为深入贯彻落实国家“四个革命、一个合作”能源安全新战略，加快推进煤炭行业供给侧结构性改革，推动智能化技术与煤炭产业融合发展，提升煤矿智能化和本质安全水平，从根本上消除事故隐患，按照《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》（发改能源〔2020〕283 号） 要求，国家能源局综合司与国家矿山安全监察局综合司联合印发《关于支持鼓励开展煤矿智能化技术装备研发与应用的通知》（国能综通煤炭〔2021〕59 号），加快煤矿智能化技术装备研发与应用，提升煤矿智能化建设水平，并正式印发了《煤矿智能化建设指南（2021 年版）》，全面构建智能感知、智能决策、自动执行的煤矿智能化体系。
陕西陕煤曹家滩矿业有限公司（简称曹家滩煤矿） 作为首批国家智能化示范矿井，始终坚持将智能化建设作为“一把手”工程，统筹推进、分步实施。树立了“全员智能化”的发展新理念，完善人才培养机制，集中优势人才力量攻克技术难题，掌握核心技术。建立公司级科技研发团队、部门级技术应用团队、区队级技能操作团队，做到智能化设备、软件操作系统、现场生产流程、员工岗位技能有机融合“四位一体”，以核心技术突破、关键装备改进、有效数据整合为重点，加强合作，加快创新，确保煤矿智能化建设持续改进、稳步提升。
曹家滩煤矿机电运输管理部所属的胶带运输队，主管矿井主运输及巷道运输输送带系统，在册人数83 名，8 名区队干部以及75 名职工，分为7 个班组，分别是：运行一班（12 人），运行二班（12 人），主斜生产检修班（6 人），大巷生产检修班（9 人），07主运巷道生产检修班（11 人），08 主运巷道生产检修班（9 人），电工班组（9 人），自2020 年10 月以来，基本实现“万米输送带”运行“零误时”，贯穿于区队3 年的关键词为安全无事故、明确责任到人、创新持续发酵、执行力高效、发展潜力十足。
曹家滩煤矿胶带运输队主管矿井煤炭输送带系统，依托于“正向引导”区队管理新思想，班组开展大胆改革与人才培养创新，提出了“76521”设备检查检修与“2+1”人才培养新模式，通过智能煤流输送带运输综合管控系统构建与工器具革命，持续创新发展机制，全力打造“输送带运输智能化、井下无人化”，树立智能矿井创新班组新标杆。
换思想 明思路
2021 年8 月6 日，曹家滩煤矿董事长提出：传统意义上的采煤、掘进、运输、通风等工作是区队长的基本职责，智能化才是根本使命，只有通过智能化才能达到减人、少人，才能推动曹家滩公司走向高质量发展。同时指出公司应该积极响应陕煤集团“争第一、创唯一”的思想，率先实现各大传统系统的智能化变革。
抛石问路 技术改革
现状与技术难题
（1） 主斜输送带
主斜输送带主要存在2 个问题：①机头存在漏煤斗堵煤和铁器杂物卡滞；②变频器室温度、电机与减速机温度等关键指标需要重点监测。
（2） 主运大巷输送带
主运大巷输送带则面临着带式输送机机头和综采工作面主运巷道输送带搭接点的煤块卡堵、水煤影响、大块和杂物的智能识别与治理的等类似问题。
（3） 综采工作面主运巷道输送带
综采工作面主运巷道输送带除了存在主斜与主运大巷输送带存在的问题之外，仍然存在以下3 点问题：①漏煤斗堆煤与剪切销脱落监测困难；②输送带不同工况下的自动张紧处理及远程管控问题；③中部驱动及机尾落煤点堆煤及驱动部位等重点区域的实时监控需要。
（4） 智能煤流、一键顺逆启停
缩短机组启、停设备时间，优化控制策略，降低启停机过程中的水、煤、油、气、电等消耗，基本解决设备的空运行和使用效率低下的问题。结合实际需要，定制开发了人员闯入、堆煤监测、异物识别、煤量监测等多项AI 功能，对井下输送带转载落煤点进行了集中监控（图1）。
关键技术
（1） 智能煤流系统管理技术
智能煤流系统主要包括智能分析与决策系统、移动智能终端信息系统，以及应用门户和系统的管理4 个部分。其中，智能分析与决策系统能够对灾难事故分析监测相关变量从而实现预警功能，同时对安全风险、生产成本、生产效能、设备和人员效能进行监测监控和详细分析，远程综合管控实际现场和监控界面如图2 所示。生产效能管控通过对矿井大数据分析，以及故障前兆的特征进行总结，形成故障特征规则库。对故障特征规则库进行实时大数据扫描，形成故障预警信息，根据故障预警信息指导维护人员对设备、系统等进行检查、维修，以预防故障、事故的发生。
（2） 智能煤流系统监测技术
主要包括系统集成技术、安全性和可靠性技术、综合信息一体化、融合分析技术和互联接口技术5个部分。利用网络技术、视频处理技术、触控技术、人机交互技术，设计了一种可视化应用方法，将原本仅支持采集信号管理的单一功能大屏幕控制软件实现全面模块化升级和重新调整配置，实时可视化远程管理界面如图3所示。
（3） 一键启停煤流系统协同控制技术
曹家滩煤矿的协同控制系统可实现井下综采工作面主运巷道、主运大巷以及主斜井的带式输送机集控运行，并且能根据输送带的煤流量合理地设置采煤机的速度，一定程度上提高整个系统的使用效率。此外，一键启停煤流系统协同控制技术能够防止主运大巷输送带超负荷运行出现故障，一定程度上提高井下煤流运输设备的利用率，为煤流运输提供安全保障。
煤流协同控制系统控制模型主要内容为：通过对需求进行分析，并通过布局各类传感器对煤流系统中各个设备运行状态进行信息收集，将分析结果和信息融合结果送至智能决策管理平台。智能决策管理平台生成决策送至控制中心，由控制中心生成控制逻辑，并将控制逻辑分解、分配以及控制执行。
煤流协同控制运输程序主要包括4 个方面：①带式输送机子程序设计（是煤流运输系统的根本，及电机的合理化启动）；②一键启停子程序设计（能减少人员操作，提高生产效率）；③智能调速子程序设计（提高能量的利用效率，达到节能的目的）；④综合保护子程序设计（系统对异常情况的处理能力，使系统具有较强的鲁棒性）。
（4） 智能煤流系统诊断与预警技术
智能煤流系统诊断与预警技术主要包括智能煤流系统中出现的故障因素界定、分析及诊断，以及对应的体系构建和采取的应对策略4 个方面。构建智能联动预警系统模型，结合物联网，大数据和云计算技术，为输送带表面特性、煤流运输速度和系统驱动不平衡等方面提供了智能化处理及应对策略。该系统全面分析了地下采矿数据，能够实现对各种灾害的动态监测，提高采矿安全性和采矿效率，同时达到早期预防和实时控制的目标，为煤矿工人提供安全的工作环境。通过AI 视频监控技术的应用，可以实现输送带跑偏监测和异物识别（图4）。
技术改革成果
（1） 集在线监测、故障预警、视频监控、能效分析为一体，构建主煤流智能管控系统监控调度中心，支持按区域或流程的协同联动，解决紧急情况下一个或多个系统的协同控制难题，提升主煤流系统运行效率；系统融合定位区域位置信息、车辆位置信息、摄像机图像等，为区域智能联动提供了可靠的决策依据。
（2） 构建预警规则库，通过大数据云平台对血缘数据进行抽取，找到数据关联，进行相关数据实时对比、历史分析，实现系统及设备故障预警，同时根据一个时间段内主煤流系统及设备异常发生的次数、异常持续的时间统计分析，以实现对预警的再分析，进一步提高预警准确度，预警规则库也对矿井开放，可实现对规则的管理。
（3） 构建能效分析与成本管控模块，通过在线监测数据及AI 视频分析，实现输送带跑偏、打滑、断裂及异物识别与预警，同时通过控制流程优化、停机时间统计及输送带空载率、轻载率计算，提高输送带运输系统设备运行效率与效益。
系统应用与效果分析
曹家滩煤矿主煤流智能管控系统建设提升了整个机组的自动化水平，实现对煤流输送机系统生产过程的少人化、数据化和实时监控，通过对矿井关联数据深度分析，降低了设备的维护成本、管理成本及设备空载、轻载率，在提高设备的使用寿命的同时，节省了大量的能源消耗。该系统取得的主要成效表现在以下3 个方面：
（1） 实现智能煤流的顺逆煤流一键启停技术，优化整个煤流系统的协同控制，实现最优的启停机操作歩序，实现对设备和系统的精准控制。精准的系统启停缩短了机组启、停设备时间，优化的控制策略降低了启停机过程中的水、煤、油、气、电等消耗。 基本解决设备的空运行和使用效率低下的问题，减少了设备的空载时间，提高了设备的使用寿命，并且节省了大量的能源，提高了能源的使用效率。
（2） 结合物联网、大数据和云计算技术，构建智能联动的监控预警系统，实现系统各输送带的起停控制及紧急闭锁、二级跑偏、输送带打滑、纵向撕裂、超温洒水、烟雾、电机故障等信号的显示、分析和报警功能。
（3） 减少井下监测与运维人员成本，增加生产效益。
设备小改小革 持续创新
曹家滩煤矿着力推动输送带运输工器具革命创新，逐步实现智能化设备、工器具替代人工操作。根据曹家滩公司2021 年11 月下发的《关于开展工器具革新竞赛活动》通知，截至2022 年3 月，运输队收集工器具小改小革创新25 项，针对输送带扣、主斜更换下托辊专用工具、机尾滑靴、主运大巷扫煤器、落煤点等新工具、新想法、新思路不断涌现，积极参加工器具革新现场推进会，全面贯彻了公司减人增效、无人则安的思想理念。曹家滩职工结合输送带实际检修需要，设计加工了自动剥带机，利用该装置在开展剥带这一工序时，可省去翻动输送带的动作，一次性完成钢丝绳上下盖残胶的清除，同时钢丝上残胶的厚度可任意控制，确保硫化强度达标，最终将剥带这一工序的效率提升近3倍，有效解决传统手动剥头劳动强度大、工作效率低下、操作误差大等问题，设备现场应用如图5所示。
人才培养 定岗定责
“76521”创新管理模式
（1）“7”是日检修计划表
日常检修依托0 点班专人巡带检查的设备存在问题、8 点班运行时检查的问题、5 类图表暴露的问题，形成日检修计划，确定检修内容、负责人、需用人数、用时、当班负责人等，现场忙而不乱、有条不紊，班后进行验收，对于没按时完成的项目需做说明，找解决办法。
（2）“6”是月检修计划表
月度检修依托日常检修存在的问题，集中人员，精心组织，统筹安排，确保全月设备安全平稳运行。
（3）“5”是5类图表
08/09 输送带带头统计汇总表：对输送带统一编号，每日利用停机检修时间安排专人进行输送带头检查，出班后将检查情况进行统计、汇总、分析，定出第2 天需要检修的带头编码，有计划地对输送带进行做头。
各部位润滑明细表：班组严格按照区队制定的润滑周期安排专人进行润滑，并将润滑情况、责任人进行登记。
各部位测温明细表：夜班巡带及早班对所有部件温度测量汇总，中班对重点关注部位测温，使检修人员能够及时掌握每台设备的运行情况，使设备问题处于萌芽状态时得到检修。
固定件、焊接件检查明细表：针对螺栓、插销固定10 天为一个周期进行检查，各焊接部位、缓冲床/条、扫煤器每日进行完好检查，定期补焊。
大部件备用情况表：所有输送带大部件备用情况详细备注（有现货、正加工、到货日期等），确保备品备件到位。
5 类图表基本涵盖了输送带的所有部位，所有的数据长时间的统计，可以有效指导日常的检修与运行，为完成全年目标任务打下了坚实的基础。
（4）“2”是2个运行班巡检查所有问题
2 个运行班组分别负责0 点班、4 点班井下系统输送带的正常运行，检修运行班负责8 点班输送带的运行及输送带的日常检修工作。解决了运行人员紧缺问题，同时补充了检修班组人员，确保了井下系统输送带的正常运行，同时使更多的人员掌握到输送带检修工艺。
（5）“1”是专人验收早班处理问题结果
每周安排1 人专门跟踪早班问题、进度与结果，促进运行与检修工作质量与效率，达到任务有跟踪、问题有结论。
“2+1”人才培养模式
每月从运行班里挑选2 名责任心强、工作态度认真、日常表现突出的职工与检修班2 名职工进行更换岗，当这2 名职工熟练掌握输送带基本检修工艺流程后再调回原运行班。提高了运行班人员的应急处置能力，4 点班、0 点班输送带运行过程中存在一般问题时，岗位人员能够第一时间进行处理，减少了设备误时，防止设备事故的扩大。将职工工种由输送带司机、输送带检修工（机修、电工） 向巡检工、集控员、输送带检修工（机修、电工、） 转变，最终达到全员检修工（机修、电工），集控员与巡检工最终由检修班委派，大幅提高了区队人员整体素质；同时采取“老带新”“队长、技术员等专场授课”等方式进行培养，由井下经验丰富的输送带司机和驱动机房岗位工共同组建输送带运输远程管控集控员；将剩余输送带司机人员向检修班分流，采取“巡检、检修轮岗”模式进行专项培养。
制定1 岗1 责，新增《胶带运输队综合值班记录》《巡检汇报记录》，修订《检查检修各项制度》，并将原有的各项记录合成《胶带运输队综合检查记录》含8 个附件（4 条输送带的带头带面检查汇总、张紧装置检查记录、制动装置检查记录、日检修计划表、月度集中检修计划表），新增《集控员安全生产岗位责任制》《集控员安全操作规程》《集控员交接班制度》《巡检工安全生产责任制》《巡检工安全操作规程》等岗位职责与安全操作规程，规范员工作业流程，保障人员安全，定岗定责制度如图6所示。
结 语
曹家滩煤矿胶带运输队班组建设全面贯彻董事长“三分在建，七分在用”的高质量发展论述，求真务实，奋勇直追集团“数字驱动，智领未来，争创一流企业”的建设浪潮，持续推进井下输送带运输“减人少人、提质增效”最终目标。2020 年以来，公司员工相互团结、相互支持、相互帮助，出色地完成各项工作要求和生产指标，通过改进工艺、降低成本、提高效率，不断精益求精，取得了过硬的成绩。2023 年，曹家滩煤矿胶带运输队班组将继续兢兢业业、任劳任怨，以公司、区队为核心，以再创辉煌为目标。
