一直以來(lái)，國(guó)家能源集團(tuán)致力于煤礦智能化頂層設(shè)計(jì)，成立煤礦智能化建設(shè)辦公室，負(fù)責(zé)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、經(jīng)驗(yàn)共享、檢查督導(dǎo)、年度考核等工作。各涉煤子分公司作為智能化建設(shè)工作的主體單位，負(fù)責(zé)建立組織機(jī)構(gòu)、逐級(jí)落實(shí)責(zé)任、健全考核機(jī)制、建立人才體系，全面推進(jìn)煤礦智能化建設(shè)工作。
國(guó)家能源集團(tuán)榆家梁煤礦綜采工作面調(diào)度室
神東礦區(qū)：全面對(duì)標(biāo)世界一流
在神東榆家梁煤礦43101薄煤層智能綜采工作面，巡檢機(jī)器人來(lái)回穿梭，國(guó)家能源集團(tuán)神東煤炭相關(guān)負(fù)責(zé)人在現(xiàn)場(chǎng)詳細(xì)介紹實(shí)現(xiàn)自主智能割煤的“秘密武器”——三維激光掃描巡檢機(jī)器人。
“這種機(jī)器人通過(guò)智能攝像頭、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、三維激光掃描裝置，可以替代煤機(jī)司機(jī)的眼、耳、皮膚，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和準(zhǔn)確記錄工作面煤層地質(zhì)變化和煤機(jī)、支架的運(yùn)行軌跡。”王存飛說(shuō)，“它的最大巡檢速度可達(dá)每分鐘60米，10分鐘內(nèi)可完成工作面的掃描。通過(guò)對(duì)比工作面各項(xiàng)數(shù)據(jù)和智能分析，自主制定未來(lái)10刀煤的割煤策略。”
井工煤礦綜采工作面智能開(kāi)采是國(guó)內(nèi)外煤炭行業(yè)長(zhǎng)期的研究方向，但受煤層賦存變化大、探測(cè)手段少、物探精度低等限制，綜采智能化很長(zhǎng)一段時(shí)間只能局限在記憶割煤的技術(shù)上。
面對(duì)這一挑戰(zhàn)，國(guó)家能源集團(tuán)開(kāi)創(chuàng)性地提出“基于精確三維地質(zhì)模型和掃描構(gòu)建工作面絕對(duì)坐標(biāo)數(shù)字模型的自主智能割煤技術(shù)”，并在神東榆家梁煤礦43101薄煤層智能綜采工作面成功應(yīng)用，解決了長(zhǎng)期困擾智能化開(kāi)采的煤巖無(wú)法識(shí)別難題。
榆家梁煤礦通過(guò)綜采工作面智能化建設(shè)，支架跟機(jī)拉架自動(dòng)化率達(dá)到90%以上，人工干預(yù)率降低到10%以下。采煤機(jī)人工干預(yù)頻次降低到2次/分。
神東上灣煤礦12306綜采工作面實(shí)施了設(shè)備集中控制和預(yù)警、專家決策、煤巖識(shí)別、安全供電、礦壓監(jiān)測(cè)等多種智能信息化管理，智能工作面集中控制系統(tǒng)全部實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。
為確保各類機(jī)電設(shè)備的通信接口協(xié)議的一致性和兼容性，國(guó)家能源集團(tuán)從集團(tuán)層面制定并發(fā)布機(jī)電設(shè)備通信接口協(xié)議，通過(guò)協(xié)議的推廣應(yīng)用，加快了設(shè)備改造的進(jìn)度，降低了數(shù)據(jù)集成的難度，提高了通信的實(shí)時(shí)性及可靠性，實(shí)現(xiàn)了多品牌機(jī)電設(shè)備間的互聯(lián)互通。
如今，上灣煤礦利用無(wú)線遙控及遠(yuǎn)程干預(yù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了控制臺(tái)電工、機(jī)頭看護(hù)工、自移機(jī)尾司機(jī)三崗合一，減少生產(chǎn)人員19人，創(chuàng)造了單個(gè)工作面最高日產(chǎn)5.84萬(wàn)噸、最高月產(chǎn)146萬(wàn)噸的新紀(jì)錄。
目前，國(guó)家能源集團(tuán)在神東礦區(qū)建成了全國(guó)首個(gè)億噸礦區(qū)中央智能生產(chǎn)控制指揮中心，實(shí)現(xiàn)了對(duì)五礦六井全部系統(tǒng)的集中控制、關(guān)聯(lián)分析、故障診斷與決策管理，集中控制范圍達(dá)620平方公里，打造了國(guó)內(nèi)首個(gè)億噸級(jí)智能礦區(qū)。
寧煤礦區(qū)：創(chuàng)造條件推進(jìn)智能化
鼠標(biāo)輕輕一點(diǎn)，轉(zhuǎn)載機(jī)、采煤機(jī)依次啟動(dòng)記憶割煤，支架自動(dòng)跟機(jī)移架、推溜、降架、護(hù)幫一氣呵成，智能采煤系統(tǒng)源源不斷地將煤炭輸送到地面……這是寧夏首個(gè)常態(tài)化智能開(kāi)采工作面——國(guó)家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)棗泉煤礦220704工作面作業(yè)的場(chǎng)景。
“220704智能化采煤工作面攻克了大傾角智能化開(kāi)采過(guò)程中支架來(lái)回移動(dòng)的自動(dòng)控制等技術(shù)難題。自2020年3月開(kāi)始實(shí)現(xiàn)了常態(tài)化應(yīng)用，跟機(jī)率為91.6%，記憶截割率為94.9%。”棗泉煤礦副礦長(zhǎng)張曉龍說(shuō)。
與神東礦區(qū)不同，寧夏煤業(yè)所轄14對(duì)礦井地質(zhì)條件各異，水、火、瓦斯、煤塵、頂板、地?zé)?、?dòng)壓七害俱全，并且經(jīng)常會(huì)遇到大傾角開(kāi)采，生產(chǎn)中又面臨采掘失調(diào)，同時(shí)艱苦崗位招工越來(lái)越難，職工老齡化問(wèn)題凸顯。
“寧夏煤業(yè)的智能化從一開(kāi)始就沒(méi)有追求高大上，而是從解決工作面綠色安全高效開(kāi)采的最根本問(wèn)題著手。”棗泉煤礦副總工程師馬昆說(shuō)。
2013年至今，寧夏煤業(yè)已累計(jì)建成20個(gè)自動(dòng)化采煤工作面。2020年，棗泉煤礦、羊場(chǎng)灣煤礦二分區(qū)、任家莊煤礦分別有一個(gè)工作面傾角在15度左右，采煤機(jī)記憶截割率、支架跟機(jī)移架率都達(dá)90%以上。梅花井煤礦111801工作面在26度傾角下，支架跟機(jī)移架率達(dá)100%。
作為寧夏及國(guó)家能源集團(tuán)智能礦山示范建設(shè)工程，金鳳煤礦通過(guò)“工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)+總線+無(wú)線”的混合架構(gòu)組網(wǎng)，讓井上井下多媒體綜合信息雙向、實(shí)時(shí)、高效、可靠傳輸，礦井有了“千里眼”和“順風(fēng)耳”。
露天礦區(qū)：多場(chǎng)景應(yīng)用新技術(shù)
“露天煤礦智能開(kāi)采要通過(guò)持續(xù)優(yōu)化生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)和生產(chǎn)裝備，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的高效協(xié)同智能作業(yè)。”準(zhǔn)能哈爾烏素露天煤礦機(jī)電副礦長(zhǎng)郭安斌說(shuō)。
國(guó)家能源集團(tuán)寶日希勒露天煤礦極寒工況5G+220噸無(wú)人駕駛卡車
2020年9月25日，在國(guó)家能源準(zhǔn)能集團(tuán)黑岱溝露天煤礦礦坑下，編號(hào)為508的930E礦用卡車勻速行駛在1200平盤(pán)道路上。駕駛室里，方向盤(pán)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)、調(diào)整，車輛安然駛向前方。無(wú)人駕駛礦用卡車在準(zhǔn)能集團(tuán)正逐漸變成現(xiàn)實(shí)。
不久前，內(nèi)蒙古呼倫貝爾氣溫達(dá)到零下30多攝氏度，在這種嚴(yán)寒天氣下，在國(guó)家能源集團(tuán)大雁公司(神寶能源)寶日希勒露天煤礦生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，世界首臺(tái)極寒工況5G+220噸無(wú)人駕駛礦用卡車空載最高運(yùn)行速度達(dá)到38千米/時(shí)，較有人駕駛的30千米/時(shí)提升了26.7%，重載速度達(dá)到32千米/時(shí)，并向預(yù)定目標(biāo)40千米/時(shí)推進(jìn)。5臺(tái)無(wú)人駕駛礦用卡車在智能調(diào)度平臺(tái)的統(tǒng)一管理下，與電鏟、推土機(jī)等設(shè)備編組協(xié)同高效運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)每臺(tái)無(wú)人駕駛礦用卡車均安裝了耐低溫裝置與傳感器，具備在極寒天氣下作業(yè)的能力。
這是國(guó)家能源集團(tuán)新技術(shù)多場(chǎng)景研發(fā)應(yīng)用的一個(gè)縮影。
國(guó)家能源集團(tuán)將神寶露天礦原有卡調(diào)系統(tǒng)、超速預(yù)警系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)整合為統(tǒng)一平臺(tái);對(duì)現(xiàn)有車載安保設(shè)備進(jìn)行整合改造，增設(shè)道路交通監(jiān)控設(shè)備，研發(fā)終端安全管控軟件平臺(tái);采集多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一分析管理;將安保系統(tǒng)與調(diào)度系統(tǒng)整合為一套主機(jī)兩塊屏幕，實(shí)現(xiàn)了防碰撞預(yù)警、盲區(qū)監(jiān)控、駕駛員行為分析等功能;形成了統(tǒng)一的集團(tuán)露天煤礦礦用車輛安保系統(tǒng)的整合升級(jí)改造實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)發(fā)統(tǒng)一的礦用安全生產(chǎn)調(diào)度指揮平臺(tái)，形成了露天煤礦建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)。
準(zhǔn)能集團(tuán)利用數(shù)字礦山項(xiàng)目新建或整合了60多個(gè)信息系統(tǒng)，形成了集中統(tǒng)一的“數(shù)據(jù)中心”，做到了數(shù)據(jù)的共享和高效利用，實(shí)現(xiàn)了公司生產(chǎn)、安全、經(jīng)營(yíng)、機(jī)電、技術(shù)等各個(gè)領(lǐng)域的信息化全覆蓋。
在此基礎(chǔ)上，準(zhǔn)能集團(tuán)在露天煤礦的穿、采、運(yùn)、排各個(gè)環(huán)節(jié)，建設(shè)了自動(dòng)采集、監(jiān)測(cè)和智能調(diào)度等系統(tǒng)，初步實(shí)現(xiàn)了原煤生產(chǎn)、洗選裝車、鐵路運(yùn)輸、矸石發(fā)電、輔助生產(chǎn)等全產(chǎn)業(yè)鏈的一體化聯(lián)動(dòng)管理，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人或少人，作業(yè)人員減少350人;大型設(shè)備的利用效率有了提升，物料消耗成本降低2元/噸。
選煤廠：開(kāi)創(chuàng)“黑燈無(wú)人”時(shí)代
通過(guò)智能化改造與應(yīng)用，神東上灣選煤廠發(fā)生了重大的生產(chǎn)變革。
國(guó)家能源集團(tuán)平莊煤業(yè)六家煤礦GPRT智能選矸機(jī)器人
該廠的技術(shù)管理員張新元用4個(gè)轉(zhuǎn)變來(lái)描述：“區(qū)域巡視向無(wú)人值守轉(zhuǎn)變、調(diào)度室集中控制向移動(dòng)集中控制轉(zhuǎn)變、人工數(shù)據(jù)采集向系統(tǒng)自動(dòng)采集轉(zhuǎn)變、運(yùn)行狀態(tài)由經(jīng)驗(yàn)分析向大數(shù)據(jù)智能分析轉(zhuǎn)變。”
上灣選煤廠裝車車間職工武美榮的雙手再也不用高度緊張地工作在裝車操作臺(tái)前，自開(kāi)發(fā)應(yīng)用智能裝車系統(tǒng)后，她只需要根據(jù)裝車數(shù)量，設(shè)置好參數(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝車。
如今，該廠建立了涵蓋洗選生產(chǎn)工藝全過(guò)程的數(shù)字化模型，構(gòu)建了智能決策系統(tǒng)，并進(jìn)一步打造了智能加藥、無(wú)人裝車、煤泥水智能處理等多個(gè)輔助環(huán)節(jié)智能系統(tǒng)，建成了全國(guó)智能化水平最高的智能洗煤廠，開(kāi)創(chuàng)了“黑燈無(wú)人”洗煤廠的先河。
寧夏煤業(yè)各個(gè)洗煤廠已經(jīng)實(shí)現(xiàn)所有設(shè)備遠(yuǎn)程一鍵集中啟停車，生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)各單元設(shè)備智能化運(yùn)行。
洗煤廠生產(chǎn)車間內(nèi)，區(qū)域巡檢人員兩人一組，全面取代了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備崗位操作人員。再也看不到工人人工挑選矸石的“熱鬧”場(chǎng)景，取而代之的是各廠生產(chǎn)廠房?jī)?nèi)，各種設(shè)備在穩(wěn)定運(yùn)行，智能加藥、無(wú)人裝車……
新目標(biāo)：2025年煤礦全部實(shí)現(xiàn)智能化
國(guó)家能源集團(tuán)成立了煤礦智能化建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組，健全了監(jiān)督考核機(jī)制;結(jié)合自身特點(diǎn)，制定了煤礦智能化建設(shè)規(guī)劃及目標(biāo);梳理完善了煤礦智能化建設(shè)相應(yīng)的制度體系和考核辦法;加大人力、物力、財(cái)力投入，制定操作性強(qiáng)的財(cái)政支持政策和評(píng)優(yōu)評(píng)先政策。
國(guó)家能源集團(tuán)烏海老石旦煤礦5G+云平臺(tái)調(diào)試成功
此外，國(guó)家能源集團(tuán)積極做好智能化建設(shè)人才培養(yǎng)和儲(chǔ)備工作，做好自主培訓(xùn)，將智能化相關(guān)技術(shù)納入安全培訓(xùn)考核內(nèi)容，同時(shí)借鑒國(guó)內(nèi)外領(lǐng)先技術(shù)，按照煤礦賦存條件、礦井產(chǎn)能、災(zāi)害防治等情況，對(duì)集團(tuán)煤礦智能化建設(shè)進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)。
截至目前，國(guó)家能源集團(tuán)已開(kāi)展大柳塔等9個(gè)國(guó)家首批智能化示范煤礦、補(bǔ)連塔等10個(gè)集團(tuán)生產(chǎn)智能化示范煤礦、保德等4個(gè)集團(tuán)安全智能化示范煤礦建設(shè)。未來(lái)，國(guó)家能源集團(tuán)還將打造高效智能神東示范礦區(qū)、安全智能寧東示范礦區(qū)、綠色智能準(zhǔn)能示范礦區(qū)。到2025年，該集團(tuán)各煤礦將全部實(shí)現(xiàn)智能化。
