智能矿山工程EPC总承包模式探究
时间：2023-01-15 18:10:09 来源：天一资源网 本文已影响 人 
曹岗
（中煤西安设计工程有限责任公司，陕西西安 710000）
智能化矿山项目主要是把新一代信息技术充分运用在煤炭企业的生产和管理活动中，充分发掘和利用矿井各种信息资源，实现生产安全可控，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化，为打造本质安全型矿井提供信息保障，也可以实现生产管理的精细化，为打造高产高效矿井提供决策手段。近年国家大力推进智能化矿井建设，减少井下危险区域作业人员数量，通过各种技术手段提高煤矿安全生产管理智能化和智慧化。在矿井智能化的建设过程中，对各种各样资源的协调管控尤为重要，特别是一些新技术、新工艺和新设备的引用特别突出。在以设计单位为引领的EPC总承包模式下，将可以依靠设计院技术资源，充分融合行业新技术，并有效发挥EPC的整体协调管控优势，实现工程实施过程中各阶段有序集成，深入交叉，从而很大程度上提高了项目建设效率，缩短建设周期。
智能化矿井系统，基于地理信息、云计算、大数据、虚拟化、计算机软件及各种网络，集成应用各类传感器、数据通讯、自动控制等技术，通过对矿山信息化、工业自动化的两化深度融合完成矿山企业所有信息的精确适时采集、高可靠网络化传输、规范化信息集成、实时可视化展现、生产环节自动化运行，并对人-机-环的隐患、故障和危险源提前预警，为矿山提供分析和决策支持。
智能化系统以矿井的信息化系统为核心，以矿井各主要生产及辅助系统的设备层为基础，利用现有的成熟技术搭建信息化综合系统的综合感知层、物联互通层、综合管控层、决策支持层、调度指挥控制中心及数据中心，系统建成后，随着新技术的发展及应用成熟，逐步完善综合场景应用，把某煤矿企业打造成一个安全、高效、绿色的智能化系统。
EPC是Engineering、Procurement和Construction 3个词语的简称，及“设计+采购+施工”为一体的承包模式，如图1所示，俗称“交钥匙工程”，是当前国际工程承包中被普遍运用到的一种承包模式，同样在我国的建筑领域也有明确的推荐和提倡运用此种模式。
图1 EPC总承包模式
EPC总承包模式就是将设计、施工、采购、试运行集成在一起，发包给一家企业，目前国内EPC总承包分为2种，多数为设计单位转化而来，这种模式的优点在于设计为所有工程项目的起点，存在于工程价值的上层，占据了技术的主动权，对于工程的整体规划起着决定性作用，如果项目由设计院来主导，对于建设单位来说可以有效的控制投资，并且可以更好地达到建设需求，同样对于设计院来说，可以加快施工中的采购工作，很大程度上缩短施工周期，也可以从设计源头入手，优化设计方案，减少施工成本。对于目前在社会上还处于劳务密集形的施工企业来说，设计院更是技术密集型的代表，可以更好地取得建设单位的信任。缺点为施工力量薄弱，在施工过程中无法更好地优化现场实际施工方案、施工流程以及施工模式，从而导致施工成本的增加。
另一种为以施工企业为主导的EPC总承包模式，这种模式的优点在于在施工过程中可以利用施工力量及经验确保施工方案的最佳性，施工过程的合理性，在保证这些的前提下做到工程造价的最优性。即便是因为设计图纸缓慢导致施工进度滞后，施工企业也可以发挥自身施工优势通过现场自我调整来采取赶工措施[1]。缺点在于无法从源头上控制项目建设成本及进度，并且由于市场的特殊性导致在建设单位心中水平较低。
随着EPC总承包模式的推广于实际应用，设计院凭借着设计与施工的相融合，通过技术密集型企业的优势，并借助以往项目建设中与施工企业的现场高水平技术管理人才的互相学习，大量培养懂设计、懂施工的设计人员与现场管理人员，很好地克服自身缺点，在设计中应用新技术、新工艺、新材料、新设备的“四新技术”，施工中做到管理创新、方案创新、施工工艺创新，制订出一套更有效的EPC总承包项目的管理模式。
3.1 设计优化
随着我国煤矿智能化建设的快速推进，大多数建设都是在已投产的煤矿进行升级改造，所涉及矿井的“一通三防”、地测、机电、安全、生产、洗选等系统，其设计复杂程度与建设中不确定性高，需要有合理的设计规划与可靠的设计方案作为支撑。
因此针对矿山智能化项目的管理需要在源头进行有效的控制，设计院主导的EPC总承包单位可以利用自身优势或聘请相关专家，从初步设计阶段到设计图纸阶段提出合理的设计方案，为建设单位的投资提供可靠的支撑。在加强设计方案的审查的基础上，对各个系统的设计图纸进行细化、优化，从而确保设计方案的合理性和可行性，并且可以为后续的施工提供依据，提前获知施工中的部分难点、重点，做好综合考虑，为后续实施阶段的安全、质量、进度以及成本的控制增加保障、降低风险，可以更好地按照预期顺利实施。
3.2 实施阶段的控制
智能化矿山工程实施阶段涉及设计的优化和变更、设备采购、现场施工和试运行4大方面。
（1）智能化矿山工程大多为已投产矿井的智能化建设，矿井在生产过程中存在许多不可控因素，例如：在综合自动化监控平台建设中对原有生产数据的抓取、电力监控系统新增设备的安装和工业视屏在井下重要场所取电位置的确定、安全监控监测系统与新建工业环网系统的接入等，原有系统在多年的生产过程中与原有设计发生了改变，而智能化的设计依据很多来自原有矿建中的设计，这样就会导致智能化施工图纸出现偏差，无法指导现场施工，使项目建设进展缓慢，增加施工成本。设计院主导的EPC总承包单位在出现此类问题时，可以无缝与设计对接，及时调动对口专业设计人员到场进行勘察，指导现场施工，有效地解决了因图纸变更所导致的工期拖延以及窝工造成的人员成本增加。
（2）智能化矿山项目建设中，设备采购大约占到合同额的80%左右，设备的选型、设备供应商的招标工作繁重，尤其是针对一些采购周期较长的进口设备和需要定制加工的设备，在设计院主导的EPC总承包单位可以利用本身优势在前期设计过程中完成设备选型，提前进入招标流程，加快设备的采购进度，缩短设备供应周期，达到设备到货与安装施工的完美衔接，保障项目顺利实施。
（3）智能化矿山项目的施工与常规EPC总承包项目一样，要综合考虑项目的安全管理、质量管理、进度管理、成本管理。
打造安全矿山也是智能化矿山建设的初衷之一，所以项目安全建设也是项目管理的重中之重，在项目建设中矿井本身带来的隐患如：矿井压力造成的顶板下沉、水害造成的顶板不稳定、无轨胶轮车在行使中造成的交通事故、生产与施工交叉作业造成的伤害和建设过程中施工带来的动火作业引起的火灾、高处作业造成的坠落、自有设备使用过程中发生的机械伤害、施工人员安全意识不足，对矿井安全规定不遵守所带来的人身伤害等都是管理重点，多年来的项目建设，EPC总承包单位也从项目的设计阶段、施工阶段、调试阶段、收尾阶段总结出一套完善的安全管理体系，规范安全管理人员的培训、委派以及工作流程，根据项目特点制订安全措施、应急预案、培训计划、风险报告，对项目的安全实施提供有力保障。
智能矿山项目的质量管理大致分为设备质量、施工质量、成品保护、标准化施工等，如井下基于4G/5G的无线通信、人员定位和广播融合系统，现场设备安装数量和所用线缆较多，可能造成标准化低。对井下调度通信系统中的调度电话进行破坏等，此类现象发生的原因往往是施工人员的麻痹大意、质量意识较低和人员素质偏低所造成，设计院主导EPC总承包单位的管理人员对图纸的意图理解能力较强，可依据图纸、设计规范以及质量规范对现场施工进行指导，图纸交底更为全面，技术性人才的高标准、高要求也是争创精品工程的有利条件。
生产矿井智能化建设中的进度控制难点在于与矿井生产的有效衔接、新老设备数据对接的进展速度以及设备采购安装速度与生产的有效衔接，项目管理人员可以充分利用设备检修等时间，合理安排施工工序。例如项目中大数据平台、综合自动化监控平台的建设，存在大量的新老设备数据对接和新增设备数据的对接，工作量大，对作业人员技术水平要求高，类似系统就要发挥设计院的优势，利用专业设计人员长期驻场或精通设计的管理人员，对原有图纸以及现场实际情况进行分析，缩短沟通时间，更快地完成对接工作，设备采购工作可以在设计阶段开始实施，控制项目的建设周期。
成本控制贯穿了项目建设的全周期，EPC总承包项目往往采用的是固定总价合同，智能化矿山的建设过程中又存在很多不确定因素，所以设计院主导的EPC总承包单位在此类项目中，既可以从设计源头控制造价，也可以在施工过程中，通过现场实际情况对项目设计进行合理优化，减少设计浪费，合理配置资源，预防不必要的成本发生，减少成本支出，与建设单位在项目的建设中达到互利共赢[2]。实施过程中分包商的选择也至关重要，采取公开招标的方式选取资质齐全、施工能力优秀分包单位，可以在施工过程中选用经济合理的施工方案，减少施工浪费，有效控制成本。
3.3 试运行阶段
智能化矿山项目的试运行是一个复杂的过程，其中系统繁杂，涉及专业多，如煤流运输监控系统需要对矿井井下、井上多条带式输送机实现统一控制，任何一个数据的中断或者主要环网的中断都会造成试运行的失败，EPC总承包模式对于建设单位来说合同关系简单，利于试运行期间的协调与沟通，对于设计院主导的EPC总承包单位来说，设计院的技术性人才储备充足，在试运行阶段各专业人员到场，对试运行进行统筹规划，缩短了项目各子系统调试时间，同时大大增加了试运行的成功率，为项目的整体移交奠定基础。
现场项目部作为公司对外经营管理的前沿阵地，整个项目的重要枢纽，需要与建设单位各部门、监理单位、设计部门人员、工程总承包公司各职能部门、施工分包单位、供应单位之间良好的沟通，根据项目的实际需求建立以项目经理为主要负责人，配备项目副经理、技术负责人、施工经理、费控经理、质量经理等管理人员组成的现场项目部，与公司安全部、工程部、设计部、造价部、采购部、综合部等职能部门通力协作，建立安全、质量、进度、成本等完善的管理体系，对项目的设计、采购、施工等分包内容建设全过程的严密监督，确保整个工程项目建设按期、高效、高质量完成。
在项目实施过程中，建立项目经理责任制体系，明确管理目标，建立完善的现场项目不得管理体系，设立奖励制度，进一步加强设计与总包深度融合，调动设计人员服务现场施工的积极性，激励设计人员驻场服务，同时也可以提升现场管理人员的工作积极性。
智能化矿山作为国家能源板块的主要发展方向，工程总承包管理中对复合型管理人才的需求较高，这需要智能化矿山工程总承包管理一方面发挥设计院工程与设计相融合的理念，加强自有设计人员与管理人员的交叉培养，利用多年积累的施工分包单位对项目管理人员和设计人员进行教育培训加强对管理人员综合素养和管理技能提升，培养出一批既懂设计又懂工程管理的全面人才。另一方面，结合市场需求加强对智能化矿山工程总承包管理复合型人才进行引进，对智能矿山工程总承包管理组织机构不断优化，推进其在智能化矿山工程建设与管理发展中的推广应用。
智能化矿井EPC工程建设是一个系统工程，综合性强、范围广，涉及矿井的生产、管理、执行、决策等相关系统。在矿井智能化建设中应用EPC总承包管理模式，整体协调项目现场、设计、技术和财务等职能部门，通过各职能部门之间有序紧密的协作，有效保证项目实施过程中各项工作稳步进行，最终达到项目管理制定的各项控制目标，推动智能化矿山工程的顺利建设，在能源市场中保持优势的市场地位。
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