陕西小保当矿业有限公司成立于2009年4月,注册资本17.14亿元人民币。公司现在存在股东四家,分别是陕西煤业股份有限公司(持股55%)、陕西省煤田地质集团有限公司(持股28%)、榆林市财金投资管理公司(持股7.03%)、神木市国有资本投资运营集团有限公司(持股9.97%)。
公司组织架构由两个层级构成,机关设12个职能部室,下属一号煤矿、二号煤矿及5个辅助中心。公司在册员工2023人,平均岁数29岁,大专及以上学历占比90%,其中全日制研究生84人。
公司位于陕西榆林神木,地处毛乌素沙漠边缘,井田位于榆神矿区三期规划区,面积220平方公里。公司依照“一公司两矿”的模式建设,一、二号煤矿核定产能分别为2000万吨/年和1300万吨/年,先后于2020年6月、2022年2月通过竣工验收,进入生产矿井序列。两矿井下生产系统相互独立,地面设施共用
小保当公司井下4G矿用无线网络与地面企业网以及地面无线网络已实现相互连通。井下采用的是KT28D型号的4G无线通信系统,系统最低容量200台,目前两矿井下各安装81台基站,每台基站覆盖距离600米,满足无线通信要求;地面办公区无线WiFi网络覆盖范围为一、二号食堂、行政办公楼、探亲接待中心、文体中心以及安培中心,采用Wifi6协议实现通信。
小保当公司5G井上覆盖工程为保证办公区以及生活区室内外全覆盖,采用室外宏站与室内分布系统相结合的建设方式,地面共建设了11套5G宏站和37个室分。两矿井下各建设有一套的5G专网的小型核心网(增强型MEC)、10万兆环网、小型核心网网管和中兴通讯5G无线基站等设备组成;实现了中央变电所、中央水泵房、1—1盘区变电所、2—2盘区变电所、2—2盘区水仓、胶运大巷机头5G网络覆盖
通过统一的I/O采集服务,获取各子系统实时数据,实现对“采、掘、机、运、通”等主要生产环节、环境安全、人员位置等安全生产实时信息的集成;
通过组态工具,绘制各系统图形界面,并在图形界面中配置控制功能,实现子系统实时数据的可视化展示及设备控制;
通过平台事件联动配置功能,实现联动功能配置简洁化,方便各系统间联动配置的添加与维护
小保当公司分两期建设了数据中心,采用私有云建设方案,具备5210vCPU、1293T存储资源,与华为云统一架构,统一业务体验,构建统一的自主可控云基础设施,提供计算、存储、网络、安全、数据库等丰富的云服务,为部署在云资源上的业务系统提供两大智能服务,一部分为各应用场景所需的视频流智能分析和数据对接、数据治理工具;另一部分为各业务系统提供部署环境及安全防护,为各业务系统提供部署环境及安全防护。目前,大部分地面系统和井下系统全部部署于数据底座(HCSO),华为云平台目前已经为多个子系统创建发放了254台虚拟机,支撑智能矿山业务系统的正常运行,满足小保当公司各类生产系统的大数据、人工智能、系统集成等算力和存储需求
公司具有完善的网络安全防护功能,实现专网与外网、控制网与管理网的隔离,网络防火墙具备网络入侵监测功能,主要系统满足网络安全等级保护二级要求;针对重要的三级系统,包括工业私有云、安全生产多场景融合协同管控中心、综合调度通信系统、智能综合管控等平台系统具备主动防御、可信验证、攻击检测功能,满足网络安全等级保护三级要求
公司搭建了“1+1+7+34+X”(一个数据底座、一个智慧园区平台、7大子系统34个功能点、4个智慧应用)的智慧园区经营管理体系,让员工虽远在沙漠亦能享受品味生活,目前已实现以下主要功能:
①运营中心:提供整体态势、人员态势、车辆态势、安防态势统计功能。系统将视频监控系统、闸机系统、访客系统等相关系统等信息进行整合,立体呈现园区的安全、人员、车辆事件整体情况。
②视频监控:布置了1600多个高清AI识别摄像机,实现了园区公共区域全覆盖;可制定巡逻计划,通过调用巡逻路线上摄像机的监控视频代替现场巡逻,并为智慧安防、消防提供技术支撑。
③人车布控:可对指定的人员或车辆进行布控,通过人脸、车牌识别,对已知对象或其他可疑对象进行布控,发现异常时,推送告警消息到告警中心,安保人员统一处理;并支持人员轨迹检索查询。
④告警中心:统一展示智慧矿区告警,并支持告警联动及下发任务处理;并支持接入消防告警,并将消防告警下发消防应急系统来进行应急处理。
⑤联动管理:支持对已接入的告警进行联动规则配置,管理员可根据设备或告警事件配置相对应的告警执行动作,如:告警联动抓拍、抓录,一键开关闸等。
⑥访客管理:提供访客预约、受访人审批功能,审批通过后,访客即可按预约时间通行矿区。
⑦移动APP:可通过移动APP实现任务处理,电子巡逻,并支持在巡逻过程中发现异常上报告警,也可通过手机查看摄像机实时视频和录像。
⑧一卡通及智慧食堂:矿区闸机、宿舍门锁、餐厅刷卡实现了一卡通。智慧食堂实现刷脸就餐、饭菜健康配比、健康情况定制餐等贴近员工生活的智慧功能。
⑨健康小屋:健康小屋具有设备自助操作语音指导,多种形式的体检报告打印,体检数据的统计分析、电子健康档案的存储等功能
融合了矿井43类安全子系统,建立了285个安全数据表,解决了生产的全部过程中管控环节分散脱节、监测数据利用率低、缺乏统一安全管控等问题,系统基于统一的数据规范,打破了信息孤岛,并通过构建安全态势评估指标体系和灾害分级预警模型,实现在线监测预警、研判分析、信息发布及联动处置等功能。
平台自运行以来实现了数据共享和协作联动,年均发出了2116条预警信息,生成了230份灾害风险评估报告,安全管理从整体上实现了由传统的被动事中事后管理向实时管理转变。
智能安全预控系统为每一位员工建立了个人安全行为账户,为安全作出贡献的积正积分,当班出现隐患及“三违”的对责任人记负积分,通过正负积分形成一人一本“安全账”进行月度、年度考核排名,年均累计兑现奖励745万元,三违处罚22.5万元;同时,该系统还建立了安全风险分级管控、事故隐患排查治理、“三违”管理、干部走动管理、动态“安全码”管理等模块,为矿井安全保驾护航。
小保当一、二号煤矿“千眼”视频智能安全监控系统均已完成建设,覆盖井下主要生产场所及巷道,系统具备人员跨越皮带、井下重要硐室人脸识别、睡岗检测、主煤流运输系统状态监测、采掘工作面人员数量超限识别等共计22种136个AI识别场景,准确率可达90%以上,年均发出预警18029条,处理误预警2155条,有效处理15874条。
构建了全矿井透明地质保障系统,集成了全矿井7个大组地层、9个煤层、12条断层、102个钻孔、6个采空积水区、22个油气井场、31个地面海子和15个瞬变电磁低阻异常区等三维地震、瞬变电磁数据,结合矿井生产揭露情况实时动态更新三维地质体模型,云同步及响应时间小于 0.5秒,在修正地质模型的基础上为采掘设备提供截割规划参数,精度误差在0.2m以内,系统利用大数据分析功能,实现了采掘工作面周边任意距离范围内各类隐蔽致灾因素的预测预警功能,系统为管控平台、智能通风、巡检机器人、辅助运输等8个智能化子系统提供地质模型及GIS空间数据,模型精度完全满足需要并实现了全矿井GIS数据的统一标准化与应用,为矿井安全管理、减员提效、智能决策提供依据。
智能通风系统建成了以矿井全自动测风、通风智能决策分析等系统为核心技术群的管控系统,主要建设了6套自动风门、4套自动风窗、24套测风装置、1套主扇智能控制管理系统、1套局扇智能控制管理系统以及通风管理软件平台。实现了主通风机“一键切换”、全矿井“实时测阻”“一键测风”“一键算风”等功能。
公司累计建成智能化综采工作面10个,其中一号煤矿8个,二号煤矿5个,智能化累计投资2.36亿元,工作面自动化率为95.98%、远程干预率为10.09%、人工干预率为2.77%,采煤机自动化率为98.5%、人工干预率为1.9%,综合自动化率保持在97.03%以上,年均单面产量由950万吨提高至1350万吨,生产班作业平均人数由14人减少至8人,回采工效从423.35吨/工提高至601.6吨/工。
公司累计建成智能化掘进工作面27个,其中一号煤矿16个,二号煤矿11个,智能化累计投资2.36亿元,生产班作业人数由16人减至13人,矿井综合单进从286m提高至958m,掘进工效由0.09米/工提高至0.29米/工。
建成的井下“滴滴打车”(智能辅助运输管理)系统及副斜井高分子纳米吸能材料的防跑车系统,实现了车辆安全状态监测、司机不安全行为识别、车辆失速保护等功能;同时具备里程精准计算、车辆综合调度等功能,车辆运营费用由3.61元/吨降至1.80元/吨。
井下变电所均实现数据自动采集与智能分析,远程漏试、智能化“五防”、火灾预警联动;建立了中央水泵房一盘区水仓-工作面水仓的三级智能排水集控系统,主要供排水系统实现全方位感知、智能调控、自动稳压、水质监测,工作面排水系统实现自动排水和地面分控远程接管双重管控,改变了传统排水工巡检工作模式,供电及供排水系统分别减少岗位工18人和38人。(合计减少56人)
智能化火车装车系统实现了混编火车智能识别与无人装车,42秒内可完成一节车厢装煤,装完一列火车仅需45分钟左右,单日装车最高25列,9.07万吨;智能化汽车装车系统实现了线上预约、无人装车、无人计重,合计减少岗位工12人。
建设了智能无人立体仓库,实现了物资从入库到出库的全过程无人化作业,同时平台还能够对领取设备做全流程跟踪,对库存不足的物资进行预警提醒,仓管人员减少了18人。
设备信息管理--设备资产编码规范--购置管理--设备使用管理--设备运维检修管理--设备调拨--设备报废
总览监视--智能预警--大数据模型与机理模型建设--知识库--智能化分析
一是查清了小保当一号煤矿含(隔)水层基本发育特征和水力联系,揭示了试采面采动导水裂隙带空间发育特征和地表移动变形规律,发布了“综采工作面采动对地下水资源的影响监测方法”团体标准;
二是揭示了风化基岩含水层水位“先下降后恢复”和潜水含水层水位“先下降后回升”的动态变化规律,明晰了采动“覆岩一地下水”耦合损伤机制,揭示了中深埋煤层开采含水层损害规律及导水裂隙带之上保护层厚度大小与含水层地下水损害程度的关系;
三是提出了中深埋煤层开采保水采煤类型划分新方案和预测新方法,解决了综采工作面采动地下水影响程度评价预测的技术难题;提出了适用于中深埋厚煤层开采的水资源保护和生态环境修复关键技术,为实现保水保生态开采提供了关键技术支撑。
一是地热能的成功开发进一步了解本区域地热地质参数,通过换热试验获取井下换热量,监测地温场的变化,了解了该区地热地质条件,包括热储及盖层分布、热储岩性、深度、厚度、富水性等,获取地层温度变化特征为后续地热资源开发提供相关依据,评价了地热井持续换热的稳定性并为矿区供热。
二是系统正常运行,使用户得到满足侧供热温度负荷。每天可制备374吨生活热水,全年360天直接电费为80万元;应用煤粉锅炉供洗浴热水,全年运行360天的燃煤费用约为176万元(不包含运行电费),与燃粉锅炉相比,地热能供热系统年运行的成本比煤粉锅炉节约96万元。
三是地热清洁能源年可节约1320吨标煤,减排二氧化碳排放3459吨,减排二氧化硫排放11.2吨,减排氮氧化物排放9.8吨,减排废渣132吨。
一是建成国内目前规模最大煤矸石浆体充填系统,矸石解决能力大于200万吨/年,建成了7.8公里全国最长煤矸石浆体运输管道,通过对管道内料浆沉降特性及管道出入口压差、阻力、管道截面速度的规律分析,确定了矸石料浆最优质量浓度和管道内合理流动速度,攻克了矸石浆长距离管道运输难题。
二是项目运用两次定向及多级套管等工艺,解决了有限垂深内大水平位移条件下的高质量成井问题,创造了采空区地层中定向钻孔的成功案例,实现了项目工程施工区定向钻水平位移不小于95m的设计目标。
三是项目每年减少约4公顷矸石堆放用地,同时每年节约污水处理费用400万元,煤矸石外运费用5000万元,环境保护费1000万元,并同步减少土地塌陷补偿、水资源破坏补偿、水土流失破坏补偿、水土污染补偿及大气污染补偿等费用
树立“四化”建设是企业“降本增效”的有效路径,加大关键核心技术攻关力度,实现生产少人化,提升安全生产保障能力,提升煤矿智能化水平,增强公司核心竞争力。
按照陕西煤业工作要求,做好智能化系统常态化运行考核,解决项目建设遇到的难点问题;从严完成智能化项目竣工验收。
对标行业、国内先进经验,形成适合公司实际的、操作性强的、技术领先的智能化建设成果。
加强与高等院校、科研院所、高新技术企业交流合作,开展多层级、多维度、多专业的人员培训,引进和培养具备煤炭开采、信息技术、管理知识的复合型人才,逐年提升智能化技术人员比例,打造一支专业方面技术过硬、富有创新精神的智能化人才队伍
自2019年3月小保当企业成立智慧矿山建设室、全方面推进智慧矿山建设以来,历经六年的探索与挑战,取得了显著成效:
2023年,全体小保当人顽强拼搏、务实创新,各项生产经营指标实现了“三升一平一降”,原煤产量、销量、掘进进尺分别较去年同期提高10%,总利润与2022年基本持平,吨煤成本较去年降低10%,工业产值达到194亿元,保持了稳中有进、进中向好的发展态势。
公司建成的中厚煤层450m超长工作面、厚煤层400m柔性生产系统、护盾式掘进机器人系统均为行业首创,刷新了多项同等地质条件下的生产纪录,为解决行业难题提供了“小保当解决方案”。
公司为打造绿色矿山,在保水采煤、煤矸石处置、地热能应用等方面取得了很明显的成效,一、二号煤矿取得了陕西省绿色矿山创建库的荣誉。
公司以“满足一流生活需求”为己任,围绕职工衣食住行,连续三年开展“十大民生工程”,让职工感受到“家的温暖”
“衣”:开设矿区干洗店,为职工配备统一工装,推行工衣入柜、衣物送洗、缝补等服务,增设智能灯柜、烘靴房,让职工体面工作快乐生活。
“食”:打造涵盖档口式、点餐式、自助式、宴会式等多形式智慧食堂,推出火锅店、音乐烤吧、甜品驿站、食堂等特色档口,让职工享受“舌尖上”的幸福!
“住”:实现“一人一室”星级公寓住宿,配备自动售卖机、擦鞋机等便民设施,打造舒适便捷生活
“行”:投运新能源充电桩、自助洗车房,配备矿区清扫机器人、智能配送车等,每日开放2班通勤车,打通回家的“最后一公里”
充分运用数智化技术,为企业高水平质量的发展提供能力支撑。一是配合陕西煤业在产业层面年底前打通业务信息。二是对标行业先进,全方面推进数智化系统与管理和业务的充分融合,分析总结“四化”建设对企业经营效益、灾害治理、安全管理、生产组织支撑能力的做法和经验,报送陕西煤业。
按照集团公司降本增效工作要求,不断健全数智化系统功能,促进企业管理能力稳步提高。一是配合陕西煤业完善数据中台功能,为降本增效提供数据支撑;二是配合优化“三网一平台”系统功能,全力推动全面预算和成本核算及时准确;三是研究制定与智能化相适配的劳动组织办法,发挥智能化装备和系统的应用成效,努力提升全员工效,为稳定煤炭产能和提升企业安全管理、经营管理上的水准提供坚强保障