科技兴煤路上的创新先锋——潞安集团王庄煤矿副矿长赵学雷

2013-01-22

博士、高级工程师，从这样的学位与职称上不难判断潞安集团王庄煤矿机电副矿长赵学雷是一位学者型的领导者。

赵学雷出生于1967年，二十多年的矿山生涯，二十多年的摸爬滚打，他始终工作在矿山的机电战线，从一个普通的机修厂技术员，到副厂长、厂长，机电副总工程师、机电中心主任，特别是2007年，赵学雷担任王庄煤矿机电副矿长后，积极发扬王庄煤矿科技强矿的优良传统，坚持自主创新、科技攻关，不断提高矿井装备水平，确定了“系统推进、多维推进、关键突破”的总体思路，在煤矿采掘装备研制及自动化控制关键技术方面取得了骄人的成绩，成为公认的科技创新急先锋，他用自己熟练的专业知识，用对矿山无限的热爱之情，书写了一段数字化矿山建设的新篇章。

一、潜心攻克掘进难关，实现矿井采掘的配套推进

作为一个四十六年的老矿井，王庄煤矿多年来受诸多客观因素影响，掘进的发展相对滞后于综采技术。为实现矿井采掘的配套实施，赵学雷带领机电系统的干部职工，把掘进技术攻克作为了主攻方向，不懈追求终于实现了六大突破。

——研发了悬臂式EBZ-150C自动化掘进机。该掘进机将嵌入式计算机与可编程控制器相结合，远程遥控掘进机完成所有实时动作。同时在掘进机各伸缩部位加装直线位移传感器，实现了对掘进机截割部的位置检测，将断面形状信息及截割轨迹以程序的方式输入到计算机与PLC中，使截割部按照预设的截割轨迹完成断面截割及成型，实现了掘进机定位自动截割功能。该项目获国家煤炭工业科学技术一等奖、省科技进步二等奖。

——煤巷自动化快速掘进自动纠偏与煤岩识别技术研究取得重大突破。掘进自动纠偏与煤岩识别技术是制约井下快速掘进、自动化掘进的国际性难题。赵学雷带领课题组，通过理论分析、实验研究、工业性试验和现场实测相结合的研究方法，研制了具备自动纠偏控制系统和煤岩识别装置的EBZ-150D悬臂式掘进机。该掘进机在EBZ-150C自动化掘进机的研发基础上，创新性地采用了信息融合、三维电子罗盘定位、位姿检测、电液比例控制等技术，具备了煤岩识别、自动纠偏、自动截割、掘进机故障自诊断、整机维护保养提示、操作事件及历史故障记录、可视化远程遥控等功能，成功实现了煤巷自动化快速掘进自动纠偏与煤岩识别。该掘进机在王庄煤矿6207风巷和434l风巷掘进工作面试验期间，平均月进670米，掘进机位姿保持稳定，煤岩识别准确，极大地保证了掘进工效和巷道成形质量。该项目获国家煤炭工业科学技术三等奖、省科技进步二等奖。

——掘锚一体机的研究与应用取得技术突破。随着锚杆支护技术的快速发展,掘锚一体化技术已成为建设高产高效矿井的关键。赵学雷带领王庄矿课题组，自2005年以来，先后开展了EBJ-120掘锚一体机、EBZ-150C掘锚一体机、EBZ-150D掘锚一体机、EBZ-160掘锚一体机的研究与应用。在支护锚杆打设过程中，掘锚一体机依靠自身液压系统提供动力，不受盘区风压限制，钻臂动力大，打设锚杆速度快，且无需人工抬运钻机，实现了超前支护的机械化，大大降低了工人的劳动强度。

——引进开发了矿用掘进湿式离心风幕除尘系统。该系统一方面利用风幕原理，将粉尘密闭在工作面窝头，另一方面利用离心湿式除尘工作原理，将密闭在工作面窝头的粉尘净化，取得了良好的除尘效果，除尘率达到95%。该产品获得了国家实用新型专利 ，在潞安集团进行了规模化生产和产业化推广。

——自主研发了掘进机随机电缆自动伸缩装置。该装置通过皮带机尾安装的牵引臂，将电缆滑移轨道固定在皮带机尾上方，同时掘进机随机电缆整体固定在轨道电缆卡上，当掘进机前进时，电缆拖动轨道滑轮随之移动延伸，掘进机后退时则相应收缩折叠，电缆延伸可达12米以上，真正实现了掘进机随机电缆的自动伸缩和无人看护，满足了掘进作业安全高效的生产需要。

——实现了掘进工作面系统的自动化集成。该自动化系统集成采用三级网络结构，各子系统通过井下千兆以太环网传输平台，利用成熟的信息与控制技术进行系统集成，实现了安全生产调度指挥中心和矿局域网对工作面整个生产、保障系统的自动监控；特别在外运设备上装设了自动化监控系统，实现了顶板离层、锚杆和锚索载荷的在线监测；同时投运了KJ85型煤矿供电远程测控系统，利用工作面安设的瓦斯传感器、粉尘浓度传感器和风机开停传感器，形成了一套先进完善、安全高效的掘进工作面自动化集成系统。

煤矿掘锚一体化掘进机及其自动控制关键技术在王庄矿得到推广应用，改善了掘进作业环境，掘进工效大幅提高。2007～2009年三年增加效益9306.14万元，节支692万元。该项技术还在潞安集团漳村矿、屯留矿和常村矿、川煤集团龙滩矿得到应用。

二、坚持依托科技进步，全力推进矿井科技大发展

在攻克掘进薄弱点技术的同时，赵学雷发扬王庄矿科技强矿的优良传统，攻坚克难，先后完成了七大技术的完善和五大科技创新成果的推广应用，全面推进了矿山科技的发展。

——七大技术完善：（1）建成了“三网一平台”安全生产综合信息化管理平台，建立了统一数据仓库，实现了对全矿各子系统的“管控一体化、集中显示、实时监测”，实现了信息共享和远程控制。（2）建成了井下无线通信系统。该系统覆盖了全矿生产生活区域，形成了一个完整的井上下通讯网络系统，实现了煤矿安全生产的快速调度指挥，提高了对生产突发事件的应急能力。（3）完成了工业电视系统的改造，实现了井上下工业电视系统视频信号的数字化传输，形成了视频、语音、数据“三网合一、同网传输”的一体化管控平台。（4）建成了无人值守自动化主排水泵房。（5）完成了主运输皮带集中控制系统改造。（6）建设了井下及地面变电所电力集中调度控制中心，实现了井下供电的无人化值守，提升了地面供电系统的管理水平。（7）完成了井下人员跟踪定位考勤系统的升级改造。升级后的人员跟踪定位系统具有双向呼叫功能，工人能直接发出求救和报警信息；矿生产调度室可以直接对入井人员进行考勤和实时区域跟踪定位，发生灾害时，调度室立即从监控计算机上查询事故现场的人员位置分布情况、被困人员数量、遇险人员撤退线路等信息，在第一时间发布撤离信号。同时在井口安装了人脸识别考勤系统，将考勤与定位功能合二为一，提高了入井人员数据统计的准确性和可靠性，全面提升了矿井安全管理水平。

——五大科技创新成果的推广应用：（1）在2007年建成了集团首个大采高自动化综采放顶煤工作面，2008年建成了全国首个自动化掘进工作面，整体技术均达到国际领先水平。（2）建成了安全生产无线移动办公系统。应用先进的无线3G网络技术、WiFi网络技术、计算机技术、图像技术，以王庄煤矿现有的安全生产综合信息化平台为基础，建成了安全生产无线移动办公系统，实现了矿井的各种安全、生产、图像信息在iPhone和iPad移动终端上的实时在线监测，完善了煤矿安全监测的手段，克服了现有安全生产监测在时间和空间上的束缚，提高了生产效率，有力地保障了煤矿企业的安全生产，达到了国际领先水平。（3）建设了先进的选煤厂调度控制中心。选煤厂自动化控制系统集中了电力监控系统、集中控制系统、调度与广播系统、工业电视系统、大屏幕显示系统和信息管理系统，对设备工况及工艺参数等数据进行在线监测、数据采集记录、图形显示和统计分析，实现了全厂设备的远程全自动控制，同时通过远程分站实现数据实时共享，极大地提高了工作效率，降低了职工劳动强度，提高了设备的利用率和安全生产水平。其中，选煤厂洗选工艺技术达到了国际领先水平。（4）完成了数字化矿灯房的建设。通过对矿灯房进行数字化改造，对矿灯从上架、充电、下架的自动统计、报告、考勤等全过程进行动态实时管理，提供快速、准确、全面的信息依据，对提高职工幸福指数，减少职工劳动强度，改善员工工作环境，实现减员提效发挥了重要作用。（5）无纸化网络办公系统成功推广。该项目应用现代化的网络技术，使地面所有科室的生产计划、技术管理、质量管理、公文管理、会议管理、档案管理等全部进入网络进行办公，提高日常的办公效率，实现了各单位间的信息互通和资源共享，降低了管理成本和资源消耗。

三、放眼行业发展前沿，描绘数字化矿山新蓝图

数字化矿井的建设是煤炭企业现代化发展的核心和关键，赵学雷经过多方考察和严格论证，结合矿井的实际情况，科学合理地提出并实施了以实现“采掘工艺现代化、皮带运输集控化、通讯联络无线化、辅助运输快捷化、供电值守无人化、通风网络最优化、地质信息可视化、地面办公无纸化”为目标的数字化矿山总体发展规划，矿井信息化、智能化、自动化、数字化水平全面提升。展望未来，他坚信只有着眼国际国内行业发展前沿，才能永远立于不败之地。作为一个建矿四十六年的老矿井，在中国煤炭工业的发展的新征程上，王庄煤矿科技创新的道路还很长，赵学雷正全力以赴，带领他的团队构建一个信息化与工业化融合的煤矿新坐标。