核心閱讀 :DL2710中深孔臺車遠程遙控+自動接卸桿系統,實現了井下無人中深孔臺車打孔作業目標,成為5G技術加速融入傳統產業的示范。
唐山首鋼馬蘭莊鐵礦有限責任公司與北京安瑞斯礦山裝備有限公司合作完成的“中深孔臺車遠程控制改造項目”,實現了通過5G專網高帶寬遠程控制井下中深孔臺車的目標,按照孔深設定一鍵穿孔,并實現了自動接卸桿、自動洗孔、鉆桿自動入倉等功能。這也是國內第一家通過5G網絡對中深孔臺車進行遠程控制的項目。
唐山首鋼馬蘭莊鐵礦有限責任公司是首鋼總公司與唐山市人民政府按現代企業制度模式共同投資興辦的國有股份制礦山企業,2002年12月劃歸遷安市人民政府代管。近年來,公司致力于數字化賦能與綠色礦山建設比翼雙飛,統籌推進綠色發展。

01數字化賦能
中央經濟工作會議明確提出,著力推動高質量發展,要大力發展數字經濟。河北省確定了“2025年實現工業企業關鍵業務環節全面數字化比例達50%”的目標,唐山作為河北省歷史悠久的鋼鐵城市,與河北移動簽署了5G戰略合作協議,加速建設5G基站并取得明顯成效。依托5G網絡,加快數字經濟發展,積極推進數字技術與傳統產業的融合,在礦山領域已形成了“5G+礦山”的應用模式,運用5G賦能礦山提質增效。北京安瑞斯礦山裝備有限公司在唐山首鋼馬蘭莊鐵礦安裝實施的DL2710中深孔臺車遠程遙控+自動接卸桿系統成為其中的代表性項目之一。該系統實現了井下無人中深孔臺車打孔作業的目標,成為5G技術加速融入傳統產業的示范。
早在2021年1月,首鋼馬蘭莊鐵礦井下巷道水平-20米的位置順利開通了唐山移動的井下5G網絡,礦區實現了井下5G信號全覆蓋、融合組網、高清視頻回傳、通信等功能,由此馬蘭莊鐵礦信息交互效率提升了20%。
盡管首鋼馬蘭莊鐵礦數字化程度有了大幅提升,但在終端應用上仍存在一些問題。
原來的井下DL2710中深孔臺車雖然具有控制功能,但采用的是有線視距遙控方式,操作人員無法徹底脫離現場,存在冒頂和偏(片)幫等安全隱患,而且交接班效率低,現場噪音粉塵較大。隨著深部開采,通風系統也面臨挑戰,嚴重影響臺車司機的操作效率。因此,研發一套遠程遙控系統迫在眉睫。
針對這種情況,一直致力于智慧礦山建設的北京安瑞斯礦山裝備有限公司與唐山首鋼馬蘭莊鐵礦有限責任公司攜手攻堅,制訂了DL2710中深孔臺車遠程遙控+自動接卸桿系統設計方案。經過反復實驗,在保留之前手動作業功能并不改變原車操作習慣的前提下,同時實現了遠程遙控控制,還增加了自動裝卸桿、安全工作模式、自檢、自校準等功能,打通了數字化的“瓶頸”,實現了工藝流程的全數字化。
據了解,系統地表操作平臺通過模擬原車遙控器發出的操作指令,實現對井下臺車工作部分的手自動控制。臺車工作狀態、報警信息等數據通過5G網絡實時反饋到地表操作平臺。通過高清視頻回傳、現場聲音采集輔助司機全面掌握穿孔作業情況,增強了遠程控制系統的安全性。
自動接卸桿功能解決了傳感器耐水性較差問題,改造工程師實驗了不同類型傳感器,由光電型更換為電磁感應型,根據接卸桿實際情況,不斷調整感應距離以實現功能應用。
卸桿是實現自動接卸桿功能的關鍵。經過反復實驗,改造工程師發現鑿巖機回轉壓力在卸載成功和失敗時的數值變化可作為判斷依據,卸桿成功時鑿巖機回轉壓力大,卸桿失敗時回轉壓力小。根據這一規律,他們反復實驗找到精確的數值范圍,解決了自動接卸桿過程中的關鍵問題。
針對較深孔位作業時,渣料易堵塞情況,他們開發出自動洗孔功能,平均每5根桿進行自動洗孔動作,洗孔完畢之后繼續自動穿孔作業。
通過使用遠程控制系統,大大降低了職工的勞動強度,改善了作業環境。井下原本兩人的操作,現在一名司機在井上即可完成。中深孔臺車遠程控制系統的投入使用,提升了唐山首鋼馬蘭莊鐵礦有限責任公司單體設備智能化應用水平,解決了井下采區單體移動設備無法通信控制的難題,標志著該公司智能礦山建設又向前邁進了一步。
唐山首鋼馬蘭莊鐵礦有限責任公司圍繞智能礦山建設目標,按照“頂層設計、基礎先行、重點突破、全面接入”的建設原則不斷摸索前行,確定了以“一張網、一朵云、一個綜合管控平臺”為基礎的先行建設;以采礦、運輸、提升、排水、通風、供電、人員精確定位系統等與安全生產相關的11個自動化子系統為重點建設內容,最后將其他智能化子系統分期分批建設并全面接入,形成了較為完整的智能礦山系統建設體系,數字化賦能礦山生產。
02綠色礦山建設
一直以來,馬蘭莊鐵礦秉承“守制、務實、創新、感恩”的企業精神,以綠色開采理念為指導,堅持開采方式科學化、資源利用高效化、企業管理規范化、生產工藝環保化、礦山環境生態化的目標導向,持續推進綠色礦山建設,在礦山生態環境治理、礦產資源節約與綜合利用方面均取得顯著成效。
在礦山生態環境治理方面,唐山首鋼馬蘭莊鐵礦有限責任公司積極開展閉庫尾礦庫生態治理及老排土場綜合治理,均取得了明顯成效。
閉庫尾礦庫庫區干灘直接栽種沙棘,各壩臺覆土后栽植刺槐、火炬等喬灌木,共210萬株,成活率達到95%以上。尾礦庫環境得到了徹底改觀,昔日的沙灘變成了林蔭綠地,引來了很多小動物前來棲息,一個微型生態環境基本形成。
綠化工程。老排土場總治理面積約77.7萬平方米,道路面積約2.84萬平方米,在平臺及坡面上播撒刺槐種子或栽植耐寒、耐旱、耐濕、耐鹽堿、抗風沙、抗逆性極強的刺槐苗及爬山虎等喬灌木1430萬株。
擋土墻砌護工程。在老排土場沿路邊設置鋼絲石籠擋土墻。施工時,自行鏟運機運土7944立方米,裝載機平土方2768立方米,制作鋼筋鐵絲籠1388個,砌筑毛石1618.4立方米,擋墻總長度為414米。鋼絲石籠擋墻工程的實施,有效防止了高陡邊坡松散碎石的掉落,確保了高陡邊坡的穩定。坡腳擋墻的設置有效地穩定了整個坡體,起到了固坡腳的作用。
攔擋壩砌護工程。攔擋壩主要修建在老排土場北側靠近柳河峪村地段和西側鄰近道路地段。攔擋壩采用漿砌石結構,壩底寬4米,頂寬2米,總高度5米,外坡為直墻型,內坡傾斜。老排土場區域修建的攔擋壩總長度701米。攔擋壩工程的實施,為排土場小型滑坡、泥石流和大石滾落留設了安全保護距離。
排水工程。排水設施主要包括公路排水溝(長3224米),分別為1#和3#公路排水溝。該工程主要是在排土場頂部平臺最低點清挖出排水溝,連接到從公路內側清挖出的排水溝,將排土場匯水自上而下引到170米水平后排至排土場下游。
新時代,唐山首鋼馬蘭莊鐵礦有限責任公司樹標桿項目,積極探索數字經濟與綠色能源融合的可持續發展之路,為京津冀協同發展提供能源支撐服務。