试点示范项目实施方案

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斋秃褚
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1 附件 2 机械化换人自动化减人科技强安专项行动 ( 金属非金属矿山领域 ) 试点示范实施方案 ( 中钢集团山东富全矿业有限公司 ) 安全监管总局规划科技司 2015 年 12 月

2 基本信息项目名称井下大型固定设施无人值守系统项目牵头单位信息单位名称 ( 盖章 ) 中钢集团山东富全矿业有限公司通讯地址山东省济宁市汶上县郭仓镇邮政编码负责人姓名王占楼职务 / 职称总经理联系人姓名袁代国职务 / 职称安全总监项目执行时间 2015 年 7 月至 2016 年 6 月总经费 850 万元申报级别国家安全监管总局试点示范省级试点示范所属领域煤矿金属非金属危险化学品烟花爆竹创新类型自主创新集成创新引进消化国外进口西安利雅得电气股份有限公司参与单位中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司 - 2 -

3 一试点示范概况 1. 企业基本情况 ( 企业性质所属行业领域主要经营范围产量营业额等 ) 中钢集团山东富全矿业有限公司系国家国资委直属中国中钢集团控股子公司, 主要产品为 : 铁精粉及矿产附属产物, 设计采选能力为采选原矿 100 万吨 / 年, 设计服务年限 30 年,2014 年铁精粉产量 26.5 万吨, 产值万元矿床采用竖井开拓方式, 有主井副井设备材料井和风井 4 条竖井, 采用点柱式上向分层充填采矿法公司先后获得山东省安全生产先进企业山东青年突击队山东省模范职工之家等荣誉称号, 自建矿起已连续 7 年未发生轻伤及以上安全生产事故 2. 试点示范环节基本情况 ( 机械化自动化改造的关键环节重点部位情况 ) 公司已建成提升系统通风系统 35KV 变电系统 -320 中央变电系统井下排水系统供风系统破碎系统选矿系统和充填系统等提升系统分为主井提升和副井提升, 主井提升使用 JKMD 落地多绳摩擦轮提升机, 配 ZKTD215/40 型 900KW 直流电机, 副井提升使用 JKMD 落地多绳摩擦轮提升机, 配 ZKTD215/40 型 500KW 直流电机, 采用三菱的 FX 系列 PLC 和直流调速器组成的控制系统, 配置岗位人员 48 人供风系统采用对旋式矿用节能通风机 DK /2*160KW2 台, 配置岗位人员 8 人 35KV 变电系统是全矿主配电系统, 进线电压为 35V, 次级电压 10KV, 共计 54 台高压柜,2 台主变容量 10000KVA, 一用一备, 后台保护采用 UT-99 系列综保系统, 配置岗位人员 8 人 -320 中央变电系统为井下各分段提供电源, 有 24 高压柜, 采用 DCAP-5000 系列综保系统, 配置岗位人员 8 人井下排水系统由 4 台 D 多级离心泵组成, 水泵引水为手动引水, 机旁手动操作的控制方式, 配置岗位人员 8 人供风系统由 6 台 SA-250A 空气压缩机组成, 采用有三菱 FX 系列 PLC 控制系统, 配置岗位人员 8 人全矿职工共计 284 人, 大型固定设施 ( 提升通风变电排水供风 ) 各系统使用作业人员共计 88 人以上各系统均采用传统的人工操控, 配备岗位人员, 设备由人负责, 关键部位由人工定期巡检, 人工参与较多, 人员违章现象时有发生, 存在误操作隐患作业人员长期处于粉尘噪音等条件恶劣的环境中, 对作业人员的身体健康有一定影响, 关键 - 3 -

4 部位没有监视检测装置, 在设备异常时, 缺少保护检测装置, 与系统的本质安全化有较大差距系统的自动化程度较低, 使用人工较多, 作业效率低, 产品质量不稳定公司建设初就把建设集约高效绿色新型本质安全型智能化矿山作为建矿理念, 为下一步大型固定设施系统的无人值守打下良好的基础, 项目改造实施后, 将实现提升通风变电排水供风等系统的集中控制, 实现无人值守, 各系统减少人工参与, 降低人为因素存在的安全隐患及影响作业人员身体健康的危险因素, 提高系统可靠安全性, 实现系统的本质安全化二建设目标与考核指标 1. 示范效果 ( 通过机械化自动化改造, 在换人减人提质增效等方面提高的量化目标减少具体岗位人数的绝对数和相对数百分比等 ) (1) 通过对全矿各系统的自动化改造, 实现全矿各系统 ( 提升通风变电排水供风选矿溜破充填等 ) 由集控中心统一监控, 全矿职工由 284 人减少至 169 人, 减少作业人员的 40.49%, 实现大型固定设施 ( 提升通风变电排水供风 ) 岗位的无人值守, 增加副井跟罐岗位 4 人, 集控中心岗位 8 人, 由 88 人减少至 11 人, 减少作业人员的 86.36% (2) 通过对各系统的改造, 将大大提高生产效率, 部分存在有害因素的岗位全部取消, 降低了职业病发生的机率, 部分岗位减少或取消了人为的参与, 避免因人为因素而引发的故障或事故, 进一步提高了系统的安全可靠性, 实现本质安全化形成企业标准规范的数量总结形成了 2 项操作规程 :1 中央集控系统安全操作规程 2 提升系统自动化安全操作规程等, 编制自动化系统定期隐患分析排查制度集控系统周期定检制度, 完善设备管理制度设备维护检修规程 3. 形成可推广可复制的先进技术工艺方法等方面的数量大型固定设施无人值守系统采用先进的智能监测自动控制技术和计算机网络通讯技术等, 实现系统的自动化控制, 多个存在有害因素的岗位实现无人化, 部分岗位减少或取消了人为的参与, 进一步提高了系统的安全可靠性, 实现本质安全化

5 (1) 中央集控系统控制技术中央集控系统应用工业以太网网络构架, 采用计算机网络通信技术, 将通风变电排水供风等系统有效的融合为一体, 实现多种协议通信, 多个系统集成, 建立人机交互实时控制系统和数据库智能分析系统, 实现对各生产系统的监控及系统数据的分析预警, 结合所有系统的视频监控, 形成一站式矿山, 一键式生产管理系统变电系统通风系统排水系统提升系统中央集控系统供风系统选矿系统充填系统视频监控系统溜破系统人员定位中央集控系统框图 (2) 提升系统智能控制技术提升自动控制系统基于工业以太网和 PROFIBUS 现场总线技术, 增加一套控制系统与原人工控制系统相结合, 补充完善多种智能监视检测设备, 实时监控提升机的运行状态, 同时建立完善的安全监测故障诊断系统, 提前预知设备存在的异常情况, 将多台设备集中管理, 建立集中控制管理和现场监视的提升智能控制系统, 保证设备安全可靠和高效的运行, 实现提升机的自动控制和无人值守 - 5 -

6 三主要任务 1. 建设方案 ( 用于示范的现场已有机械化自动化水平, 与建设目标存在的差距等 ; 采取的技术路线和技术先进性 ) 大型固定设施无人值守系统改造采用智能监测与自动控制技术, 补充完善多种监视检测装置, 应用工业以太网平台, 结合计算机网络通信技术, 建设集智能电网管理排水智能监控通风控制提升系统管控等为一体的中央集控系统, 实现提升变电所水泵房风机站空压机房等场所的无人值守, 达到减员增效提高系统本质安全性的目的, 形成一站式矿山, 一键式生产管理系统提升系统改造视频监控辅助系统通风系统改造井下排水系统改造工业以太网网络中央集控系统变电系统改造通风系统改造大型固定设施无人值守系统改造路线图 2. 机械化自动化改造主要工作内容建设中央集控中心, 作为全矿各生产系统的控制中心及生产调度中心, 上位机配备组态软件系统, 编制清晰明了的系统组态画面, 建设全新的人机交互实时控制系统, 组建数据库系统, 进行数据的智能分析, 采用工业以太网网络构架, 建立以光纤为传输介质的工业以太网网络, 将提升供风通风排水供配电等系统有效的融为一体, 可远程控制各系统和实时监视各系统的运行参数同时建立全矿视频监控系统, 在全矿各重点部位安装视频监控, 实时了解现场生产情况, 实现对生产的统一调配及控制, 形成一站式矿山, 一键式生产管理系统 (1) 提升自动控制系统主井提升系统研发增加一套由西门子 S7-300PLC 为控制单元的控制系统与原控制系统组成双 PLC 控制的冗余系统, 安装编码器智能全数字监控器闸盘检测油温 - 6 -

7 传感器等检测设备, 可以实时监控提升机的全程运行, 将分散设备实现光纤通讯, 建立集中控制管理和现场监视的提升智能监控系统, 将放矿装载系统融入在提升系统中, 实现从下部矿仓放矿装载皮带运输提升卸载原矿仓整个过程的自动控制同时建立完善的安全监测故障诊断系统, 实时自动分析系统数据的变化, 提前预知设备存在的异常情况, 出现异常情况时, 系统自动反应处理停车, 并发出异常报警, 替代了岗位工, 实现提升系统的无人值守, 降低因人为因素引发故障或事故的几率, 结合重点部位的视频监控, 增加系统的可靠性安全性副井提升系统同样采用上述改造方法, 增加跟罐岗位, 在各分段罐笼旁安装信号操作箱, 由跟罐岗位负责各分段的提升操作 (2) 通风系统研发风机远程自动控制系统, 安装以控制单元为主的控制柜, 补充安装风机电流温度及巷道风速风量等检测装置, 将数据传输至中央集控系统, 设置各参数的异常报警, 实现井下风机的无人值守结合现场视频监控, 增加系统的可靠性安全性 (3)35KV 变电所监控系统和 -320 中央变电所监控系统应用智能电网管理系统及计算机网络通信技术, 远程控制开关柜的通断, 实时监控电流电压功率等系统参数及变电系统的运行状态, 一旦出现问题可自动切除故障设备并报警, 实现变电所的无人值守, 变电所内各方位安装视频监控, 增加系统的可靠性安全性 (4) 井下排水系统研发安装一套以西门子 S7-200PLC 控制器为控制单元的控制系统, 补充完善温度流量压力液位等检测装置, 实时监控系统参数, 将手动引水系统改造成射流泵自动引水系统, 运用自动控制技术, 设置各参数的异常报警, 实现井下排水系统的自动控制和无人值守, 结合多个部位的视频监控, 增加系统的可靠性安全性 (5) 视频监控系统为加强各系统监视, 将在各系统重点部位安装高清视频监控, 在集控中心安装视频监控管理软件, 覆盖全矿所有生产系统, 能够直观有效的发现存在的问题, 增加系统的可靠性安全性 - 7 -

8 四进度计划 ( 按照 2016 年 6 月完成验收的时间节点, 合理安排工作进度 ) 序号工程简介及内容计划时间 1 确定实施方案 2015 年 7 月 2 主井提升系统改造 2015 年 8-12 月 3 副井提升系统改造 2015 年 8-12 月方案实施通风系统改造井下排水系统改造变电系统供风系统改造 2015 年 10 月年 1 月 2015 年 12 月年 2 月 2016 年 1-3 月 7 建立中央集控系统和网络构架 2016 年 1-4 月 8 系统的试用改进完善 2016 年 5 月 9 系统验收 2016 年 6 月五保障措施 ( 从机构人员资金现场制度等方面提出保障措施 ) (1) 为加快大型固定设施无人值守系统的建设, 公司领导高度重视, 组建大型固定设施无人值守系统改造小组, 以矿业公司总经理连民杰为组长, 公司总经理王占楼为副组长, 各部门负责人为成员, 主要负责项目的实施计划编制及执行, 负责项目的组织协调, 确保项目资金筹备技术攻关实施进度等, 负责项目的成果总结及验收, 达到预期目标 (2) 公司与山东科技大学西安建筑科技大学组成互通有无的技术交流机制, 与西安利雅得电气股份有限公司及中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司形成长期良好的合作关系, 为大型固定设施无人值守系统建立运行完善提供长期的技术支持 (3) 为加快大型固定设施无人值守系统项目预计逐步投资 850 万, 其中提升系 - 8 -

9 统使用 225 万元, 集控系统使用资金 450 万元, 井下排水系统 55 万元, 井下通风系统使用资金 65 万元, 变电系统 35 万元, 供风系统 20 万元, 为项目改造提供的强大的资金支持 (4) 为解决技术力量的不足, 公司不断引进技术人才, 目前高级工程师 7 人, 工程师 20 人, 其它技术人员 25 人, 为集控系统的正常运行, 提供了坚实的技术后盾 (5) 在项目建设中公司定期开展项目进展分析会, 掌握项目进展情况, 针对存在技术等其它问题, 积极沟通协调, 攻克难题, 积极推进项目改造, 同时逐步建立或完善安全操作规程相关管理制度等, 保证项目改造规范有序的进行六建设前后对比分析 1. 示范前景分析 ( 示范作用与意义成本效益分析 ; 示范试点建设前后用工和生产效率方面的对比分析 ) (1) 通过对大型固定设施无人值守系统改造, 实现各岗位的无人值守, 项目实施前后用人对比情况如下 : 作业场所应用前岗位用人情况应用后岗位用人情况减人数量主井提升系统副井提升系统通风系统 KV 变电所变电所井下排水系统供风系统项目实施前后对比情况表增加副井跟罐岗位 4 人, 增加集控中心岗位 8 人, 由 88 人减少至 12 人, 减 - 9 -

10 少职工 76 人, 以人均年用工成本 6 万元计算, 每年降低人工成本 456 万元 (2) 项目改造实施后, 每年增产 27 万吨原矿, 每年可增加效益 840 万元, 项目运行一年后预期产生经济效益 1296 万元, (3) 依靠多种科技手段, 提高系统的可靠性, 实现大型固定设施岗位的无人值守, 减少或取消人为参与, 避免因人为因素而引发的故障或事故, 进一步提高了系统的安全可靠性, 实现系统本质安全化 2. 示范企业建设完成后与国内同等条件下普遍用工情况的对比分析根据金属非金属矿山安全规程规定, 提升变电排水等岗位采用岗位值守双岗作业大型固定设施岗位的无人值守系统改造实施后, 多个岗位实行无人守值, 在减人方面取得显著效果, 降低了生产成本, 提高生产效率, 增加了系统的安全可靠性, 通过智能矿山的建设达到矿山管理智能化, 实现了矿山生产本质安全化

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