同时策划、同时设计、同时施工。对于条件成熟度不足的新建选煤厂,可先行策划,分期实施,预留后期建设接口。

鼓励采用BIM等先进的数字化设计、施工管理技术,资料交付形式逐步由二维图纸向数字信息模型转变。鼓励数字孪生技术在项目策划、设计、施工、运维、改造、拆除的全生命周期管理中发挥作用,鼓励大数据、物联网、云平台、5G、机器人等技术与选煤厂生产、运维的深度融合,为选煤厂的建设与管理增值。

(2)已建选煤厂智能化改造

已建选煤厂应完善智能化改造基础,通过分选工艺及装备技术调研,制定合理的工艺改造实施方案,确保分选工艺及技术装备先进合理。优先以主要工艺环节、重要装备、安全防护为升级改造对象。鼓励数字孪生、大数据、物联网、云平台、5G等技术与现有选煤厂生产、运维的逐步融合,实现节能降耗、生产过程优化、作业条件改善等。


(三)选煤厂建设要求

1.数据规范

鼓励建立统一标准规范的数据体系,规范主数据、数据索引格式、元数据格式、数据表结构、布局方式、存放格式、精度要求、时效设置和编码方案等,其中元数据和数据索引主要包括各类数据概述、用途、存放路由、数据库、访问引擎和索引结构等,体现数据的层次结构。鼓励建立完善的数据质量管理组织架构,明确数据权属、管理者、使用者等,制定规范的数据质量改善流程,形成面向多样化煤矿数据应用场景的数据质量管理闭环。

2.通讯接口

能够支持多种数据服务、通讯协议和接口,能够从各类仪表、模块等多种软件、硬件中获取数据,并能够通过开放接口向各种应用提供数据。能够从各种服务系统、应用系统和控制端获取命令,并能自动转发和执行命令,保证命令的可靠性与时效性。

3.信息安全性

智能化煤矿应开展网络、信息和系统等安全建设,可参照GB/T 22080—2016、GB/T 22239—2019、GB/T 30976.1—2014、GB/T 30976.2—2014等标准,能够实现从角色到用户、从系统到功能模块等访问权限的统一认证,对于监测监控系统、传感系统、工业自动化系统、软件系统等应用平台,各业务系统之间既要满足按需访问、又实现安全隔离,满足信息安全要求。

4.系统灵活性和可扩展性

鼓励采用微服务架构,将复杂的应用拆分为多个共享服务和独立业务服务,做到各个服务资源的合理分配,采用先进的技术或者工具不断优化架构,实现系统升级,使企业平台不断演进、优化。

四、选煤厂智能化建设内容

1.智能化系统基本建设内容

智能化建设主要分为基础平台建设、基础自动化建设、智能控制建设、智能管理与决策建设。

(1)基础平台建设

基础平台建设包括网络平台建设、云平台建设、数据中心建设、专家知识库建设、系统安全保障、交互平台建设等内容。基础平台建设应统筹考虑矿井、电厂等智能化建设规划,合理确定云平台建设方式,使智能化建设方案具有较强的适用性和较好的前瞻性。

(2)基础自动化

基础自动化建设内容主要包括设备及仪表监测与保护、生产环节基础自动化、辅助环节自动化等。

①设备及仪表检测与保护建设应实现电机、减速机、液力耦合器等设备及仪器的电流检测、温度检测、振动检测及信息共享。

②生产环节基础自动化建设主要包括集中控制系统、视频监控系统、调度通信系统、人员定位系统、设备状态在线监测系统、配电监控系统、在线测灰系统、产量计量系统、能源计量系统、环境安全监测系统等内容。

③辅助环节自动化建设主要内容包括照明控制、泵类与风机系统控制、冲洗水及通风、除尘等自动化建设等。

(3)智能控制

智能控制包括生产过程智能控制、辅助环节智能控制、生产保障智能化等。

①智能控制建设要求。能自主分析加工对象的性质,建立生产组织模型;采用大数据分析方法进行数据建模,利用机器学习算法自主分析、预测工艺参数;通过多种控制方法,自主调节操作参数,实现各工艺环节智能控制;通过对典型选煤工艺的智能控制,实现精准分选,稳定产品质量,提高精煤产率,增加经济效益;根据产品和工艺要求,按照最大产率原则与最大经济效益原则,自行调节各工艺环节生产参数。

②智能控制建设内容。生产过程智能控制包括智能排矸、智能重介、智能跳汰、智能浮选、智能粗煤泥分选、智能浓缩、智能压滤等;辅助环节智能控制包括智能仓储与配煤、智能装车等;生产保障智能化包括智能集控、智能视频、智能停送电等。

(4)智能管理与决策

智能管理包括生产管理、机电管理、经营管理、安全与职业健康管理、节能与环保管理、协同管理等。智能决策包括生产情况分析、经营情况分析、工艺效果评价、生产指标预测、产品结构优化、经济效益预测、设备运行分析、生产组织决策、综合辅助决策及不同管理层面的统计分析。

2.智能化选煤厂分类重点建设内容

智能化选煤厂建设应根据选煤厂的类别、服务年限、煤质特征、产品定位、规模大小、工艺技术特征,因地制宜、分步实施。

(1)炼焦煤选煤厂重点建设内容

以产率最大、效益最优为原则,选择配置先进、合理、可靠的工艺技术方案及技术装备。开展有压、无压重介旋流器等智能化主洗工艺系统建设,加强浮选过程智能检测、计量技术的应用,建立可靠的浮选过程智能模型,实现浮选过程智能控制及自主决策。充分分析浮选尾煤浓缩及压滤特点,开展浮选尾煤的智能浓缩、智能压滤等建设。

(2)动力煤选煤厂重点建设内容

以灵活适配、效益优先为原则,配备可靠的精准洗选及配煤系统,加快推进基础平台、智能控制、智能管理与决策的研究应用,开展重介旋流器、重介浅槽、干法选煤跳汰等主洗工艺系统的智能化建设,加强动力煤智能在线检测、计量装备、智能储煤、智能装车等系统应用,建设可靠的智能配煤系统,保障产品质量稳定,增强产品灵活性。

五、保障措施

(一)组织保障

发挥煤矿智能化建设工作专班在智能化煤矿建设中的组织、协调、督促指导作用,统筹推进全国智能化煤矿规范有序建设。煤炭生产企业应成立智能化专职机构,强化“一把手”工程,鼓励煤矿企业一把手担任专职机构负责人,确保煤矿智能化建设各项工作有序推进。建立完善的决策咨询机制,通过内部遴选和外聘相关领域技术、管理专家,加强对智能化煤矿建设的咨询指导。

(二)制度保障

加快推进智能化煤矿技术规范与标准体系建设,开展基础共性、关键核心标准的制修订工作,制定煤矿智能化建设、验收等相关技术规范与实施细则。推进管理理念、管理制度、运营模式的创新与应用,建立健全智能化煤矿设计、建设、运行管理制度和奖惩措施。建立智能化煤矿分类分级评价机制,地方煤炭行业管理部门和煤矿生产企业应定期开展智能化煤矿建设效果评估等工作。根据煤矿智能化发展水平与建设情况,及时修改安全管理、监管的相关法规。

(三)技术保障

鼓励和支持煤炭企业与相关高校、科研院所等协同合作,加强智能化煤矿核心技术与成套装备的研发应用,遴选推广一批先进适用的重大技术装备成果,持续提升各类技术装备和应用平台间的集成性、交互性、兼容性,消除技术壁垒,整体推进煤矿智能化建设与迭代升级。加强共性关键技术领域的高质量、高价值专利培育和保护,做好知识产权布局和申请。鼓励创新专业化运维服务模式,建立健全智能化煤矿运维保障体系。

(四)资金保障

煤炭企业应落实智能化煤矿建设的主体责任,以提质增效、减人强安为目标,加大资金投入,重点实施智能化技术与装备研发、技术改造、工程建设等项目,提高资金产出效益。鼓励地方有关部门研究制定相关扶持政策,将煤矿相关智能化改造纳入煤矿安全技术改造范围,探索研究将相关投入列入安全费用使用范围;引导金融机构加大对智能化煤矿的支持力度,支持企业发起设立相关市场化基金,形成支持煤矿智能化发展的投入长效机制。

(五)人才保障

培育壮大煤矿智能化人才队伍,鼓励高校和煤炭企业合作创新人才培养模式,拓展产—学—研—用人才路线,共建示范性实习实践基地,培养煤矿智能化相关专业高技能人才。加大煤矿智能化培训力度,开展在职人员智能化和信息化培训,建立健全煤矿智能化相关技术人员职业发展通道,优化知识型、技能型、管理型人才发展体系。

选煤厂智能化建设如何开展?国家层面给出了答案

发布时间: 2021-06-22
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