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按下煤炭行业智能化发展“加速键”:晋能控股集团推动传统优势产业率先转型

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过去,煤矿工人身处地下几百米工作,劳动强度大、条件艰苦,还伴有瓦斯、透水等危险;如今,轻点按钮、一句指令,就能实现远程作业。诸多改变的背后,是智能化矿山建设的快速推进。

2022年山西省政府工作报告指出:依法合规释放煤炭先进产能,推进煤矿智能化改造,加快5G智慧矿山建设。晋能控股集团认真贯彻落实这一要求,将工业物联网、云计算、大数据、机器人、智能装备等与现代煤炭开发利用深度融合,加快传统产业数字化、智能化改造步伐,切实推动传统优势产业率先转型。

从井下智能现代的综采工作面,到宽敞明亮的智能化调度指挥中心;从精确定位、自动调配的井下“网约车”,到忙碌于主运输系统和水泵房的轨道式巡检机器人;从集成照明、摄像、语音通信等功能于一体的矿用本安型智能安全帽,到一线职工手中可实时视频通话的5G手机……如今的煤矿工作场景早已颠覆了人们头脑中对煤矿的刻板映像。与智能语音助手“小矿”简单对话,调度显示大屏就会清楚地呈现井下安全生产情况;一键启动,井下的采煤机、转载机、皮带运输机等设备就开始有序运转,“智能开采”已真实地走进了我们的工作中。

目前,塔山矿数据高速通道已经搭建完毕,同时基于5G高速网络,智能视频分析平台、智能单兵装备、巡检机器人等5G+应用均已实现。其中,塔山矿投放的国内首台危险气体巡检机器人,不仅可代替人工在井下危险区域进行巡检,而且所进行的环境探测也更加精密。

同忻矿自规划建设之初,就确定了以一个平台为核心,自上而下接入各级信息化系统、智能化系统的“112N”整体架构模式,即搭建一个综合管控平台;建成一个私有云数据中心;铺设5G无线传输和万兆工业环网两条数据传输网络;接入若干个信息化、智能化子系统。围绕智能综合管控平台,实现全矿井数据的融合联动,消除各系统、各环节间沟通的时间成本,实现管理效率最大化。

在今年召开的集团公司一届二次职代会报告中明确要求,要实施发展提效,新建矿井全部按照智能化矿井设计建设。与塔山、同忻相仿,智能化矿井建设在集团公司可谓日新月异。近日,王家岭煤业南翼智能化大采高设备开始井下联合调试;寺河矿调度指挥中心、数据中心、云中心升级改造顺利完成并投入使用;沙坪煤业智能化综采工作面顺利通过省级验收……

“2020年先进产能占比为78%,2021年先进产能占比为83%,2022年先进产能占比确保达到85%。”集团公司先进产能占比的逐年增加,也映射出矿井智能化建设的快速推进。

2021年,塔山、同忻两座矿井已通过国家首批智能化示范矿山省级初验工作,并达到了相应的中级建设标准;麻家梁煤业公司入列山西省智能化示范煤矿;建设完成“50+15”智能化采掘工作面。

值得一提的是,智能矿山创新实验室成果暨人工智能计算中心发布,标志着全国煤炭行业首个科研创新人工智能计算中心建成。“目前,智能矿山创新实验室已完成了智能洗选-选煤参数优化、掘进作业序列视频分析、主运智能监测、瓦斯隐患预防等课题的应用部署及部分算法适配。课题应用推广方面,正在与华夏天信、精英加强合作,分别基于实验室总体视频AI架构做应用视频,并启动AI算法模型适配,以加快课题研究进度。”装备制造集团科技信息部主管司凯文介绍说。

煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的保障。2022年,集团公司加速智能化项目集群建设,将完成王家岭等6座智能化示范煤矿建设,并在2021年基础上,再建设150个智能化采掘工作面(其中40个智能化综采工作面,110个智能化掘进工作面);打造马脊梁、王家岭2个智能化洗煤厂样板;建设13个无人值守变电所、4座无人值守压风机房等智能化、无人化配套项目;对70座矿井监控或通信系统启动升级改造;启动信息化、智能化系统流程再造工作,实现9个系统的内外部兼容、“一张网”运行;智能化装备产能将达到8900万吨。

对于智能化建设给实际工作带来的变化,塔山煤矿综采二队副队长宋志强感触良多:“如今,我们工作面的采煤机、液压支架分别实现了自动化程序割煤以及自动跟机,以前工作面生产至少需要十六七个人,现在可以缩减到七八个人,效率真是提升了不少。”

据综合统计,应用智能开采技术后,集团公司目前可实现整个工作面全自动割煤移架、工况位姿监测、无死角视频监控、地面顺槽远程集中控制、一键启停所有设备、流程协同联动、故障诊断停机等功能,初步实现了“机械化换人、智能化减人”,正在研究攻克自动放煤、煤矸识别等技术,使智能化开采逐步向“无人化”方向变革。

生产效率上,智能化综采利用软件自动放煤技术,较人工放煤方式顶煤回收率从87%提高到90.5%,单面产量提高3.5%;智能化掘进采用可储带式自移尾,省去了人工延带时间,每天可多掘进2米,月进尺可增加60米,掘进效率提高23%,产生了明显的经济效益。

减人方面,智能化综采工作面采用的电液控制系统,远程干预、自动跟机作业代替了原来的穿梭支架作业方式及人工操作,原来5人的作业现在2个人就可以完成,智能化掘进工作面,采用远程操控及机械臂锚护,平均每班可减员3人,职工劳动强度大幅减轻,工作效率提升;地面远程操控将作业人员从危险的环境中解放出来,安全系数大大提升。

智能化建设与信息化发展相伴相生,相互促进。用足、用活、用好各类数据,对可靠决策至关重要。

如何将一个个孤立的作业面集合为管理的数据链,使分散的管理模式升级为立体化、透明化、科学化的现代管控体系?安全生产调度指挥中心信息“一张图”平台应运而生。它相当于一张“万物互联”的神经网络,在持续优化更新中实现对下属煤矿生产经营调度信息数据日报、信息统计、晨会速报,接入了采掘工程平面图、井上下对照图、矿井充水性图等,是煤业集团对下属矿井资源共享、协同调度和集中管控,增强灾害治理和应急处置能力的重要抓手。

据煤业集团总调信息室主任力宏才介绍,目前,安全生产调度指挥中心“一张图”有167座活跃矿井,通过建立矿业公司中心云,矿井边缘云,融合矿端设备层,逐步形成标准统一管理、数据分级处理、业务云边协同、资源合理调度的“云边端”分层架构,实现纵向到底、横向到边的三级应用融合开放平台,为建设全采集、全互通、全联动的上下一体化“智能矿井、智慧矿区”提供架构支撑。此外,安全生产指挥平台持续在探索由“智慧矿山”到“智慧矿区”的转变路径,以“生产执行分析系统”成果为纽带,链接下游智慧矿山成果至上层整体协调调度工作,实现亿吨级矿区的智慧化、协同化、智能化。

鉴于集团公司智能化矿山和智能化采掘建设均处于山西省领先地位,积累了大量的建设经验和好的做法。山西省能源局以晋能控股煤业集团智能化建设经验及具体做法为主要依据,编制了《山西省煤矿智能化建设指导手册》,用于指导全省煤矿的智能化建设。此外,煤业集团和中国煤炭工业学会合作,正在参与10项智能化标准的编制工作。

今年4月1日,修改后的《煤矿安全规程》即将正式实施。这是煤矿安全领域非常重要的一部部门规章,其中增加了积极推广煤矿自动化、智能化开采的要求,明确坚持以科技手段推动煤矿高质量发展。

锚定目标,坚定前行,道阻且长,行则必至。晋能控股集团在落实国家碳达峰、碳中和战略部署中积极作为,坚持“两线”发力,勇于破题开局,大力推动智能绿色安全开采和清洁高效深度利用,加快智能化改造,全力保障能源安全供应,奋力书写高质量发展的新篇章。

(网易山西 白金 赵江芳 通讯员 耿丽娜 助编 侯仕仪)

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