——中國大唐集團(tuán)國源礦業(yè)龍王溝煤礦智能礦山建設(shè)紀(jì)實(shí)

坐上防爆膠輪車，沿著巷道向下駛?cè)?，巷道兩?cè)的燈光飛奔向后，仿佛走進(jìn)時(shí)光隧道。來到采煤工作面，鉆進(jìn)高大的液壓支架間，突然頭頂前方的支架裂開一道縫兒，一個(gè)支架緩慢向前移動(dòng)了一點(diǎn)兒距離，右手邊的支架巷幫護(hù)板隨之升起，支撐住煤壁，整個(gè)過程就像電影《變形金剛》里的機(jī)器人變身一樣……這是近日記者在中國大唐集團(tuán)國源礦業(yè)龍王溝煤礦井下見到的場景。

對于這樣“驚心動(dòng)魄”的畫面，采煤工作面的人員似乎已司空見慣。站在記者身旁的綜采工區(qū)區(qū)長殷培東笑著說：“這就是我們智能化采煤系統(tǒng)的魅力所在。當(dāng)采煤機(jī)邊采煤邊向前移動(dòng)時(shí)，液壓支架會(huì)隨之跟機(jī)移動(dòng)。單個(gè)重達(dá)65噸的液壓支架就像有了生命，緊跟著采煤機(jī)，保障采煤安全有序推進(jìn)?！?/p>

龍王溝煤礦位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市準(zhǔn)格爾旗境內(nèi)，是中國大唐集團(tuán)投資建設(shè)的第一處千萬噸級井工礦，年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力1000萬噸，于2020年6月30日正式投產(chǎn)。

該礦調(diào)度指揮中心主任陰永生介紹說：“我們堅(jiān)持以機(jī)械化、自動(dòng)化、信息化、智能化‘四化’融合為引領(lǐng)，以智能開采為龍頭，以‘實(shí)際、實(shí)用、實(shí)效’為原則，堅(jiān)定不移走智慧礦山建設(shè)之路，先后應(yīng)用了采煤機(jī)射頻定位、慣性導(dǎo)航調(diào)直、智能運(yùn)銷及無人裝車、特厚煤層自動(dòng)化放煤、快速掘進(jìn)等技術(shù)，建成了全國首個(gè)特厚煤層智能綜放工作面和達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平的智能掘進(jìn)工作面、智能煤炭運(yùn)銷系統(tǒng)、無人裝車站等，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益雙豐收?！?/p>

智慧調(diào)度高效協(xié)同，集控員由遠(yuǎn)控變監(jiān)控

現(xiàn)如今，龍王溝煤礦綜采工區(qū)職工李剛的工作變得更輕松了。經(jīng)過技術(shù)培訓(xùn)，他搖身一變，成為調(diào)度指揮中心一名智能化采煤監(jiān)控員。

“我現(xiàn)在的工作就是看著電腦屏幕上的數(shù)據(jù)，監(jiān)控井下的采煤設(shè)備?！崩顒偢吲d地說，“以前，我在井下采煤工作面干活兒，不但環(huán)境較差，而且一個(gè)班下來疲憊不堪?，F(xiàn)在，我坐在電腦前實(shí)時(shí)監(jiān)控工作面各類設(shè)備運(yùn)行情況，按下自動(dòng)化按鈕后，采煤機(jī)就會(huì)按照設(shè)定的線路工作，同時(shí)液壓支架按照預(yù)定程序自動(dòng)完成一系列跟機(jī)、拉架、推溜、噴霧等智能化動(dòng)作，不需要人為遠(yuǎn)程頻繁干預(yù)，所有的工作由智能機(jī)器來完成，不僅解放了雙手，還大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。”

像李剛這樣變成白領(lǐng)的井下職工，該礦還有很多。該礦打造了十大智慧礦山系統(tǒng)，即智能采煤系統(tǒng)、智能掘進(jìn)系統(tǒng)、智能煤炭運(yùn)銷系統(tǒng)、智能主煤流控制系統(tǒng)、智能排水系統(tǒng)、智能無人裝車站、智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)、智能礦井通風(fēng)系統(tǒng)、智能移動(dòng)辦公系統(tǒng)、礦井天網(wǎng)工程。而調(diào)度指揮中心作為十大系統(tǒng)的“大腦”，管控和調(diào)度著全礦采、掘、機(jī)、運(yùn)、通等生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

記者走進(jìn)調(diào)度指揮中心，一個(gè)曲面大屏映入眼簾，大屏上各類生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新，高清視頻圖像實(shí)時(shí)回傳。在各區(qū)域屏幕前一米的地方各有一個(gè)弧形區(qū)域，監(jiān)控人員坐在辦公桌前，實(shí)時(shí)監(jiān)測和調(diào)度著各類系統(tǒng)數(shù)據(jù)和現(xiàn)場設(shè)備情況。大屏與各工位實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)、多源切換、靈活組合，實(shí)現(xiàn)所有顯示界面高度融合。

技術(shù)人員使用智慧礦山真三維系統(tǒng)進(jìn)行研究分析

走到曲面大屏中間，一幅礦區(qū)高清實(shí)景圖吸引了記者的注意，原本以為是無人機(jī)拍攝的高空實(shí)景圖，經(jīng)過詢問得知，這是該礦為選煤廠量身打造的數(shù)字孿生平臺。目前，該礦已完成礦區(qū)實(shí)景的高清建模、選煤廠設(shè)備巡檢等模塊建設(shè)，結(jié)合正在上線的設(shè)備遠(yuǎn)程會(huì)診系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)選煤廠設(shè)備遠(yuǎn)程巡檢、遠(yuǎn)程會(huì)診和故障處理。

該礦智慧聯(lián)盟盟主張海君告訴記者，調(diào)度指揮中心包括六區(qū)一中心，分別負(fù)責(zé)調(diào)度指揮、監(jiān)測監(jiān)控、智能采煤、智能掘進(jìn)、皮帶運(yùn)輸、智能洗選、運(yùn)銷調(diào)度等方面工作，監(jiān)控著全礦井上井下30多個(gè)子系統(tǒng)。

該礦副總經(jīng)理代業(yè)濱介紹，智能綜放工作面使用國內(nèi)先進(jìn)的智能采煤裝備，配備了新型智能采煤系統(tǒng)，在特厚煤層綜放智能采煤技術(shù)領(lǐng)域解決了三大核心難題。一是將采煤機(jī)紅外定位系統(tǒng)升級改造為射頻定位系統(tǒng)，確保了采煤機(jī)精準(zhǔn)定位和運(yùn)行軌跡的實(shí)時(shí)跟蹤，實(shí)現(xiàn)了包括三角煤在內(nèi)的全區(qū)域自動(dòng)化割煤等，同時(shí)具備了設(shè)備遠(yuǎn)程集中控制等功能；二是采用慣性導(dǎo)航調(diào)直技術(shù)，解決了工作面刮板機(jī)頻繁出現(xiàn)不平直的問題，實(shí)現(xiàn)液壓支架根據(jù)煤機(jī)行走軌跡，自動(dòng)修正推移行程；三是在放頂煤液壓支架上安裝智能傳感器和煤巖識別裝置，優(yōu)化放煤程序邏輯順序和放煤工藝，同時(shí)根據(jù)大數(shù)據(jù)推算后部放煤規(guī)律，實(shí)現(xiàn)綜放工作面智能連續(xù)放煤的目標(biāo)。

“通過智能化建設(shè)，智能化綜放工作面直接生產(chǎn)人數(shù)由原來的12人減至5人，與傳統(tǒng)工藝相比，人員減幅達(dá)50%以上，煤炭回收率達(dá)到98%以上，人均采煤工效提高92%，各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到同類型礦井先進(jìn)水平?！贝鷺I(yè)濱說。

在智能化掘進(jìn)方面，該礦通過引進(jìn)以掘錨一體機(jī)為核心的快速掘進(jìn)成套裝備，開展快掘裝備研究攻關(guān)，突破了三維可視化遠(yuǎn)程集控平臺、自主定位定向、智能精準(zhǔn)截割等10余項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了大斷面截割一次成巷、破運(yùn)一體化連續(xù)作業(yè)等，以及截割、裝載、運(yùn)輸和錨護(hù)同步平行作業(yè)，月單進(jìn)尺達(dá)到400米以上，掘進(jìn)工作面作業(yè)人數(shù)由原來的18人減少到8人。與此同時(shí)，該礦建成了具有行業(yè)領(lǐng)先水平的智能煤炭運(yùn)銷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)銷各環(huán)節(jié)的智能化控制和現(xiàn)場無人值守，效率提高近3倍；通過實(shí)施主煤流系統(tǒng)智能化改造，實(shí)現(xiàn)了主煤流系統(tǒng)的智能聯(lián)鎖控制及智能調(diào)速，降低了皮帶機(jī)運(yùn)行功耗；積極推廣應(yīng)用瓦斯、皮帶、機(jī)電設(shè)備等巡檢機(jī)器人，在降低職工巡檢強(qiáng)度的同時(shí)，提高了巡檢效率。

突破核心技術(shù)，建智慧礦山大數(shù)據(jù)倉庫

“實(shí)現(xiàn)各類設(shè)備的自動(dòng)化、智能化運(yùn)行是智慧礦山建設(shè)的基礎(chǔ)。我們只有不斷突破核心技術(shù)，才能讓智能化建設(shè)更加完善?！标幱郎f，“我們按照國家標(biāo)準(zhǔn)，明確了智慧礦山的建設(shè)施工順序，并制定了智慧礦山軟件系統(tǒng)實(shí)施方案，目前已經(jīng)完成四維地理信息系統(tǒng)、安全管理系統(tǒng)、物資管理系統(tǒng)、設(shè)備管理系統(tǒng)、采礦協(xié)同系統(tǒng)等30多個(gè)子系統(tǒng)建設(shè)。”

綜放工作面智能化集控中心

在這些子系統(tǒng)建設(shè)中，智慧聯(lián)盟發(fā)揮了重要作用。記者來到智慧聯(lián)盟智慧礦山操作運(yùn)行廳，看到一個(gè)大屏幕上顯示著一個(gè)長方形圖。該圖由無數(shù)個(gè)深藍(lán)色小正方形組成，其中一些小正方形呈橘色或黃色。

張海君介紹，這是他們智慧礦山軟件系統(tǒng)中的一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容。該圖能夠顯示當(dāng)前采區(qū)的礦壓。圖中顏色越淺表示礦壓越大。而這個(gè)結(jié)果正是該系統(tǒng)通過收集近幾年該礦礦壓數(shù)據(jù)，經(jīng)過分析得出的。該礦相關(guān)人員根據(jù)這一數(shù)據(jù)，能夠更好地分析預(yù)判來壓時(shí)間和強(qiáng)度，從而避免災(zāi)害發(fā)生。

最讓張海君驕傲的是，該礦所有大數(shù)據(jù)有了一個(gè)“家”——智慧礦山大數(shù)據(jù)倉庫。該倉庫是該礦建設(shè)的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)私有云端，不僅為所有生產(chǎn)、安全、管理、經(jīng)營等數(shù)據(jù)開辟了規(guī)范的存儲空間，建立了元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)索引和數(shù)據(jù)立方體，而且提供了各類結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化等異構(gòu)數(shù)據(jù)的共享交換平臺，實(shí)現(xiàn)其他監(jiān)測監(jiān)控、工業(yè)自動(dòng)化等系統(tǒng)即插即用，為各應(yīng)用系統(tǒng)的互聯(lián)互通開辟了方便快速通道。

此外，該礦還利用四維地測地理信息系統(tǒng)、三維建模與可視化平臺、全程煤質(zhì)管控系統(tǒng)等，構(gòu)建了煤礦真三維空間模型；通過集成安全監(jiān)測監(jiān)控、微震監(jiān)測等系統(tǒng)，搭建了透明礦山管控平臺，在地面集控中心就可以直觀看到井下所有場景及與地質(zhì)模型匹配的瓦斯屬性、水文屬性、礦山壓力分布及動(dòng)態(tài)變化等。

“我們利用安全風(fēng)險(xiǎn)分級管控、安全隱患排查管理等系統(tǒng)，搭建了礦山本質(zhì)安全保障系統(tǒng)，配置了隱患排查指標(biāo)、安全風(fēng)險(xiǎn)分級管控、檢查點(diǎn)布置等體系，利用系統(tǒng)中自帶的、面向煤礦災(zāi)害預(yù)警防治的數(shù)學(xué)模型和算法，可實(shí)時(shí)調(diào)取各項(xiàng)數(shù)據(jù)，比人工經(jīng)驗(yàn)管理方法更有效、精準(zhǔn)、及時(shí)，實(shí)現(xiàn)隱患和風(fēng)險(xiǎn)閉環(huán)管控?！贝鷺I(yè)濱告訴記者。

代業(yè)濱介紹，他們還利用安全生產(chǎn)協(xié)同管控一張圖、事故風(fēng)險(xiǎn)三維地圖、災(zāi)害預(yù)警與應(yīng)急指揮等系統(tǒng)搭建了智能調(diào)度平臺，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急資源調(diào)度、數(shù)字應(yīng)急指揮智能執(zhí)行、事故救援事后處置等全過程可視化、自動(dòng)化。同時(shí)，該礦引進(jìn)釘釘移動(dòng)辦公平臺，自主研發(fā)人臉識別考勤、會(huì)議簽到、資產(chǎn)管理、乘車管理、黨建管理等應(yīng)用軟件100多個(gè)，集成融合智慧礦山各類數(shù)據(jù)3萬多條，每年降低辦公成本300余萬元。

組建智囊團(tuán)，井下勞動(dòng)者成技術(shù)大拿

龍王溝煤礦綜采工區(qū)井下集控員高彪告訴記者，三年前，他收到了太原理工大學(xué)研究生考試復(fù)試通知，但同時(shí)得知龍王溝煤礦招聘。面對抉擇，他選擇來到龍王溝煤礦。

“當(dāng)初聽說龍王溝煤礦智能化建設(shè)不錯(cuò)，有發(fā)展前景，而且離我老家也不遠(yuǎn)，我就選擇來這里了。礦領(lǐng)導(dǎo)重視人才培養(yǎng)，讓我們有地方發(fā)揮專業(yè)優(yōu)勢?！备弑胝f。

“我們的智能化、信息化系統(tǒng)越來越多，人員素質(zhì)和能力無法與之匹配。為此，我們加大了培訓(xùn)力度，讓一線操作人員去設(shè)備廠家接受培訓(xùn)，也邀請廠家技術(shù)人員來礦給大家培訓(xùn)交流。此外，我們在安裝設(shè)備時(shí)，要求相關(guān)崗位職工跟著廠家技術(shù)人員一同安裝，確保他們能學(xué)會(huì)弄懂，將來上得了手。”該礦黨群工作部部長高永軍說。

該礦黨委書記、總經(jīng)理朱樹來提出要打破專業(yè)界限、消除信息孤島、創(chuàng)新管理模式，充分利用青年優(yōu)勢，培養(yǎng)組建一支高質(zhì)量信息化專業(yè)團(tuán)隊(duì)。經(jīng)過積極籌備，他們采用自主報(bào)名海選、民主測評優(yōu)選、現(xiàn)場演講競選的方式，選拔出一批不同專業(yè)的優(yōu)秀青年，組建了智慧聯(lián)盟，全程參與智慧礦山建設(shè)，專門從事智慧礦山軟件開發(fā)應(yīng)用、智能裝備運(yùn)維、數(shù)據(jù)集成分析、系統(tǒng)模型搭建等工作。同時(shí)，他們積極打造智能化人才培養(yǎng)平臺，發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)復(fù)合型人才，加大對高端科技人才的吸引力度，為煤礦智能化發(fā)展提供了充足的人才保障。

該礦機(jī)運(yùn)工區(qū)職工張樂成為受益者之一。他的工作從井下搬到井上，成為調(diào)度指揮中心一名綜合自動(dòng)化集控員。張樂告記者，他以前的工作非常繁瑣，不僅要到井下巡查皮帶機(jī)等設(shè)備，還要守候在關(guān)鍵設(shè)備旁，負(fù)責(zé)啟停工作，一旦遇到故障，就得一點(diǎn)一段去查找故障源，研究故障原因和處理。方法，一個(gè)班下來，他幾乎筋疲力盡。

經(jīng)過選拔、考核、培訓(xùn)后，張樂的工作變得輕松多了，在調(diào)度指揮中心的電腦前就能完成以前井下的一系列工作。如遇到故障，他能從電腦系統(tǒng)中查詢到具體的故障點(diǎn)、故障原因和處理方法，第一時(shí)間告訴巡檢人員及時(shí)進(jìn)行處理。

此外，該礦還實(shí)施了班組長選拔培養(yǎng)聘用制度，并將每年的4月18日定為“班組長日”，提升班組長責(zé)任感和榮譽(yù)感；成立了大學(xué)生采煤隊(duì)、掘進(jìn)隊(duì)和鉆機(jī)隊(duì)三支高知型生產(chǎn)隊(duì)伍，充分發(fā)揮了青年技術(shù)人才優(yōu)勢；建立了“國源工匠”評選機(jī)制，培養(yǎng)復(fù)合型企業(yè)管理人才隊(duì)伍、創(chuàng)新型技術(shù)人才隊(duì)伍和工匠型生產(chǎn)技能人才隊(duì)伍。

朱樹來說：“下一步，我們將在鞏固現(xiàn)有智慧礦山建設(shè)成果基礎(chǔ)上，重點(diǎn)在煤礦智慧大腦、智慧礦山大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)和基于四維地理信息系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用上下功夫，積極借鑒國內(nèi)外智慧礦山先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)智能化系統(tǒng)融合聯(lián)動(dòng)和數(shù)據(jù)智能分析體系建設(shè)，建成三大智慧中心和一個(gè)人才培養(yǎng)基地，即智慧礦山數(shù)據(jù)治理中心、智慧礦山智能決策中心、基于數(shù)字孿生技術(shù)的遠(yuǎn)程設(shè)備診斷中心和智能化人才培養(yǎng)基地，大力推進(jìn)人工智能、大數(shù)據(jù)、機(jī)器人、智能裝備與安全生產(chǎn)、經(jīng)營管理、災(zāi)害防治等方面進(jìn)行深度融合，在5G+智能透明開采、高效快速掘進(jìn)、遠(yuǎn)程故障診斷、數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用等方面實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新突破，實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)經(jīng)營全領(lǐng)域、全過程的智慧化運(yùn)行。”

(來源于：中國煤炭報(bào))