投用智能化設備，裝車計量更精準

——淮北礦業(yè)集團煤炭計量與質(zhì)量檢驗一體化智能管控系統(tǒng)研發(fā)應用紀實

朱仙莊礦職工在煤質(zhì)智能管控中心控制裝車

近日，筆者來到安徽淮北礦業(yè)集團朱仙莊礦智能精準裝車計量現(xiàn)場，看到溜煤槽自動調(diào)整著角度，煤炭被均勻裝入火車車皮，監(jiān)控室內(nèi)紅色計量數(shù)字逐步變?yōu)榱?，一?jié)載重70噸的車皮不到3分鐘就完成了裝煤任務。在朱仙莊礦煤質(zhì)智能管控中心，筆者看到一個機器人正將煤炭樣品智能分撿合批、前置處理、智能存取……有序地處理著一個又一個煤炭樣品。

“這是我們研發(fā)并應用的煤炭計量與質(zhì)量檢驗一體化智能管控系統(tǒng)。該系統(tǒng)使我們加快了智慧礦山建設步伐，為企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展注入科技動能。”淮北礦業(yè)集團黨委書記、董事長方良才說。

傳統(tǒng)工藝無法滿足要求

“一直以來，煤炭裝運主要使用國鐵敞車，采用靜態(tài)軌道衡計量。原裝車系統(tǒng)為手動操作，兩股道同時裝車，作業(yè)時需要8人，其中放煤4人、計量2人、平煤2人，依靠操作人員的經(jīng)驗對火車進行定量裝載?！敝煜汕f礦供銷科主管技術員李曉陽說。

李曉陽介紹，由于整個過程需要職工憑經(jīng)驗控制，具有一定的隨機性和不確定性，裝車和計量不協(xié)同，導致裝車計量數(shù)據(jù)失真，進而產(chǎn)生計量糾紛，甚至出現(xiàn)煤炭企業(yè)效益流失問題；對裝車重量的精準度控制能力低，極易發(fā)生重車超載、虧噸現(xiàn)象，裝載不均衡出現(xiàn)偏載和集重時，易損壞車輛，對貨運列車的行駛安全和人身安全帶來重大安全隱患。同時，職工需要采集錄入列車車廂重量、車廂編號等相關信息，工作量大，生產(chǎn)效率低。

淮北礦業(yè)運銷分公司駐礦質(zhì)檢計量站站長郜業(yè)武告訴筆者，長期以來，煤礦質(zhì)量檢驗完全依賴職工進行采樣、稱量、運輸、制樣、化驗、棄樣、數(shù)據(jù)分析等操作，所使用的操作設備和分析儀器均需要獨立運行，數(shù)據(jù)需要職工分析判斷，操作環(huán)節(jié)多、周期長、人為因素影響大，再加上設備自動化程度低、管理薄弱等，已無法滿足精細化管控生產(chǎn)和市場的要求。實現(xiàn)煤炭計量與質(zhì)量檢驗一體化智能管控，成為該公司高質(zhì)量發(fā)展面臨的課題。

全流程實現(xiàn)自動化、智能化

淮北礦業(yè)集團堅持問題導向和需求導向，在充分調(diào)研論證基礎之上，加大科技創(chuàng)新投入力度，研發(fā)了煤炭智能精準裝車計量系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一套集靜態(tài)軌道衡稱重信息采集、車輛位置判斷、裝車量智能分配、給煤機控制、牽引機器人控制等于一體的閉環(huán)管理系統(tǒng)，并于2018年投入使用。裝車計量控制模塊在接受裝車指令和工況信息后，調(diào)用對應的裝車策略，按照預定方案控制各設備，完成不同車型的裝運計量，實現(xiàn)實時、精準、高效裝車計量。

“該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)裝車過程不虧噸、不超載、不偏載、不集重，杜絕了‘以煤補車損’潛虧現(xiàn)象，扭轉(zhuǎn)了人工操作計量誤差較大的被動局面，減少了貿(mào)易糾紛和勞動用工，降低了經(jīng)營成本，同時也改善了職工工作環(huán)境，降低了職工勞動強度，降低了安全風險。該系統(tǒng)的建成使用，標志著我們的鐵路裝車計量工作正式邁入智能化時代?！臂瑯I(yè)武說。

隨后，該集團成立了采制化科研攻關課題組，通過改造原有采樣機留樣裝置，新增機械手制樣系統(tǒng)、管道輸送和智能存取系統(tǒng)，實現(xiàn)采制化全流程編碼管理、人與樣品分離，構建了基于機器人的全流程智能采制化系統(tǒng)，打造出自動化程度高、符合國家標準的全流程智能采制化工作車間，提升了煤炭檢驗檢測工作的技術水平，為煤炭銷售結算提供了真實、準確、可靠的數(shù)據(jù)。

郜業(yè)武介紹，全流程智能采制化系統(tǒng)采用機器人制樣、智能化管控，以機器人、智能控制和信息化為執(zhí)行載體，完成樣品識別、感知、制備、轉(zhuǎn)運、封裝、寫碼、存儲等流程，輸出滿足標準要求的各級樣品，實現(xiàn)自感知、自判斷、自適應、自執(zhí)行的全流程智能化。制樣前，該系統(tǒng)通過自感知系統(tǒng)對樣品進行預判，根據(jù)預判結果自動選擇制樣程序，經(jīng)新型給料、破碎、定質(zhì)量縮分以及特殊物料輸送，可以解決漏煤、堵煤以及殘留混料導致的樣品污染等問題，使樣品制備過程更加客觀、準確、高效。

“這套系統(tǒng)可以連續(xù)24小時制備樣品，一天的樣品數(shù)量可超過50個，樣品處理效率較以往大幅提升。”郜業(yè)武說，“該系統(tǒng)上線以來，吸引了國家能源集團、山西焦煤集團、華電集團等企業(yè)前來參觀交流。”

減人提效更安全

2020年10月28日，在中國煤炭工業(yè)協(xié)會組織的科學技術成果專家鑒定會上，煤炭計量與質(zhì)量檢驗一體化智能管控系統(tǒng)獲得“國際領先”的評價。中國工程院院士王國法在會上表示，該系統(tǒng)是煤炭行業(yè)智能化建設的重要成果，應列入《智能化煤礦建設指南》，并推廣應用。

“放煤裝車是一項繁重的體力勞動。煤炭智能精準裝車計量系統(tǒng)使用后，我們僅需1人巡視即可。該系統(tǒng)可以自動控制稱量列車車皮總重量，如果單節(jié)車皮超過標記空重的，可以把裝車煤量智能分配到其他車皮，消除了超重隱患，還能追溯裝車全過程，真正實現(xiàn)了鐵路貨運精準稱重。”李曉陽說。

朱仙莊礦經(jīng)營負責人給筆者算了一筆賬，按照每列火車50節(jié)車皮、每節(jié)車皮節(jié)約煤炭0.4噸計算，該礦全年增加銷售收入500多萬元，全礦區(qū)每年增加銷售收入1.87億元。同時，一處礦兩條裝車線可減少工作人員6人至8人，全年節(jié)約人工成本100多萬元。

“我們通過應用煤炭計量與質(zhì)量檢驗一體化智能管控系統(tǒng)，避免了人工操作、人為干預，保證了煤炭質(zhì)量和數(shù)量的精準，既維護了企業(yè)利益，又做到了對客戶的公允，提高了企業(yè)的信譽度?！狈搅疾耪f。