基于智能化+標準化的煤質(zhì)管理模式研究

李 婕

（晉能控股煤業(yè)集團挖金灣煤業(yè)公司，山西 大同 037000）

2020年國家發(fā)改委等相關(guān)部門就煤礦智能化等問題發(fā)布了《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導意見》，文件中就智能技術(shù)和煤炭行業(yè)有機結(jié)合等問題提出了指導性意見。文件中指出，智能化、標準化時煤炭行業(yè)未來發(fā)展的必由之路，當前智能化技術(shù)已經(jīng)逐漸覆蓋煤炭產(chǎn)業(yè)的各個環(huán)節(jié)。對于煤炭企業(yè)來說，企業(yè)追求的最終目標是在確保質(zhì)量的前提下實現(xiàn)利潤的最大化，煤炭質(zhì)量的管控是確保企業(yè)在行業(yè)競爭中占據(jù)有利地位的關(guān)鍵因素。

本文以晉能控股煤業(yè)集團作為研究對象，該集團沿用的是三級管控方式，也就是“事前預測—事中控制—事后處理”的管控方式，將煤質(zhì)管控分為商品煤生產(chǎn)單元鏈+“三級梯度”等環(huán)節(jié)分別進行監(jiān)督，執(zhí)行人員分組稽查+煤質(zhì)管理人員定額量化積分考核的人員管理模式，該方式的優(yōu)勢在于各個管理模塊相互協(xié)調(diào)互相配合，能夠?qū)崿F(xiàn)煤質(zhì)的PDCA閉環(huán)管理，但是并未實現(xiàn)煤質(zhì)的動態(tài)管控，實際管理過程中難以及時發(fā)現(xiàn)問題，往往是在質(zhì)量問題的已經(jīng)生成后采取措施降低損失，使得管控模式整體存在被動性和滯后性。

因此應(yīng)當通過智能化程度的提升，確保煤質(zhì)管理過程的智能化、標準化的實現(xiàn)，確保煤炭產(chǎn)業(yè)所有環(huán)節(jié)的實時監(jiān)測，并且將該種管理模式和煤礦智能化體系相結(jié)合，實現(xiàn)人員調(diào)度的自動化，提升煤質(zhì)管理的智能化、標準化、透明化程度，提升企業(yè)的經(jīng)濟效益，帶動行業(yè)整體從提升發(fā)展速度向提升發(fā)展質(zhì)量轉(zhuǎn)變，形成良好的行業(yè)氛圍。

1 傳統(tǒng)煤質(zhì)管理模式分析

煤質(zhì)管理工作的主要管理內(nèi)容包括：煤質(zhì)預測、現(xiàn)場考察、質(zhì)量檢驗、定時抽查以及報告撰寫、事故應(yīng)急預案等。此外每條商品煤生產(chǎn)單元鏈安排一名煤質(zhì)管理人員進行監(jiān)管，主要工作包括煤質(zhì)管理方案優(yōu)化、及時處理管理過程中出現(xiàn)的問題以及確保煤質(zhì)管控工作同煤礦開采工作的適應(yīng)性。為了實現(xiàn)煤質(zhì)管控過程的優(yōu)化，可以制定一套統(tǒng)一科學合理的管控制度，確保礦井和選煤廠制度的協(xié)調(diào)性和統(tǒng)一性，提升煤質(zhì)管控工作的效率。執(zhí)行單元鏈分組的人員管理模式。將整個單元鏈分為各個管理環(huán)節(jié)，明確責任劃分，每個環(huán)節(jié)安排不同的管理人員進行集中管理，將具體任務(wù)明確劃分到個人，確保管理者能夠?qū)⑷蝿?wù)落實到位，提升煤質(zhì)管理工作的效率和監(jiān)督效果。采取“三級梯度”煤質(zhì)措施分解管理模式。將煤炭企業(yè)的年度計劃進行細化，依次制定月度重點工作、每周重點工作以及每日重點工作，實現(xiàn)戰(zhàn)略目標的細化，通過反饋調(diào)節(jié)的方式實現(xiàn)了煤質(zhì)管控的閉環(huán)管理。但是這一管控方式并未實現(xiàn)煤質(zhì)的動態(tài)管控，實際管理過程中難以及時發(fā)現(xiàn)問題，往往是在質(zhì)量問題的已經(jīng)生成后采取措施降低損失，使得管控模式整體存在被動性和滯后性[1]。

2 智能化+標準化煤質(zhì)管理模式

智能化的管理模式能夠做到“事前預測—事中控制—事后處理”，通過事前提前預測的方式進行防控、事中及時控制的方式進行調(diào)節(jié)、事后及時處理的方式進行止損，配合信息反饋系統(tǒng)的輔助工作，實現(xiàn)了煤質(zhì)管控的動態(tài)控制。建立完善智能化煤礦、智能化選煤廠，和科學合理的管控模式相結(jié)合，切實提升煤質(zhì)管理的標準化和智能化程度。智能化煤質(zhì)管理的主要組成部分包括：由精密傳感技術(shù)、智能檢測技術(shù)、故障診斷機器人組成的控制系統(tǒng)；由煤質(zhì)參數(shù)傳遞交互技術(shù)、煤炭水分監(jiān)測技術(shù)、灰分監(jiān)測技術(shù)、硫分監(jiān)測技術(shù)組成的煤質(zhì)自動化采制化系統(tǒng)，通過信息反饋技術(shù)進行輔助調(diào)節(jié)，實現(xiàn)煤質(zhì)的動態(tài)管控。

2.1 事前預測預報

完善的煤質(zhì)預測系統(tǒng)是事前預測準確可靠的基礎(chǔ)，預測系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)的功能包括:煤炭質(zhì)量的事前預測、質(zhì)量評價指標的制定、相關(guān)參數(shù)的實時監(jiān)測、管理方案的執(zhí)行、采集數(shù)據(jù)的處理以及結(jié)果的反饋等。將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入煤質(zhì)管控工作中，能夠提升煤質(zhì)管控各部門間的執(zhí)行效率和信息傳遞速率，確保管理者能夠及時獲取煤質(zhì)相關(guān)信息并進行相應(yīng)調(diào)整，提升了煤質(zhì)管控工作的效率和可靠性，充分發(fā)揮煤質(zhì)管控工作對生產(chǎn)過程的指導作用。通過當前煤礦的鉆孔測試數(shù)據(jù)以及綜采工作面數(shù)據(jù)建立井田、煤層、盤區(qū)三維立體煤質(zhì)預測模型和綜采工作面三維立體煤質(zhì)預測模型，實現(xiàn)整個開采過程中煤質(zhì)的實時預測；通過圖表處理的方式，將當前開采狀態(tài)下煤質(zhì)的預測結(jié)果轉(zhuǎn)化為圖表的形式進行顯示，實現(xiàn)礦井原煤實時預測預報；結(jié)合圖表的相關(guān)數(shù)據(jù)和當前生產(chǎn)過程的實際情況制定出相應(yīng)的煤質(zhì)評價指標以及礦井生產(chǎn)計劃[2]。

2.2 事中過程控制

綜采工作面配置檢查機器人，實現(xiàn)截割過程中回采高度、煤層情況、圍巖參數(shù)、頂板狀態(tài)的實時監(jiān)測，配合截割預警、采高預警、曲線圖繪制等模塊，確保煤炭質(zhì)量的實時監(jiān)測，控制系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)測結(jié)果實現(xiàn)智能決策并向末端執(zhí)行系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的控制信號，提升了煤質(zhì)管控的智能化程度。此外可以攝像頭等輔助手段實現(xiàn)監(jiān)測功能，例如在選煤廠裝車運輸膠帶處設(shè)置高清攝像頭，通過攝像頭實現(xiàn)原煤外水參數(shù)的實時監(jiān)測；選煤廠裝車運輸膠帶上設(shè)置探測儀+高強度電磁除鐵器，將原煤中的金屬雜質(zhì)進行去除，提升了后續(xù)設(shè)備工作的安全性和可靠性；在帶式輸送機上集成高精度電子秤，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)煤速率的實時監(jiān)測；綜合分析當前市價、監(jiān)測數(shù)據(jù)以及生產(chǎn)分選工藝，選取最優(yōu)的生產(chǎn)分選策略提升分選效率；模擬運輸環(huán)節(jié)的安檢系統(tǒng)，對分選后的煤炭進行檢測，確保煤質(zhì)問題能夠及時發(fā)現(xiàn)和處理；相關(guān)監(jiān)督管理人員配備有專用的檢測設(shè)備和礦用智能手機，在檢測過程中能夠?qū)⑾嚓P(guān)信息記錄在“煤質(zhì)預測現(xiàn)場管理信息系統(tǒng)”中。此外該系統(tǒng)還包含煤質(zhì)措施制定和指令下達模塊，管理人員能夠?qū)τ诎l(fā)現(xiàn)的問題及時下達整改意見并將改進結(jié)果登記在績效考核系統(tǒng)中，制定合理的賞罰措施同考核制度相結(jié)合，能夠在提升煤質(zhì)管控效率的同時提升員工工作的積極性。

2.3 全過程煤質(zhì)信息監(jiān)測及反饋

煤質(zhì)預測管理系統(tǒng)通過對煤質(zhì)的實時監(jiān)測，將監(jiān)測結(jié)果輸入煤質(zhì)信息反饋模塊，通過反饋通道將管理過程中的煤質(zhì)信息及時向礦井、選煤廠、煤質(zhì)檢測室以及相關(guān)職能部門及時反饋；管理者能夠在系統(tǒng)中的“煤質(zhì)分析”、“煤質(zhì)指標分析”等模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，并根據(jù)相關(guān)要求生成煤質(zhì)報表以及數(shù)據(jù)分析圖表等；確?；曳直O(jiān)測、水分監(jiān)測、硫分監(jiān)測等模塊集中在信息管理系統(tǒng)中，實現(xiàn)煤質(zhì)參數(shù)的快速集成和反饋；在系統(tǒng)中集成煤質(zhì)效益測算模塊，根據(jù)當前的煤質(zhì)監(jiān)測參數(shù)以及公司的生產(chǎn)分選方式對公司效益進行預測，得出效益曲線圖。

2.4 標準化建設(shè)

企業(yè)的煤質(zhì)管理標準應(yīng)當以公司內(nèi)部成型的管理方案為依據(jù)，在此基礎(chǔ)上融入煤質(zhì)管理的相關(guān)內(nèi)容，包括綜采工作面原煤質(zhì)量標準、商品煤質(zhì)量標準、分選質(zhì)量標準以及商品煤效益標準等。定期進行檢查，對于煤質(zhì)管控過程中發(fā)現(xiàn)的問題及時進行分析總結(jié)，根據(jù)當前存在的不足對煤質(zhì)管控標準及性能調(diào)節(jié)，切實提升智能化管理的管理質(zhì)量和效率[3]。

當前的管理模式具有智能化、標準化、透明化、效益最大化等優(yōu)勢。不僅克服了傳統(tǒng)管理模式難以實現(xiàn)的動態(tài)管控等問題，也滿足了綠色、環(huán)保、清潔、高附加值的煤市場發(fā)展趨勢。智能化+標準化煤質(zhì)管理模式總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 智能化+標準化煤質(zhì)管理模式總體架構(gòu)

2.5 基于數(shù)字孿生技術(shù)的智能化+標準化煤質(zhì)管理

在現(xiàn)有的煤質(zhì)標準化管理體系的基礎(chǔ)上，將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展的產(chǎn)物與之融合，提升煤質(zhì)管控的信息化和數(shù)據(jù)可視化程度。通過物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，能夠?qū)z測過程中的數(shù)據(jù)進行實時處理和分析，給出相關(guān)的分析結(jié)果直到煤質(zhì)管控方案的調(diào)整；通過數(shù)字孿生技術(shù)對礦山模型進行對象孿生、過程孿生以及性能孿生，實現(xiàn)了煤質(zhì)管理的數(shù)據(jù)可視化，使得管理過程更加直觀、調(diào)節(jié)方案更加有效[4]。

3 智能化+標準化煤質(zhì)管理組織機構(gòu)配置研究

根據(jù)管理組織的機構(gòu)配置和管理要求進行人員配置，配置如下:經(jīng)理1人，主要工作是確保煤質(zhì)管理工作的順利進行和日常管控；煤質(zhì)調(diào)度副經(jīng)理1人，主要工作是確保各個調(diào)度模塊的工作協(xié)調(diào)進行；煤質(zhì)檢查副經(jīng)理1人，主要工作是對煤質(zhì)工作進行監(jiān)督反饋，對于出現(xiàn)的問題進行整改意見下達和后續(xù)監(jiān)督執(zhí)行；礦井煤質(zhì)調(diào)度員2人，主要工作是確保井下煤質(zhì)管理工作相互間的協(xié)調(diào)；分選煤質(zhì)調(diào)度員2人，主要工作是監(jiān)督井下的煤質(zhì)分選工作；煤質(zhì)考核管理員2人，主要工作是負責煤質(zhì)管理人員績效考核標準的制定、激勵制度的制定以及考核結(jié)果的記錄反饋；創(chuàng)新創(chuàng)效管理員1人，主要對煤質(zhì)管控工作中的創(chuàng)新創(chuàng)效方案進行調(diào)查評價[5]。

4 結(jié)論

（1）實現(xiàn)了煤炭產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)的實時監(jiān)測。

（2）通過煤質(zhì)管理信息系統(tǒng)切實提升了煤質(zhì)管控的效率和質(zhì)量，實現(xiàn)煤質(zhì)提質(zhì)增效最大化的目標。

（3）提升了煤質(zhì)管控工作的智能化和標準化程度，大大降低了操作人員的勞動強度，促進了公司從高速發(fā)展向高質(zhì)量發(fā)展的轉(zhuǎn)變，推動了煤礦整體智能化發(fā)展的進程。

（4）實現(xiàn)定制化生產(chǎn)體系下的綠色、環(huán)保、清潔、高附加值的煤市場供應(yīng)，顯著提升了公司的經(jīng)濟效益，在市場競爭中占據(jù)主動。