劉見中+田成金

2015年6月11日，國家安全監(jiān)管總局下發(fā)了關(guān)于開展“機械化換人、自動化減人”科技強安專項行動的通知，決定在煤礦、金屬非金屬礦山、危險化學品和煙花爆竹等重點行業(yè)領(lǐng)域開展“機械化換人、自動化減人”科技強安專項行動。重點是以機械化生產(chǎn)替換人工作業(yè)、以自動化控制減少人為操作，大力提高企業(yè)安全生產(chǎn)科技保障能力。通知中明確將煤礦列為了重點行業(yè)領(lǐng)域的首位。

實施背景

當前，我國煤炭行業(yè)已進入了下行期，綜合前期常年積累的行業(yè)發(fā)展矛盾，煤炭行業(yè)已進入了“需求增速放緩期、超前產(chǎn)能和庫存消化期、環(huán)境約束強化期、結(jié)構(gòu)調(diào)整攻堅期”四期并存的新常態(tài)。企業(yè)效益下滑，安全投入相應降低，安全生產(chǎn)工作遇到了極大的挑戰(zhàn)。

為推動煤礦企業(yè)扭虧脫困、煤炭行業(yè)轉(zhuǎn)型升級、煤礦安全治本攻堅，提升煤礦安全生產(chǎn)水平，讓更多的煤礦實現(xiàn)全年“零死亡”。近期，國家安全監(jiān)管總局強調(diào)并落實“減礦、減產(chǎn)、減面、減人、減事故”的“五減”方案，其中“減人”指的是減少煤礦井下作業(yè)人數(shù)，要在小礦推進機械化、在大礦推進自動化;完善勞動定員標準，力爭將掘進工作面、采煤工作面同時作業(yè)人員分別控制在10人、30人以內(nèi)，嚴禁兩班交叉作業(yè)、混崗作業(yè)。

我國煤礦開采方式和產(chǎn)能的多樣性決定了機械化換人和自動化減人兩者缺一不可。產(chǎn)能多樣性從2014年煤礦生產(chǎn)能力登記公告中可見一斑。（見表1）

另一方面，由于我國煤層賦存條件千差萬別，各地區(qū)煤炭賦存的環(huán)境條件不同，因此造成了我國煤礦開采技術(shù)仍然存在著炮采、普采、綜采、自動化采煤共存的局面，其中以綜采為主。

西南方等一些邊遠地區(qū)，煤層賦存條件差的礦區(qū)和個體私營煤礦仍然采用一些炮采和低檔普采的技術(shù)。30萬t以下的礦井裝備落后、工人數(shù)量多、總體占比較大、發(fā)生安全事故的概率和事故死亡人數(shù)較多，因此也是安全生產(chǎn)工作的重點關(guān)注礦井。針對該類型的礦井采取機械化換人的方式，一方面提升裝備水平，另一方面大量減少現(xiàn)場工人的數(shù)量。

部分國有煤礦和規(guī)模較大的礦井已基本上采用了綜采等采煤技術(shù);我國產(chǎn)業(yè)規(guī)模較大的陜蒙、寧夏等西部礦區(qū)，由于規(guī)模優(yōu)勢較大、煤層賦存條件好、面臨的自然災害較少，因此大規(guī)模采用了自動化采煤技術(shù)。目前已示范應用了無人化技術(shù)的采煤方式，取得了較好的效果。這種類型的礦井宜采用自動化的技術(shù)和裝備進一步減少工人數(shù)量，提高效率和安全水平。

煤炭行業(yè)自身轉(zhuǎn)型升級的迫切需求為推動機械化換人和自動化減人奠定了堅實的基礎(chǔ)。在能源革命和經(jīng)濟發(fā)展新常態(tài)下，煤炭行業(yè)長期以來依靠數(shù)量增加、速度增長、規(guī)模擴張、價格上漲的粗放型發(fā)展模式無以為繼，必須向依靠質(zhì)量提高、效益提升、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、兩化融合、人才技術(shù)的集約型發(fā)展模式的方向進行調(diào)整。煤炭行業(yè)發(fā)展必須要轉(zhuǎn)變發(fā)展模式，推進煤炭結(jié)構(gòu)調(diào)整與轉(zhuǎn)型升級，促進煤炭生產(chǎn)向機械化、信息化、智能化和綠色開采方向發(fā)展，推進煤機裝備制造由高水平向質(zhì)量、服務(wù)型轉(zhuǎn)變。

外在環(huán)境和條件的發(fā)展趨勢，迫切需要煤炭行業(yè)推動實行機械化換人和自動化減人。隨著科技的進步，大型煤機裝備的自動化現(xiàn)代化水平得到提高，煤機裝備對周圍環(huán)境的感知能力大幅提高，各種傳感器的應用逐步能夠?qū)崟r地感知頂板的壓力、瓦斯的濃度等環(huán)境條件，并能夠進行超前預測、分析，為安全決策提供了前提條件;另一方面，自動化、信息化程度高的煤機裝備逐步減少了工人的數(shù)量，有的甚至出現(xiàn)了無人工作面，勞動人員的減少從根本上保障了煤礦的安全生產(chǎn)。當前信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應用，使得產(chǎn)品的功能設(shè)計、制造等向信息化、智能化方向發(fā)展，對采掘裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了較大的影響。

重點范圍

煤礦領(lǐng)域?qū)嵤皺C械化換人、自動化減人”的重點范圍主要有兩個方面，一是事故發(fā)生率高的危險場所，另一個是井下用人多的關(guān)鍵環(huán)節(jié)、重點部位。

根據(jù)歷年《全國煤礦事故分析報告分析》，頂板、瓦斯、水害等是我國煤礦最主要的事故因素。掘進工作面和采煤工作面是煤礦井下用人集中場所，也是發(fā)生重特大事故的主要地點，極易發(fā)生群死群傷事故。根據(jù)近5年全國煤礦事故統(tǒng)計分析，煤礦75%的較大以上事故發(fā)生在掘進工作面和采煤工作面，死亡人數(shù)占較大以上事故總死亡人數(shù)的77%。因此，將采煤工作面和掘進工作面作為機械化換人和自動化減人的實施重點，是切中煤礦安全工作要害的重要地方。

我國煤礦輔助運輸系統(tǒng)和生產(chǎn)保障系統(tǒng)是礦井中用人數(shù)量較多的場所，也是零星事故多發(fā)地帶，制約著礦井的安全生產(chǎn)工作。我國煤礦輔助運輸人員約占井下職工總數(shù)的1/3以上，有些礦甚至達50%，與國外先進產(chǎn)煤國家相比差距很大。我國綜采礦井每采百萬噸煤輔助運輸用工位800～1200人/班，是先進國家的7～10倍。傳統(tǒng)的設(shè)備搬家主要采用絞車、軌道平板車等轉(zhuǎn)接運輸方式，搬運周期一般需35～50天，搬家時間約占正常生產(chǎn)時間的20%以上，用工超過100人。時間長、人員多，且安全事故時有發(fā)生，嚴重影響礦井產(chǎn)量。我國煤礦井下膠帶運輸、變電所、泵房存在大量的值守人員，每個礦井用工規(guī)模大約在50～80人左右，因此全國煤礦井下大型固定設(shè)備、設(shè)施的安全值守用工規(guī)模較大。隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，通過建立遠程視頻和信息化系統(tǒng)的應用，能夠解放大部分的人員，對于保障井下人員安全具有重要的作用和意義。煤礦輔助運輸系統(tǒng)和生產(chǎn)保障系統(tǒng)近年來技術(shù)猛進，取得了較大的集成，具備了自動化減人的條件，因此煤礦輔助運輸部分和安全值守部分也作為本次推行自動化減人實施方案的重點地點。

實施目標和路徑

按照通知要求，專項行動通過“機械化換人、自動化減人”示范企業(yè)（礦井）建設(shè)，推動煤礦等重點行業(yè)領(lǐng)域機械化、自動化程度大幅提升，實現(xiàn)高危作業(yè)場所作業(yè)人員減少30%以上，大幅提高企業(yè)安全生產(chǎn)水平。在此前提下，煤礦領(lǐng)域的專項行動，通過先進技術(shù)和裝備的應用，在掘進工作面減少作業(yè)人員50%以上，在大中型煤礦減人50%以上，中小煤礦通過機械換人減人40%，輔助運輸系統(tǒng)減人30%，主運輸和泵站、水房等安生生產(chǎn)保障系統(tǒng)減人60%以上。

煤（巖）巷掘進機械化自動化

煤巷掘支運三位一體高效快速掘進。針對地質(zhì)條件簡單且圍巖完整穩(wěn)定的巷道，通過采用掘支運一體化控制技術(shù)，應用掘錨一體機、破碎轉(zhuǎn)載機、多臂錨桿鉆車、可彎曲膠帶機、邁步式自移機尾等成套裝備，代替單一功能的掘進機、單體錨桿機、皮帶轉(zhuǎn)載機等設(shè)備，實現(xiàn)掘進、支護、運輸平行連續(xù)作業(yè)，巷道掘進施工工序全部機械化一次完成，減少掘進工作面人員50%以上。

煤巷綜掘機快速掘進。針對一般地質(zhì)條件、圍巖完整性和穩(wěn)定性較差、需要隨掘隨支的巷道，通過采用綜合掘進機械化技術(shù)，應用綜掘機、綜掘機載錨桿鉆機、連續(xù)轉(zhuǎn)載膠帶機等成套設(shè)備，代替掘、錨、支交替作業(yè)的普通綜掘，實現(xiàn)掘進、支護、運輸?shù)陌脒B續(xù)作業(yè)，巷道掘進與支護施工全部采用機械化，減少掘進工作面人員60%以上。

巖石巷道快速掘進。針對巖石巷道堅硬的特點，應用大功率巖巷掘進機、錨桿臺車、連續(xù)運輸機等成套設(shè)備，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鉆爆法掘進技術(shù)，實現(xiàn)掘進、支護、運輸?shù)臋C械化作業(yè)，減少掘進工作面人員50%以上。

煤礦綜采工作面機械化自動化

大中型煤礦綜采工作面自動化。針對地質(zhì)條件簡單、煤層穩(wěn)定的大中型煤礦，通過采用綜采工作面智能控制技術(shù)和可視化遠程干預控制技術(shù)，應用液壓支架電液控制系統(tǒng)、智能集成供液系統(tǒng)、圖像視頻遠程跟蹤系統(tǒng)、采煤機和刮板機協(xié)同控制系統(tǒng)、遠程智能控制平臺等綜采工作面智能成套裝備，代替液壓支架手工操作閥、傳統(tǒng)采煤機刮板輸送機泵站控制系統(tǒng)等手動操作平臺，實現(xiàn)割煤、推溜、移架、運輸、除塵等工藝過程智能化，減少工作面作業(yè)人員50%以上。

中小煤礦機械化。針對地質(zhì)條件一般、采煤工藝落后的中小煤礦，通過采用綜采機械化采煤技術(shù)，應用采煤機、刮板輸送機、液壓支架、轉(zhuǎn)載機、破碎機、乳化液泵站系統(tǒng)、順槽變電開關(guān)、控制系統(tǒng)等綜采成套裝備，代替中小煤礦的炮采、普采、高檔普采等采煤工藝，實現(xiàn)中小煤礦機械化開采，提高中小煤礦安全生產(chǎn)水平，減少工作面人員40%以上。

采煤工作面端頭及巷道超前支護自動化。通過采用工作面端頭及巷道超前區(qū)域聯(lián)合支護技術(shù)，應用能夠與工作面設(shè)備同步推移的后置式端頭支架、邁步式自移超前支護系統(tǒng)、搬移式超前支護裝備等機械化、自動化設(shè)備，代替單體支柱、木垛等人工非機械化支護裝置，實現(xiàn)工作面端頭與巷道連接區(qū)安全、高效支護，減少作業(yè)人員50%以上。

綜采工作面快速搬家機械化。通過采用無軌膠輪輔助運輸快速搬家工藝技術(shù)，應用支架搬運車、鏟板式搬運車、多功能鏟運機和大功率清潔燃料運輸車等無軌膠輪輔助運輸成套裝備，代替無極繩軌道車、小絞車、軌道機車等多段分散的傳統(tǒng)搬家倒面設(shè)備，實現(xiàn)綜采工作面搬家所需人員減少50%以上。

煤礦井下輔助運輸自動化

煤礦井下無軌輔助運輸裝備系統(tǒng)。針對埋層較淺、底板穩(wěn)定的大中型現(xiàn)代化煤礦，通過采用無軌輔助運輸裝備智能化監(jiān)控系統(tǒng)，應用支架搬運車、多功能鏟運機、蓄電池動力車輛和大功率清潔燃燒運人、運料車等無軌輔助成套裝備，代替無極繩軌道車、小絞車、軌道機車等多段分散的傳統(tǒng)運輸設(shè)備，實現(xiàn)煤礦井下全工藝運輸系統(tǒng)的機械化，減少人員30%左右。

煤礦井下高效有軌輔助運輸系統(tǒng)。針對地質(zhì)條件復雜、需要升級改造的傳統(tǒng)煤礦，通過應用單軌吊車、架空乘人裝置、軌道運輸機車等有軌輔助裝備，代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工、半機械化運輸方式，實現(xiàn)煤礦井下運輸過程連續(xù)化和綜合化、驅(qū)動方式多樣化、運輸集裝箱化、轉(zhuǎn)載機械化，減少人員30%左右。

煤礦生產(chǎn)保障系統(tǒng)智能監(jiān)測控制

主運輸智能管控系統(tǒng)。通過采用智能感知、故障診斷、自動控制、信息通信技術(shù)，應用輸送機智能保護系統(tǒng)、輸送機智能調(diào)速系統(tǒng)、運輸系統(tǒng)智能集控系統(tǒng)，代替固定人員值守，實現(xiàn)主運輸系統(tǒng)的智能監(jiān)測監(jiān)控和人員巡檢，減少人員80%以上。

井下大型固定設(shè)備無人值守系統(tǒng)。通過采用智能監(jiān)測、自動控制技術(shù)和遠程監(jiān)控信息平臺，應用智能識別煤礦電網(wǎng)管理系統(tǒng)、多水平階梯式聯(lián)合排水智能監(jiān)控系統(tǒng)、中央集控平臺等為一體的礦井智能無人值守系統(tǒng)，代替人工井下現(xiàn)場值守，實現(xiàn)中央變電所、水泵房、風機房等場所的無人值守，減少原有值守系統(tǒng)工作人員數(shù)量60%以上。

煤礦安全物聯(lián)網(wǎng)。通過采用多信息融合、海量數(shù)據(jù)挖掘、嵌入式實時分析、故障診斷、信息共享等技術(shù)，應用新型傳感器、煤礦大型機電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障智能診斷系統(tǒng)、礦山物資智能儲運管控系統(tǒng)等，代替?zhèn)鞲衅鞫ㄆ谡{(diào)校、設(shè)備定期檢修、物資人工管理，實現(xiàn)設(shè)備、物資、環(huán)境等智能監(jiān)測與管理，減少人員30%以上。

編輯 ? 趙 原