擁有360多處煤礦、產(chǎn)能達8億多噸的陜西，是我國煤礦智能化建設(shè)的先行先試地區(qū)。依托陜西煤礦智能化建設(shè)優(yōu)勢，中煤陜西榆林能源化工有限公司煤化工項目的配套資源礦井——大海則煤礦，持續(xù)統(tǒng)籌推進技術(shù)優(yōu)化創(chuàng)新、智慧化及綠色礦山建設(shè)，著力打造國際領(lǐng)先的安全、高效、綠色、智能現(xiàn)代化的示范礦井。
“云大腦”讓井下生產(chǎn)一目了然
大海則煤礦于2020年11月被列為國家首批智能化示范礦井，成為8家新建智能化煤礦之一，井田面積265.63平方公里，資源總儲量47.86億噸，設(shè)計可采儲量32.09億噸，建設(shè)規(guī)模2000萬噸/年，服務(wù)年限114年，概算總投資為129.79億元，其中，智能礦山建設(shè)總投資為6.45億元。
《中國能源報》記者在大海則煤業(yè)公司生產(chǎn)控制指揮中心看到，600余米深的井下智能化綜采工作面上，智能化采煤系統(tǒng)正高效運轉(zhuǎn)，煤炭源源不斷地通過傳送帶運往地面。井下人數(shù)、車輛、通風(fēng)情況，甚至礦工所在具體位置等各系統(tǒng)數(shù)據(jù)和畫面通過攝像頭和5G通信網(wǎng)絡(luò)實時傳輸回指揮中心大屏，一旦有異常情況，地面工作人員便能及時發(fā)現(xiàn)、及時應(yīng)對。
據(jù)記者了解，大海則煤礦智能化建設(shè)通過5G、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)與煤炭生產(chǎn)深度融合，建設(shè)了全礦井“一張網(wǎng)”“一中心”“一張圖”“一平臺”“一標(biāo)準(zhǔn)”。2021年，大海則煤礦完成了5G 700MHz與2.6GHz融合組網(wǎng)首發(fā)，建成一條大海則煤礦自有的無線網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)井上下“5G、WiFi、IoT、工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)”一網(wǎng)管控，井下采掘等主要巷道完成5G網(wǎng)絡(luò)部署。下一步，隨著5G智能接管機器人、應(yīng)急偵測救援機器人“上崗”，實時對高空管路、危險區(qū)域進行立體式、全方位安全巡檢，將有效杜絕安全盲點，大幅度降低職工作業(yè)風(fēng)險。
“利用5G高速率、大連接、低延時的優(yōu)勢，大海則煤礦實現(xiàn)了采掘工作面等遠程設(shè)備‘零時差’操控，形成‘規(guī)劃割煤、視頻跟機、地面遠控’的開采模式，2021年投用至今，采煤機開采速度可達15m/min。”大海則煤礦副總經(jīng)理郭瑞說，大海則煤礦大力推進智能化采煤作業(yè)，智能化率達到80%，單日割煤18刀，最大日產(chǎn)量達4萬噸，職工作業(yè)勞動強度大幅降低，生產(chǎn)效率明顯提高。
智能化提升經(jīng)濟和社會效益
此前，采煤工人忍受著井下煤塵、高溫、噪音等惡劣環(huán)境，徒手操作采煤機和液壓支架，如今，通過智能化技術(shù)，不僅工作環(huán)境迎來極大改善，還能實現(xiàn)全過程無人化操作和智能化運行，煤炭生產(chǎn)流程正在發(fā)生翻天覆地的變化。
大海則煤礦率先開展深埋藏大采高條件下常態(tài)化智能開采，建成2個大采高智能綜采工作面，采用1:1可視化建模技術(shù)構(gòu)建實時生產(chǎn)三維模型，建立精準(zhǔn)定位感知系統(tǒng)，實現(xiàn)人員主動防護、設(shè)備防碰撞預(yù)警、上竄下滑監(jiān)測等功能。
同時，智能化快速掘進裝備投入使用。大海則煤礦快速掘進成套裝備由慣性導(dǎo)航定位、信號傳輸、音視頻、遠程操作、設(shè)備工況在線監(jiān)測、自動截割等系統(tǒng)組成，具有一次成巷、地面遠程集控、安全高效三大優(yōu)勢。實時顯示掘進工作面環(huán)境圖像、掘進機運行狀態(tài)、設(shè)備運轉(zhuǎn)等信息，構(gòu)建起“工作面遠程集控、多機智能協(xié)同、地面可視化”的掘進新模式，大幅降低勞動強度，提高工作效率。
除了多技術(shù)融合的智能綜采、智能掘進外，大海則智能化選煤廠也實現(xiàn)了從原煤儲運至產(chǎn)品裝車的智能化系統(tǒng)全覆蓋建設(shè)，內(nèi)容包括1個平臺、3大功能系統(tǒng)和14個智能化子系統(tǒng)。智能一體化平臺實現(xiàn)各系統(tǒng)自動運行、自主調(diào)節(jié)、智能決策以及全系統(tǒng)三維數(shù)字孿生，可24小時無間斷運轉(zhuǎn)，智能加介、壓濾等控制系統(tǒng)生產(chǎn)現(xiàn)場無崗位工，實現(xiàn)安全、高效、綠色、智能生產(chǎn)。大海則煤礦《煤炭洗選工程三維可視化全生命周期管理平臺項目》榮獲煤礦智能化創(chuàng)新聯(lián)盟2022年度全國煤礦智能化重大進展獎。
基于此，選煤廠生產(chǎn)運行工作人員的數(shù)量和工作強度明顯降低，生產(chǎn)工人勞動定員減少48人，降低材料消耗約10%—15%，精煤回收率提高0.3%—0.5%，選煤廠智能化應(yīng)用率85%以上。“相較于人工采制化模式，智能采制化系統(tǒng)可24小時不間斷運行，效率提升50%以上，現(xiàn)場僅需1名巡檢人員，節(jié)省崗位工20余人，減人增效顯著。”工作人員向記者介紹。
除持續(xù)提升煤礦安全建設(shè)水平、提高作業(yè)人員的安全保障外，智能化技術(shù)也助推大海則煤礦獲得顯著經(jīng)濟效益。具體來看，云數(shù)據(jù)中心、模塊化機房的建設(shè)使用，有效整合了煤礦現(xiàn)有資源并極大提升資源的利用率，降低基礎(chǔ)設(shè)施的運維和管理成本至少30%以上；礦井5G多頻組網(wǎng)建設(shè)完成，系統(tǒng)的投資成本降低30%，同時因光電纜及設(shè)備數(shù)量的減少，維護工作量顯著下降。
持續(xù)打造國際領(lǐng)先智能化礦井
對標(biāo)發(fā)展新定位，大海則煤礦通過推動5G、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)與煤炭生產(chǎn)深度融合，已初步實現(xiàn)智能化礦井階段性目標(biāo)。
“圍繞打造‘安全高效綠色智能現(xiàn)代化示范礦井’建設(shè)目標(biāo)，大海則煤礦將進一步結(jié)合目前智能化建設(shè)應(yīng)用情況，在科技創(chuàng)新、機器人應(yīng)用、智能遠控等方面加大人力、物力保障，著力實現(xiàn)智能化減人、提效、保安全的工作目標(biāo)。”大海則煤礦黨委書記、董事長、總經(jīng)理馬冠超表示。
馬冠超指出，大海則煤礦矸石充填項目依托中煤集團“煤礦矸石處理”重大科技專項，已完成一期工程建設(shè)，順利實現(xiàn)采空區(qū)4200m遠距離矸石漿充填，最終將形成177萬噸/年固廢處理能力，實現(xiàn)煤礦全部固廢零排；同時積極采用光伏、變頻等節(jié)能技術(shù)，礦井主輔生產(chǎn)系統(tǒng)主要用能設(shè)備均達到國家一級能效水平，為建成安全、高效、綠色、智能現(xiàn)代化示范礦井提供有力支撐。
郭瑞介紹，由于目前國內(nèi)尚無智能化礦井整體建設(shè)的成熟經(jīng)驗，大海則煤礦智能化建設(shè)在設(shè)計規(guī)劃、建設(shè)目標(biāo)、設(shè)備應(yīng)用以及軟件協(xié)同等方面均屬于探索實踐過程，仍存在智能化礦山建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，各系統(tǒng)軟硬件接口不匹配、數(shù)據(jù)互通分析效率不高等問題。
對此，馬冠超表示：“我們將加大外部溝通力度，聯(lián)合裝備制造企業(yè)、科研機構(gòu)共同研究解決智能化建設(shè)的行業(yè)難題、技術(shù)瓶頸等，提高智能化建設(shè)水平，為煤礦行業(yè)提供可借鑒方案，不斷提煉形成指導(dǎo)性強、切實可行、引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的智能化建設(shè)中煤方案。”
