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科技“新赋能”点燃煤矿高质量发展“新引擎”

2020-12-31
来源:中国安全生产 作者:韩瑜 程程


策划人语:

  新基建浪潮扑面而来。与其相关的产业,正在成为我国稳投资、调结构、扩内需的新引擎。对传统行业来讲,新基建的融入并非简单意义上的拉动内投资,更是在帮助传统行业实现数字化、智能化转型升级的新契机。传统行业在经历了几十年的发展后,现如今已经站在了从“高速发展”到“高质量发展”、从“制”造到“智”造的转型路口。

  煤炭行业作为我国重要的传统能源行业,是我国国民经济的重要组成部分,其智能化建设直接关系我国国民经济和社会智能化的进程。20203月,国家发展改革委、国家能源局等八部门联合印发《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》,全面启动煤炭行业新基建。智能化建设是我国煤炭工业在继炮采、普采、综采之后的第四次技术革命。

  从全国来看,煤矿智能化已经从点的突破逐步迈向全面开花。山东、山西、陕西、安徽、河南、贵州六省智能化采掘工作面数量占到全国80%以上;中国移动、阳煤集团等70多家单位成立了5G智慧矿山联盟,推动智能化与矿山行业融合创新。

  为助力全国煤矿智能化建设,对各地、各企业煤矿智能化工作有所借鉴,本期策划从国家、地方政府和企业三个层面,就我国煤矿智能化未来发展方向和工作重点,部分地区、企业推动工作中的典型经验、做法进行深入报道。

 

 

                                     5G加持智能化开采  描绘产业发展新蓝图

 

   来而不可失者,时也;蹈而不可失者,机也。随着一系列新基建政策落地,5G、数据中心、工业互联网等新型基础设施建设加快推进,各行各业都在加快数字化转型步伐。煤矿产业也将顺势而行,迎来煤炭工业发展的第四次技术革命。

  2020924日,应急管理部、国家能源局和国家煤矿安监局联合召开全国煤矿智能化建设现场推进会。国务委员王勇出席会议时强调,要深入贯彻习近平总书记关于加强安全生产工作的重要指示精神,坚持生命至上、安全第一,深入实施科技强安战略,加快推进煤矿智能化建设,大力提高煤矿本质安全水平,努力从根本上消除事故隐患,坚决防范遏制各类生产安全事故发生。

  大势所趋,煤矿智能化时代阔步而来。

 

煤矿智能化全面开花

 

  智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑,是我国煤炭产业高质量发展的必由之路。应急管理部副部长、国家煤矿安监局局长黄玉治表示,煤矿智能化是防范化解煤矿安全风险的治本之策,是满足矿工美好生活向往的迫切需要,是促进煤炭行业转型升级、高质量发展的重要途径,是大势所趋,不推行智能化迟早会被时代淘汰。




智能化是煤炭企业高质量发展的核心技术支撑(摄影:陈勇)


  近年来,我国各地区、各有关部门和煤矿企业积极应用推广自动化开采技术和先进科技装备,煤矿智能化建设取得了积极进展。据悉,2015年全国建成3个智能化采掘工作面,2018年发展至80个,2019年达到275个,截至20208月底已达到401个,预计2020年底达到550个以上;采煤、钻锚、巡检等19种机器人已经投入应用;临时支护、超前支护、钻孔施工等13种机器人正在研发;井下搬运、密闭砌筑、管道安装等6种机器人也有待填补空白。“从全国来看,煤矿智能化已经从单点突破迈向全面开花。”黄玉治指出。

  随着《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》《煤矿机器人重点研发目录》等政策文件的出台,煤矿智能化建设顶层设计不断完善,山东、贵州、山西等省也纷纷出台煤矿智能化建设实施方案,加快推进示范矿井建设。同时,国家有关部门在安全改造资金、产能核增、产能置换等方面专门出台了支持政策,部分省份细化完善了配套政策措施,对智能化支持力度不断加大。例如,山西将煤矿智能装备、机器人研发应用纳入安全生产费用提取和使用范围;河南将安全改造配套资金从5%提高到10%。  

  此外,随着煤矿智能化建设驶入快车道,跨界合作也不断深入:航天技术、新一代信息与通信技术在煤炭行业广泛应用和深度融合,中国移动、阳煤集团等70多家单位成立了5G智慧矿山联盟,推动智能化与矿山行业融合创新。

 

站上发展新起点

 

  继往创新、开辟新途,才能走得更远。全国煤矿智能化建设现场推进会的召开将煤矿智能化建设推上了发展新起点。黄玉治表示,未来煤矿智能化将从以下四个方面开展重点工作。

  一是加强组织规划。各地要高度重视,把推进煤矿智能化建设列入重要议事日程,纳入到各地区、各有关部门“十四五”规划,制定煤矿智能化发展行动计划。要成立推进煤矿智能化协调机构,明确牵头组织部门,建立工作机制,定期调度工作进展,研究解决推进中的重大问题,推进各项政策措施落实落地。煤矿企业要制定3-5年智能化建设实施方案,与本地实施方案有序衔接,明确任务、时限、责任。要明确专项资金,加大投入力度,为智能化建设提供可靠保障。要组建专业技术团队,探索适合本矿实际的智能化技术路径。

  二要加大政策支持。各地要加强煤矿智能化发展相关政策的宣传和解读,提高政策知晓度。要发挥财政资金的引导作用,对积极推广应用井下智能装备、机器人岗位替代、推进煤矿开采减人提效的煤矿予以重点支持,撬动更多资源资本投入智能化建设。将煤矿相关智能化改造纳入煤矿安全技术改造范围,探索研究将相关投入列入安全费用使用范围。要优先支持智能化煤矿产能核增,合理释放先进产能。要把积极开展智能化建设作为标准化达标的加分项,激励智能化建设。要实施分类监管,对建成的智能化煤矿,适当降低检查频次,切实让煤矿享受到政策红利。

  三要分类分级推进。各地要坚持分类实施,一矿一策,重点推进。对央企、省属企业、基础条件好的企业,要带头上,率先建成一批效果突出、带动性强的智能化示范矿井;对冲击地压、煤与瓦斯突出等灾害严重的矿井,2020年要尽快上智能化,力争明年全部建成;对新建、改扩建矿井,要必须上,作为项目核准的必备条件;对基础条件差、上智能化有困难的煤矿,要先上机械化、自动化,逐步向智能化迈进;对实在上不了机械化、智能化的,要引导企业主动退出。

  四要强化统筹协调。推进智能化是个系统工程,必须统筹考虑、协调推进。要处理好政府引导与企业主动的关系,既要加强顶层设计和政策供给,又要充分激发企业的内生动力和创新活力。要处理好短期投入和长期回报的关系,推进智能化。企业要立足长远、放宽视野,算好安全账、综合账,实现安全与效益的“双赢”。要处理好硬件建设与软件提升的关系,既要重视技术装备的换挡升级,还要注重管理、人才、培训等软件提升,使软硬件相匹配。

 

推动煤矿科技进步

 

  “煤矿作为一个高危行业,要实现安全发展,必须紧紧依靠科技进步,不断提高安全保障能力,”黄玉治指出,“各地区、各有关部门和企业应以此为契机,大力推进煤矿安全科技进步。”

  一是不断提高防灾治灾技术水平,探索应用防灾治灾新技术。各地要结合实际,积极学习借鉴,大力推广瓦斯抽采、水害治理、冲击地压等防治技术的应用。如学习借鉴晋城煤业集团地面井和井下定向长钻孔抽采瓦斯技术,平煤神马集团水力冲孔增透技术,冀中能源采用三维地震精细勘探、径向水射流钻孔、微震监测预警等技术,伊泰红庆河等煤矿冲击地压井上下微震联合监测技术等。




推进煤矿智能化需持续强化安全技术人才培养(摄影:丁宁)


  二是跨界深度融合,深入开展煤矿安全技术攻关。“当前,在煤矿智能化、重大灾害防治、先进装备制造上还存在一些技术瓶颈和难题,必须加强科技攻关。”黄玉治指出。对此,各地区、各有关部门和企业要加强技术合作,构建以煤矿企业为主体、市场为导向、跨界深度融合的煤矿产学研协同创新机制;聚焦关键技术,解决一批“卡脖子”工程;强化推广应用,推广应用煤矿安全新工艺、新技术、新装备,央企、省属企业在新技术应用上应先行先试。

  三是强化安全风险监测预警。要高质量完成煤矿安全监控系统升级改造任务,并在现有改造的基础上,推进安全监控系统由信息化监测监控向智能化的事故超前分析决策、预警预报转变,由单系统并行向多系统集成转变,逐步实现瓦斯、水害、火灾、冲击地压等灾害的综合监控。

  四是持续强化安全技术人才培养。要严把人员准入,加强校企合作,变招工为招生。同时,推行高技能人才大师制,在职称评定、职务晋升上给予政策倾斜;通过建立大师工作室等方式,赋予人才更大的人财物支配权和技术路线决策权。要推进精准培训,创新培训方式方法,推进“互联网+培训”,开展体验式、案例式教学;组织技能“大练兵”、技术比武,提高员工实操技能和增强员工安全意识;突出矿长、总工程师、班组长、安监员等关键岗位培训,提高培训针对性。要加强大专院校煤矿智能化相关学科建设,强化基础理论研究,培养既懂煤矿专业、又懂智能化等新技术的复合型专业人才。

  新基建赋予的发展新机遇不容错过。黄玉治表示:“煤矿智能化建设是推进煤矿安全发展和煤炭行业转型升级的关键一招,也是推进煤矿安全治理体系和治理能力现代化的重要一环。我们相信,通过5G加持,发挥其赋能作用,定能推动煤炭工业转型升级,助力行业高质量发展。”

 

 

山东:树“山东标杆” 领跑煤矿产业智能化

 

  近日,全球首套矿用高可靠5G专网系统发布暨煤矿智能开采论坛在北京举行,山东能源集团自主研发的全球首套矿用高可靠5G专网系统在会上亮相,这标志着我国煤矿智能化建设又一次取得重大突破,也是山东省领跑煤矿产业智能化的又一次创新。




山东省加快推动智能化建设有利促进了煤炭行业高质量发展(摄影:丁宁)


  作为我国煤炭行业智能化的“探路者”,山东省先试先行,率先站在了“起跑线”上。近几年来,山东省煤炭行业紧紧围绕“减人、提效、保安全”,加快推动智能化建设由点到面创新突破,有力促进了行业安全高质量发展。据悉,截至20208月底,山东省已有61处矿井开展智能化建设,建成智能化采煤工作面85个,远程控制掘进工作面98个。

 

找准主攻方向,强化战略布局

 

  山东省作为经济大省,也是能耗大省。据了解,目前煤炭消费占到山东能源消费总量的70%左右。现有生产建设煤矿102处,其中生产煤矿99处(省属46处、市县属53处),核定生产能力1.35亿吨,2019年产煤1.21亿吨。但由于经历多年开采,加之受赋存条件影响,一直以来,山东煤矿开采普遍都饱受着灾害威胁,其中冲击地压矿井41处,采深超千米冲击地压矿井20处,居全国之首。安全生产风险多、管理难度大,龙郓煤业“10·20”重大冲击地压事故更是敲响了警钟。山东省的煤炭产业发展已然到了存亡的关键节点。

  如何能趋利避害,加快煤炭产业转型升级,智能化无疑是首选之举。近年来,山东省认真贯彻习近平总书记关于安全生产的重要讲话、重要指示精神,坚决落实党中央、国务院决策部署,始终树牢安全发展理念,主动作为、标本兼治,将煤矿智能化作为破解安全生产难题的主攻方向,坚决打好山东煤矿的“生存保卫战”。

  对此,山东省抢抓重大机遇,应对重大挑战,全面展开新旧动能转换重大工程战略部署,实施传统产业智能化技术改造三年行动,制定并出台了《山东省煤炭行业加快新旧动能转换实现转型升级实施意见》,突出“提、增、减、合”四条路径,大力推动以机器换人为重点的智能化建设。同时,把“煤矿智能化改造升级项目”“智能化成套装备制造项目”等纳入全省新旧动能转换优选项目和重点项目库,倒排工期、挂图作战。坚持在供给侧结构性改革中统筹推动,处理好“减存量”与“优增量”的关系,坚决淘汰落后煤炭产能。“十三五”以来,山东省累计关闭煤矿91处,30万吨以下煤矿全部关闭退出,煤炭产能结构进一步优化,平均单井生产规模达到132万吨/年,比2015年提高45%。坚持在“十四五”规划中统筹谋划,着眼构建新发展格局,在谋划制定“十四五”规划过程中,将煤矿智能化建设与传统产业提质升级统筹安排,与工业物联网、云计算、大数据、人工智能等新技术发展紧密衔接,与智能装备制造、新一代信息技术等新兴产业深度融合,推动了煤炭产业由劳动密集型向技术密集型加快转变。

 

规划“路线图”,强化目标引领

 

  面对新旧动能转换新要求和减人、提质、增效、保安全新任务,山东省煤炭产业主动摒弃“粗放增长”、科学扭转“路径依赖”,坚定不移地朝着智能化发展方向迈进。

  20195月,山东省组织召开了全省煤矿智慧化建设和智能化改造论坛,全面拉开了山东煤矿智能化建设序幕。在此基础上,山东省相继出台《关于加强全省煤矿智慧化建设和智能化改造的指导意见》《山东省煤矿智能化建设实施方案》,明确“施工图”“时间表”,确立了“1235”智能化发展思路方向。“1”,即牢树“一个理念”。践行“以人为本、生命至上”的安全发展理念,通过装备升级和技术革命,加快煤炭生产向更安全、更高效、更集约的方向迈进。“2”,即坚持“两个导向”。本着先急后缓、先易后难、依次推开的原则,推动智能化由采掘工作面向矿井全系统延伸,由示范煤矿向全省煤矿拓展。“3”,即实施“三步走战略”。第一步,2019年底全省冲击地压矿井采掘工作面全部实现智能化。到2020年底,全省大型煤矿全部实现智能化开采,智能化开采产量达到50%以上。第二步,“十四五”期间,全面推开智能化建设,智能化开采产量达到70%以上。第三步,到2030年,基本完成煤矿智能化建设。“5”,即做好“五个结合文章”。坚持企业主导与政府引导相结合、统筹规划与分步实施相结合,因矿施策与典型示范相结合、重点突破与全面推进相结合、创新推动与合作共享相结合,为智能化建设提供坚实保障。

  此外,山东省还进一步明确煤矿智能化建设的7个重点领域:推进新建煤矿智能化,建设智能化生产、安全保障、经营管理等多系统、多功能融合的一体化平台;推进采煤智能化,采煤工作面采用智能控制技术和可视化远程干预控制技术,合理应用综采工作面智能成套装备;推进掘进智能化,推广煤巷“掘支运”三位一体先进技术与装备;推进机电运输系统智能化,推广应用视频监视、智能监测与保护、自动控制或集中控制等技术,减少固定岗位人员;推进生产集中控制智能化,建设煤矿智能化管控信息平台,推广应用井上下无线终端平台,完善工业环网和无线网络;重点突破煤矿机器人研发与应用,攻克掘进机自动定位截割、锚杆自动钻装、放顶煤自动识别控制等关键技术;实现煤炭开采少人化,采掘工作面重点岗位实现机器人操作,逐步实现煤炭采掘一线少人化。

 

打好组合拳,强化示范带动

 

  肩负着推动技术创新、促进能源转型、实现可持续发展重任的山东省不辱使命,坚持问题导向和目标导向,分步实施、示范带动,走出一条独具特色的发展新路子。

  山东省将冲击地压矿井智能化建设作为切入点和突破口,加强源头治理,从根本上控风险除隐患。2019年率先颁布了全国首部冲击地压防治地方政府规章——《山东省煤矿冲击地压防治办法》,出台了《煤矿智能化验收办法》,明确6方面、225项内容,着力打造采掘少人化、机运无人化、防灾动态化、信息集成化、定位精确化的“五化体系”。

  为了避免智能化建设千矿一面,针对不同类型矿井,山东省积极探索、精准施策,打造了一批省级智能化示范矿井,并制定了“标准型”“目标型”两种智能开采建设企业标准。对此,山东省一方面注重完善激励引导,采取“三优先”(对符合智能化标准的新建矿井,优先审批;对省级智能化示范矿井,优先给予产能置换;对率先实现智能化开采的非冲击地压矿井,优先释放先进产能)激励措施,强力推进煤矿智能化建设。另一方面坚持典型引路,按照“试点探索、总结积累、全面推开”的思路,在综放开采矿井、大采高矿井、薄煤层矿井、千米深井、服务年限久的矿井等方面,分别探索建立了智能化示范模式,有效带动了面上工作的展开。

 

强劲“驱动力”,强化政策保障

 

  智能化建设是一项复杂的系统工程,离不开政策激励、资金投入、科技创新等环节要素支撑。为此,山东省采取了一系列牵引性、针对性举措,全力保障智能化建设持续推进。

  一是财政支持上,做到“三倾斜”。充分发挥财政资金导向作用,争取到的中央预算内安全改造投资、省市县配套资金和企业安全投入,全部向智能化项目倾斜。2020年安排5000万元用于支持煤矿智能化建设。2019年以来,累计实施中央预算内智能升级改造项目33个,省市县配套资金1亿元,带动企业投入110亿元,为智能化建设提供了强有力的资金支持。同时,压减利润指标,让国有煤矿企业有充足资金投入智能化建设和安全生产。

  二是科技创新上,搭建“三个平台”。即企业科技创新平台,“十三五”以来山东省煤炭行业新增国家级创新平台5个,院士工作站3个;技术交流合作平台方面,2019年召开全省煤矿智慧化建设和智能化改造论坛,2020年依托山东科技大学成立煤炭装备科技创新联盟;技术推广应用平台方面,研发推广22类煤矿机器人技术,应用于26处矿井、200余台套。2019年,国内首台煤矿大直径、大埋深、长距离煤矿岩巷全断面盾构机投入应用。

  三是人才支撑上,建设“三支队伍”。即加强煤炭行业科学家、企业家和工匠大师三支队伍建设,邀请院士、教授及行业顶尖人才,为煤矿智能化建设提供智力支持。鼓励企业引进顶尖人才,与高等院校合作培养技能型人才。2019年以来已举办智能化专题培训9期、1300余人次。

  面对新时代高质量发展新要求,山东省以智赋能率先起步,在坚定践行新发展理念的道路上不断前行超越,瞄准机械化、自动化、智能化发展方向,推动了煤矿智能化建设提档升级,为全国煤矿智能化建设作出了积极贡献。

 

 

贵州:“江南煤海”的智能化转型之路

 

  “大数据+煤矿深度融合”让煤炭开采实现了“精耕细作”,也让“江南煤海”重焕新机。地处云贵高原的贵州省,煤炭资源丰富,储量位居全国第五,占西南地区61%,煤种齐全、煤质优良,被冠以“江南煤海”之称。但由于煤矿基础薄弱、地质条件复杂、单井规模小、矿界范围小等自然、历史因素的困扰,让怀抱“黑金”的贵州省煤炭产业无处发力。

  2017年以来,贵州省以科技兴煤,力图摆脱传统煤矿开采模式。特别针对喀斯特地貌的复杂煤层开采难题,以技术榜单破解关键核心技术,为煤炭产业转型加码提速。

 

锁定攻坚目标全力抓落实

 

  贵州省煤层地质条件复杂、煤层厚度变化大倾角大、瓦斯灾害严重,开展煤矿智能化建设需解决三大问题。一是两种误区。地质条件复杂、煤层薄不能实现智能化机械化;即使实现智能化、机械化也达不到经济效益化。二是两大瓶颈。技术瓶颈,改造技术路径和标准尚是空白,需摸着石头过河。资金瓶颈,改造资金缺口大、每年需要投入28亿元。三是两个积极性。地方政府、煤矿企业都不愿意先行先改、观望情绪严重。




2018年5月,贵州省第一个煤矿智能化综采工作面发耳煤矿31004智能化工作面建成

投用(供图:发耳煤矿)


  为此,2017年,贵州省人民政府下发《关于煤炭工业淘汰落后产能  加快转型升级的意见》(以下简称《意见》),全面推进实施煤矿智能机械化升级改造,通过政策、技术等方面探索创新,坚决淘汰落后产能,加快贵州省煤炭工业的转型升级。《意见》提出到2020年生产煤矿采煤机械化率100%,运输、排水、通风、压风、供配电、供水、地面洗选、瓦斯抽采8个子系统智能化率100%的阶段性目标。贵州省委省政府先后出台省委201820号文件、省政府20179号文件,对“两个100%”的目标进行细化落实。为此,贵州省制定下发煤矿智能化建设实施方案,明确了阶段任务,纳入了目标考核,完善了配套政策。同时,首批选择不同企业性质、不同地质构造、不同井型、不同灾害级别的煤矿123处先行先改,适时组织召开全省煤矿现场观摩会,总结经验、典型示范、以点带面。截至20208月底,贵州省生产和建设煤矿全部开展机械化智能化改造,贵州省生产采煤机械化率88.5%、辅助生产系统智能化覆盖率98.8%33处煤矿开展采掘智能工作面改造,2020年底将全面实现“两个100%”目标。

  在此基础上,贵州省持续增压加码,提出到2025年,大型煤矿基本建成智能煤矿、综采综掘工作面基本实现智能化的目标。

 

突破技术瓶颈求创新

 

  贵州省煤炭产业的转型发展并非一切顺利。按照《意见》要求,2020年贵州省生产煤矿采煤机械化率将达到96%。其余难以实现机械化开采的4%煤矿是影响贵州省采煤机械化的关键(即“关键4%)。这“关键4%”煤层赋存条件复杂多样,由于煤层倾角大、构造复杂、井田范围小等问题难以实现机械化开采。对此,贵州省坚持问题导向,按照专家论证方向、实现既定目标,针对不同类型煤矿具体解决技术和经济“两个可行性”的问题。

  “两榜一单”解决技术可行性。贵州省针对地质条件复杂,适配性智能化技术装备工艺不成熟的客观实际,面向社会发布《贵州省“关键4%”煤矿机械化开采技术榜单》《贵州省煤炭智能采掘技术榜单》,重点解决复杂地质条件煤矿开采和55°以上大倾角煤矿机械化开采难题,以及煤矿掘进工作面少人化、采煤工作面无人化、运输系统无人化等问题。同时,联合攻关形成目录清单。支持大型煤矿企业与中煤科工、郑州煤机厂、湖南煤机厂等科研设备单位合作,重点突破了多种适合贵州本地特点的技术装备目录清单,并根据技术攻关和试点示范,总结提出“省级能源云大数据+煤矿地面集中平台+开采机械化+系统自动化+管理信息化”建设思路,出台《贵州省煤矿智能机械化建设与验收暂行办法》《贵州省煤矿智能化数据交换技术要求(2020版)》,明确“1+8”智能化辅助系统标准(1个综合信息化管控平台,通风、瓦斯抽采、压风、排水、运输、供配电、工业视频监控、信息导引及发布8个系统),做到“建设标准统一、信息标准统一、管理系统统一”,初步形成具有贵州特色的煤矿智能化技术标准体系。

  “算好三笔账”实证经济可行性。在开展试点示范中注重投入产出的比较分析,通过解剖麻雀将试点煤矿的经济账算给全省煤矿。一是减员账单。从“密集作业”到“少人作业”,全省改造升级煤矿合计减少井下岗位人员5000人、减少危险岗位4200人,年降低人工成本3.5亿元。二是安全账单。从“人工干预”到“智能启停”,大数据平台实时监控、自动响应,井下设备自动化控制、可视化操作,实现系统优化保安。三是效益账单。从“低效采煤”到“高效作业”,产能利用率提至90%,比2016年提高26%

 

双重保障构建长效机制

 

  解决“关键4%”矿井机械化开采问题,不仅使煤炭资源利用效率大幅提高,还为开采丰富的极薄、急倾角煤层,甚至2000米以深更为丰富的煤炭资源奠定基础。为确保煤矿智能化转型各项工作稳步推进,贵州省从机构组织和资金支持上给予了双重保障。

  在组织保障方面,先后成立了由省级领导担任组长的省煤炭工业转型升级工作领导小组、省基础能源产业振兴领导小组,统筹推进全省煤矿机械化智能化建设工作。成立了地方党委政府牵头的工作推进领导小组,协调推进本地区煤矿机械化智能化改造攻坚工作。各煤矿企业按照“一矿一策”编制改造方案,形成上下衔接有序,各层级组织领导抓改造工作格局。此外,先后出台了13个涉及“两化”政策文件,建立了从方案设计、施工建设、建成验收、运维管理等智能化全过程、全周期的政策体系。行业主管部门与业务审批部门联动,建立能源工程建设项目审批制度改革方案,将煤矿建设项目审批从原来581个工作日压缩到现在的80个工作日。与相关能源职业学校联动,开展新型学徒制即“招工招生一体化”,培育大批煤矿智能化技能型人才;与纪检监察部门联动,建立通报、提醒、约谈、问责机制。依托贵州大数据产业发展优势,建设贵州大数据“能源云”,将煤矿智能化平台接入“能源云”平台,实现煤炭生产和智能化设备运行的远程监测监控和预警。



2020年5月29日,贵州豫能投资有限公司安顺煤矿主斜井智能机器人巡检试运行,

成为贵州首个使用机器人巡检的矿井(摄影:张培军)


  在资金保障方面,贵州省在全国率先出台省级综合支持政策,省财政自2017年以来每年列支10亿元专项支持煤炭结构调整转型升级及智能化机械化改造。2020年起再新增10亿元用于支持煤矿瓦斯治理和智能化发展。截至目前,已累计下达改造资金近20亿元。对资金使用实行问效,要求每个申请奖补资金的煤矿企业必须同步制定资金使用绩效目标,将资金绩效目标与煤矿机械化智能化改造项目验收同步开展,凡是达不到绩效目标要求的一律收回或相应扣减。同时,首创财政资金引导、社会资金跟进的投贷联动机制,将财政资金与金融企业资金按15:85比例共同投资改造项目。目前,已撬动银行贷款100多亿元。各煤炭企业也是积极行动,创新自筹。建立了四方联动融资机制,煤矿选定设备及厂商,金融机构出资购买,政府平台担保,租赁给煤矿,煤矿分期支付租金,帮助解决设备购买资金超20亿元。

  推进智能化为贵州省煤炭产业带来翻天覆地的变化,煤矿产能结构、矿井系统、生产环境实现全面优化,确保了煤矿生产提质增效。据统计,贵州省生产建设煤矿数量从2017年的483处减少到368处,单井产能规模从32.3万吨/年提升至53万吨/年;产能利用率从201765%增至201980%以上,电煤供应从20175500万吨增长到20196400多万吨,煤矿企业普遍实现盈利;2017年以来累计减少井下危险岗位近7500人,事故起数和死亡人数大幅下降,2020年以来同比下降83.3%87.9%,没有发生煤矿瓦斯事故和较大及以上事故。

 

 

国家能源:以智能化打造世界一流能源集团

 

  国家能源集团成立于201711月底,总资产1.75万亿元,位居世界500强第108位。拥有煤炭、电力、化工、运输等主要产业,具有独特的煤电化运一体化运营模式,其中,煤炭产能5.6亿吨,电力装机2.5亿千瓦,化工品产能1600万吨,铁路运力5.2亿吨。现有生产煤矿70处,其中,安全生产标准化达标煤矿59处,占84%;特级安全高效煤矿45处,占64%2020年以来,坚决贯彻党中央、国务院决策部署,国家能源集团一手抓疫情防控,一手抓复工复产,1-8月煤炭生产34919万吨,同比增长0.8%,实现利润总额534亿元。

 

强化战略引领,做好顶层设计

 

  国家能源集团始终以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,深入贯彻落实习近平总书记提出的“四个革命、一个合作”能源安全新战略。国家发改委、应急管理部等八部委印发《关于加强煤矿智能化发展的指导意见》后,国家能源集团党组高度重视,重新调整煤矿智能化建设领导小组,编制印发了集团公司《煤矿智能化建设实施意见》,全面加快煤矿智能化建设,推动煤炭产业高质量发展。一是明确目标。结合集团公司煤炭产业发展现状,确定了煤矿智能化发展目标:到2021年实现“1257”目标,建成上湾、金凤等10个智能煤矿示范工程,全集团20%掘进工作面、50%采煤工作面、70%选煤厂实现智能化;井下固定岗位基本实现无人值守;完成适用于采煤、掘进、运输、安控、救援五大类煤矿机器人的研发与应用。到2025年实现“5511”目标,50%煤矿、50%掘进工作面、100%采煤工作面、100%洗煤厂实现智能化。到2035年,煤矿全面实现智能化,煤炭企业保持世界一流水平,煤炭产业实现高质量发展。二是规划先行。当前,国家能源集团正在加紧制定“十四五”发展规划,煤矿智能化是“十四五”规划的重要组成部分,也是引领煤炭产业转型升级、实现高质量发展的核心支撑。集团公司明确了煤矿智能化建设的“四项原则”,即统筹规划、分类施策;需求牵引、重点突破;试点先行、有序推进;自主创新、开放合作,全面实现由“规模产量”向“质量效益”,“劳动密集”向“技术创新”,“传统开采”向“智能开采”,“高危生产”向“本质安全”的四大转变。目前,国家能源集团修订完善了《煤矿智能化建设规划》,各煤炭子分公司调整了《煤矿智能化实施方案》,各煤矿修订了《煤矿智能化实施细则》。国家能源集团上下已形成了层次分明、相互衔接、规范有效的实施体系和管理体系,形成了煤矿智能化建设的保障机制。




轮式机器人(摄影:丁震)


 

强化自主创新,增强核心实力

 

  一是关键核心技术取得了新突破。智能采煤、掘进是智能化煤矿建设的关键点。国家能源集团根据不同区域地质赋存条件,选择典型代表,进行重点攻关。目前,国家能源集团已掌握了5种具有自主知识产权的智能采煤核心技术,即:薄煤层无人化智能开采技术、中厚煤层透明自主智能开采技术、厚煤层采煤机器人智能开采技术、大倾角厚煤层单向智能开采技术、直立煤层综放智能开采技术,实现了薄、中、厚煤层智能采煤技术全覆盖。掌握了5种智能掘进核心技术,即:智能综掘技术、全断面智能快掘技术、智能连掘技术、复杂地质条件智能快掘技术、TBM智能快掘技术,实现了煤、岩、半煤岩智能掘进技术全覆盖。掌握了3类矿用卡车无人驾驶核心技术,即率先实现了全球最大的300吨级卡车无人驾驶试运行,在极寒地区完成了220吨级卡车编组无人驾驶,实现了“100吨级、200吨级、300吨级”矿用卡车无人驾驶技术全覆盖。掌握了521种煤矿机器人核心技术。认真落实《煤矿机器人研发目录》等相关要求,对煤矿机电设备进行机器人化升级,研发、应用了采煤工作面机器人群、掘进机器人、选矸机器人、巡检机器人等21种机器人,实现了五大类煤矿机器人全覆盖,逐步将员工从艰苦、危险的作业环境中解放出来。

  二是产学研用耦合取得了新进展。以现场需求为导向,通过多元合作,广泛凝聚设备厂商、信息化高新技术企业、科研院所、行业协会等内外部力量,精诚合作、攻坚克难,加速推动核心关键技术突破,打通基础研究和技术创新无缝衔接的绿色通道。国家能源集团煤炭产业有3个国家重点实验室,3个院士协同创新中心、10余个专业科研机构,与中国煤科集团组建煤矿智能化协同创新中心,负责煤矿智能化建设总体规划和建设标准编制,以及智能化建设工作,目前开展了煤矿智能化基础研究和重大科研项目攻关,部分项目初见成效;先后与华为、中国电信、航天科工等企业签订了战略合作协议。集聚内外部科研技术力量,共同形成了可靠的智能化建设创新联盟。在煤矿智能化方面,已累计获奖66项,获得授权发明专利19项,实用新型专利99项。

  三是标准体系建立取得了新成效。国家能源集团总结煤矿数字化建设经验,凝练煤矿智能化示范工程技术成果,完善智能煤矿、智能选煤厂、智能采煤、智能掘进、卡车无人驾驶、煤矿机器人等技术条件和评价指标,配套发布煤矿智能化建设、评价、验收规范,建立健全集团煤矿智能化建设分类分级标准体系。制定了《综采工作面智能化建设技术标准》《选煤厂智能化建设技术标准》等标准140多项,有效指引、总结、提高了煤矿智能化建设工作水平。

 

强化示范工程,分类推进实施

 

  国家能源集团针对“煤矿数量多、分布区域广、开采方式多、条件差别大”的特点,分集团层、矿区层、煤矿层三级搭建了智能化信息平台,在井工煤矿、露天煤矿、选煤厂中分别选取典型打造了智能化样板、标杆示范工程,形成了可复制可推广的国家能源智能煤矿建设方案,以点带面推动煤矿智能化发展。

  一是打造了“三级”智能信息平台。建设集团级智能一体化管控平台,集成了“一体化集中管控、智能化高效协同、可视化深度融合”的协同调度指挥平台和ERP企业资源计划管理系统,实现了企业的安全生产业务、经营决策一体化管理,成为了国家能源集团的“智慧大脑”。建设矿区级智能一体化管控平台,以子分公司为整体,统筹各煤矿不同特点,实现跨地区、跨矿井、跨系统的多维度实时数据监测分析。建设煤矿级智能一体化管控平台,深度集成井上下各系统和设备的关键点位,实现预警联动、专业调度、高效协同。

  二是打造了国内领先的亿吨级区域煤矿集中控制项目示范工程。国家能源集团选取了智能化发展基础较好、水平较高的神东矿区实施区域煤矿集中自动化控制系统项目。通过组织多个设备厂商、信息化服务商进行联合攻关,打破了各厂商之间的信息壁垒,统一了矿山机电设备通信接口和协议标准,最终建成了全国首个亿吨矿区中央智能生产控制指挥中心,实现了对五矿六井全部系统的集中控制、关联分析、故障诊断与决策管理,集中控制范围达620平方公里,打造了国内首个亿吨级智能矿区。

  三是打造了国内领先的智能井工煤矿示范工程。过去,煤矿各个业务分别建设了分散的信息系统,但各系统间数据不能互联互通,形成了信息孤岛。为了解决这个问题,实现煤矿大数据的全域融合,研究实施锦界智能煤矿建设关键技术与示范工程。通过生产控制系统把煤矿四个层级多个独立信息系统深度融合,实现井上下多专业“一张图”管理,建成了国内第一个智能化煤矿,获得了国家科技进步二等奖。

  四是打造了国内领先的智能露天煤矿示范工程。为了提高露天煤矿的智能化建设水平,打造露天煤矿的智能化样板,国家能源集团选取了黑岱沟煤矿实施智能露天煤矿建设关键技术与示范工程。集中内外部技术力量进行攻关,自主研发应用了露天煤矿智能一体化管控平台,实现采装、运输、排弃环节智能化调度。集中研发了智能地质测量和建模、智能爆破设计和布孔系统、炮孔智能测量机器人、智能装药系统、智能化网络起爆技术等多个智能系统模块,全面提高了露天煤矿的智能化水平。

  五是打造了国内领先的智能选煤厂示范工程。国家能源集团向先进制造行业学习,建成神东上湾智能选煤厂示范工程。通过集中攻关,解决了多个技术难题,建立了涵盖洗选生产工艺全过程的数字化模型,构建了智能决策系统。

  记者在采访中了解到,在此基础上,国家能源集团进一步打造了智能加药、无人装车、煤泥水智能处理等多个辅助环节智能系统。建成了全国智能化水平最高的智能洗煤厂,开创了“黑灯无人”洗煤厂先河。示范工程建设完成后,采取分级分类方式推广建设。神东矿区及周边赋存条件相似的煤矿推广上湾、锦界示范智能煤矿建设技术,宁东矿区推广金凤、红柳示范智能煤矿建设技术,乌海、新疆、大雁、平庄等区域煤矿推广老石旦、乌东示范智能煤矿建设技术。露天煤矿推广黑岱沟、西湾、宝日希勒示范智能煤矿建设技术。选煤厂推广上湾示范智能选煤厂建设技术。目前,全集团智能开采工作面达到20个、智能洗煤厂达到20个、智能掘进工作面达到10个,煤矿机器人研发应用21102台。

 

 

同煤集团:构建同煤模式 打赢能源革命攻坚战

 

  按照《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》的要求,大同煤矿集团有限责任公司(以下简称同煤集团)制定了智能化矿山建设顶层设计和总体规划,围绕“智能化改造、智慧化应用”,坚持依靠智能化技术创新发展,以“数字化、网络化、智能化”为引领,以“少人则安、无人则安”为目标,以“自动化减人向智能化无人”为路径,建设一批安全、高效、智能的现代化矿井,促进(实现)煤炭开采少人、无人,实现(达到)煤矿减人、提效,提高安全保障能力,建成多个“安全、高效、绿色、智能”的智能化矿井,促进煤炭产业高质量发展。遵循“整体规划、分布实施、逐步完善”的思路,建设“资源开采数字化、技术装备智能化、生产过程可视化,信息传输网络化、管理决策科学化”的同煤智能模式。




同煤集团依靠智能化技术创新发展


  2020年,同煤集团重点完善综合自动化、重点区域5G无线覆盖、智能矿山数据集成平台、智能矿山云图系统、辅助运输及人员精确定位系统,建设完成智能化综采工作面,建成统一完备的传输网络、数据管理平台、智能分析平台,夯实智能化建设基础。目前塔山、同忻、麻家梁三座千万吨矿井智能化建设硬件施工已全部完成,正在进行软件的调试工作。

 

智能开采技术取得新突破

 

  目前,同煤集团承担的国家“十三五”资源领域重点研发计划“千万吨级特厚煤层智能化综放开采关键技术研究及示范”项目,正在塔山矿8222工作面实施。随着国内外自动化、智能化采矿技术的发展,8米以下一次采全高基本实现了自动化作业。针对8米以上特厚煤层智能化综放开采方式的研究空白,同煤集团联合中煤科工、天地科技、中国矿业大学、河南理工大学等科研机构,力求攻克智能放煤主要存在的顶煤运移冒放理论、智能放煤决策模型、煤矸精准识别和采支放运协调控制四个方面的世界性难题。项目针对上述1个理论、3项技术难题开展攻关,同时建设两个具有代表意义的示范工程。对应设置了特厚顶煤运移和冒放理论研究、采放协调智能放煤工艺模型、煤矸精准识别技术、综放工作面智能化放煤控制关键技术与装备、特厚硬煤超大采高智能综放开采技术装备及示范工程、特厚煤层智能化综放开采成套技术装备及示范工程6个课题。目前项目已通过中期验收,实现了全自动割煤、全自动跟机、地面远程一键启停、刮板运输机智能变频调速、煤流含矸率智能化检测。围绕“智能割煤、智能跟机、智能放煤、智能调速、智能预测”五大方面,通过采煤机自动化程序割煤系统、采煤机惯导系统、液压支架位姿精准控制技术、煤矸精准识别技术等多种智能化新技术、新装备的研发、试验、应用、融合,探索出“以数据决策为导向”的全新生产管理模式,达到“无人跟机作业,有人安全巡视,地面远程操控”的目标,实现矿井智能化综放开采技术性变革,为我国特厚煤层“绿色、安全、高产、高效”开采提供可靠的技术支撑与行业典范。

 

井下5G应用场景不断深入探索

 

  同煤集团在井下5G技术的应用方面编制了应用场景规划,解决了针对煤矿特殊应用场景上下行带宽时隙反转、针对井下多系统传输网络切片化业务全程隔离等一系列难题,重点在视频智能识别、数据高速传输、传感器的无线无源等方面进行了尝试。其中塔山矿主要应用在运输系统的数据高速传输和视频智能识别,例如:综采工作面顺槽皮带的煤矸识别、人员违章及数据关联识别告警等。同忻矿主要应用在综采工作面的数据传输,例如:通过图像拼接技术,实现全景工作面,为采煤机远程操控提供视觉基础,将气体、温湿度、压力、电压电流、液位等参数接入网络实现数据主动上报及关联告警。麻家梁矿主要应用在视频智能分析方面,例如:5G+巡检机器人、5G+VR实训、5G+多媒体调度、5G+远程控制协同等,实现对所控设备的远程启停和状态监测,完成对现场作业状况的实时监控,协同控制等功能。同煤集团还从实时监测、自动控制、装备效率等方面探索基于盾构机及多臂掘锚一体机的智能化快速掘进技术、基于5G网络的智能化无人化洗煤厂建设、基于5G网络的煤矿井下环境感知及安全管控建设,利用5G网络,实现安全生产运行数据的全面实时互联,赋能智能矿山建设。

  在谈到未来两年计划时,同煤集团相关负责人告诉记者,2021年,同煤集团将完善智能化主运输、供配电、供排水、井下环境监测、大型设备运行在线监测及经营管理等系统,将自动化与信息化深度融合,提升矿山智能化的应用水平;建设任务是将信息化升级成智能化1.0,部分子系统具备自学习、自决策功能。2022年,将建设完善智能通风、安全生产经营分析、煤矿场区及绿色生态智能系统等,实现科技增安、科技减人,达到安全可靠化、管理高效化、效益最大化的目标。建设任务是将智能化1.0升级成2.0,基本实现数据应急联动、自主学习、自主决策的功能。




打造煤—电—云工业互联网产业集群


  针对智能化建设过程中存在的堵点,同煤集团以1+1+N的模式成立了5G+智能化联合创新实验室,以智能化现场作为出题人,1+1+N作为答题人,通过政产学研用紧密结合的方式,将一批智能化现场急需的产品,在实验室快速研发,快速应用到井下现场,解决智能矿山建设的挡手问题,到目前为止已聚集生产厂商、科研机构30余家,揭榜攻关课题20项,为智能化建设提供了可靠的保障。

 

工业互联网创新应用成效显著

 

  引领煤炭行业工业互联网平台建设。在国家煤矿安全监察局的组织下,同煤集团参与由中国安全生产科学研究院牵头组成的2+3+N工作团队,以同煤集团承担的国家工业互联网标识解析二级节点为契机,共同建设煤炭行业的工业互联网平台。平台的搭建,有利于煤炭行业大数据的挖掘、存储、应用,实现资源高效集约利用,提高信息透明度和运作规范性。同煤集团已建设成山西省和煤炭行业目前唯一一个工业互联网标识解析二级节点,具备为我国煤炭行业,乃至能源行业上下游企业提供稳定的标识注册和标识解析服务能力。

  由国家煤矿安监局牵头承担建立一个统一的煤炭行业工业互联网大数据平台,将实现对物资、设备、资金的科学管理,改变传统煤矿形象,开创煤炭行业新局面。此外,同煤集团还牵头联合阳煤集团、淄矿集团等编制的《工业互联网标识解析能源(煤炭)标识编码规范》标准草案,已通过中国煤炭工业协会的立项答辩,为标识在煤炭行业的推广铺平了道路,目前已在国内发展注册企业78家,其中煤机企业占70%以上。同煤集团正与中国联通、中国移动和中国电科等央企合作重点打造基于标识解析的一码上云的设备云平台、一码全览的产品质量追溯、一码到底的协同制造创新应用。在将煤炭行业标识解析二级节点与工业互联网集成的基础之上,建设并实现基于标识解析的创新集成应用,为全国煤炭行业提供创新应用服务。

  打造煤---云工业互联网产业集群。同煤集团将煤炭工业互联网平台与智能矿山、智能电厂建设结合,积极打造煤---云工业互联网产业集群。围绕传统产业向数字产业转型发展将产业链加长变粗、围绕能源革命实现黑色产出向绿色输出、围绕高质量发展提高企业抵御风险能力的目标,将新基建、新技术、新材料、新装备、新产品、新业态等“六新”与传统领域创新转型升级发展相结合。同煤集团将重点攻关方向定位于工业互联网标识解析二级节点建设和应用上,将前瞻布局领域定位于煤---云工业互联网产业集群上,把握好作为目前山西省和煤炭行业唯一一个工业互联网标识解析二级节点的机遇,通过建设和推广工业互联网平台,构建产业生态圈,挖掘上下游及互补性强的产业的合作潜力,将同煤集团在煤、电上的优势与电信运营商在数据中心、云计算应用上的优势结合起来,打造煤---云产业集群,使同煤集团由主要输出煤炭、电力向存储和加工、输出数据转变,把工业互联网建设与煤---云产业集群建设统筹规划、久久为功,为转型发展谋篇布局,为经济高质量发展勾勒出一个新的千亿级煤---云产业蓝图。

 

 

华为:新ICT引领矿山迈向智能化

 

 

  华为技术有限公司(以下简称华为)是全球领先的ICT(信息与通信)基础设施和智能终端提供商,聚焦能源领域,持续加强面向煤炭行业智能化研发投入,利用数字技术为煤矿企业提供场景化解决方案,联合行业内生态伙伴,围绕煤矿生产“采、掘、机、运、通”的重点业务系统,打造基于5G、云、AI等新ICT技术的智能矿山联合解决方案。将数字技术融入煤炭生产核心业务场景,逐渐改变了传统煤炭行业的形态,把矿工从高风险的作业环境中解放出来,提高煤矿的安全生产水平和生产效率,为煤炭产业数字化加速和高质量发展提供新动能。

 

创新核心技术  加速煤炭产业数字发展

 

  在煤炭行业,依托于5G+F5G的“双5G”技术,华为帮助煤炭企业实现井下设备的无线工业控制和海量数据的稳定回传;安全可信、技术领先的云计算技术,打通了煤矿复杂的系统信息孤岛,实现了应用的快速创新;而拥有强大算力、支持软件定义的全栈全场景人工智能技术,助力矿井无人、少人化。

  大带宽5G上行技术。华为率先推出上下行配比为1:35G基站。该设备在井下实测,每秒上行能够达到超千兆(即1Gb/s以上)。以目前的4K高清智能摄像机为例,每一路视频所需要占用的带宽约为16Mb/s。保守估计,5G单站下即可满足50路的4K摄像机的视频实时稳定回传。基于5G的大带宽、低时延、广连接特性,尤其华为在煤矿领域的大带宽5G上行的创新优势,可实现井下高清视频的实时回传,煤机装备的5G远程控制,智能机器人巡检,数以万计的传感器数据回传等应用场景。

  全栈全场景AI技术。据了解,2019年,华为AI技术已率先服务于山西省煤炭生产经营信息采集与物流服务平台,平台解决了煤炭行业人流、煤流、物流场景中“跑冒滴漏”的物流问题。除物流场景外,AI也在煤炭行业的人流、煤流等业务场景中有相对成熟的应用:如探放水、瓦斯抽采等岗位标准化作业,主运皮带、矿井变电所的无人值守等。这些场景均采用AI技术替代人员值守,以机器人替代危险岗位作业,实现减人提效,提高安全保障水平。通过全场景AI与矿井机械化设备结合的模式,AI技术将从试点部署走向普惠应用,大大提高煤矿生产效率,并改善矿工工作环境,提升矿工幸福感。

  安全可信华为云。煤矿数字化平台提供了应用部署的“黑土地”,帮助矿山实现计算资源的集约控制、按需分配,同时还提供了各类高阶服务按需下沉,实时更新的能力,保持矿山数字平台的技术领先性。应用集成平台打通了业务孤岛,提供应用集成与数据融合,避免共性能力重复建设。针对煤矿信息化系统运维能力较差的问题,华为云专属运维基地将负责统一远程运维,保持业务安全可靠运行。通过华为数字平台与矿井各类现有子系统的对接融合,能够打通各类数据,发挥数据价值,提升管理效率。

  井下F5G全光网络。作为第五代固定网络通信技术,华为F5G全光网络解决方案提供了新的网络结构和通信方式,解决了煤矿井下恶劣环境中的通信技术难题。F5G全光网络从井下终端一跳直达井上,中间为全无源架构,很大程度上减少了井下交换机防爆认证的投入。而全程预链接技术也能免去井下熔纤的需求。同时,全光网络解决方案提供了全网端到端运维可视技术,能够从地面系统进行光纤断点自动精准检测,解决了井下复杂环境下环网运维效率的难题。记者在采访中了解到,华为正在积极推动硬件产品的防爆工作,其中,5G基站已经在全国多个矿山下井,Wi-Fi6F5G光网络产品也在9月底完成相关防爆认证工作。同时,数字平台已完成与多个行业伙伴的对接和适配工作,并已在全国各地多个煤炭矿企以及非煤矿企落地、应用。

 

建设智能矿山  实现生产运营自动管理

 

  2019年以来,依托行业领先的5G+AI+云技术,华为在煤炭行业积极开展煤炭智能化先行探索,与行业伙伴联合,共同赋能煤炭企业,在诸多方面取得了积极成效,为后续行业智能化转型打下坚实基础。华为联合业内伙伴于2020710日隆重对外发布华为智能矿山联合解决方案。该方案构建中,联合龙软科技、精英数智、上海山源、和利时、华洋通信、睿呈时代等合作伙伴,引入先进的5G+AI+云等先进的ICT技术,华为提出了“31+N+5”的智能矿山整体架构。

  “31+N+5”即矿山一张网、矿山一朵云、矿山一平台以及N个应用与5个中心。通过矿山一张网,构建互联互通、统一高效、综合承载的矿山融合网络;通过矿山一朵云,构建安全可信、弹性灵活、运维高效的数字化底座;通过一平台,打破烟囱式系统,形成数据共享、能力共享、开放统一的矿山数字平台,以此支撑矿山在采、掘、机、运、通等环节的几十个到数百个各类应用系统,支撑矿山打造各类智慧业务应用,以及形成决策指挥中心、安全生产中心、综合集控中心、智能巡检中心以及经营管理中心。

  据了解,目前智能矿山联合解决方案正在全国各地煤炭矿企以及非煤矿企积极推进落地中,部分重要板块已在相关矿企取得先行落地。例如:山东黄金采用华为数字平台支撑其核心生产业务,采用ROMADAYU等技术与其业务深度融合,支撑构建智能矿山;山西焦煤庞塔矿采用5GLTENB-IoT等技术实现井下全域无线覆盖,构建井下一张网,下一步将在一网基础上,实现“一云、一平台”来支撑矿山各类业务系统;内蒙古白云鄂博矿采用华为5GeLTE、机器视觉、数字平台等技术构建露天矿山无人驾驶,以此作为突破口来推进智能矿山建设;斜沟矿采用华为eLTE等技术,打造了智能矿山,实现“信息采集全覆盖、生产过程全记录、人机环境全监控、数据资源全共享、统计分析全自动、业务管理全透明”,加快信息化和自动化深度融合。

  此外,华为支撑构建的煤矿事故风险分析平台在山西大规模部署,利用先进技术手段提高煤矿安全生产能力和煤矿安全监管水平,切实加强风险管控。华为积极与各大运营商合作推进煤矿场景5G部署,20199月与阳煤集团、中国移动签署5G业务框架合作协议,联合开展5G+智能矿山应用合作。依托中国移动5G网——井下534米“超千兆上行”煤矿5G专用网,阳煤集团新元煤矿成功实现了煤矿智慧化管理,打造基于5G+智能矿山新的产业格局,探索5G网络在煤矿通信、管理、生产、销售、安全、监测等方面的应用落地,为5G在煤炭行业的应用、建设智能矿山奠定基础。

  在露天矿,全球首个5G无人驾驶矿车应用在白云鄂博矿区落地,通过融合GPS、视觉感知等技术,利用车载传感器、路测传感器的多层面数据,实现车辆远程操控、车路融合定位、精准停靠、自主避障等功能,有效提高特殊环境下矿车作业效率,最大程度减少工程现场作业人员数量,有效确保人员安全。同时,通过“5G+远程控制系统”搭建远程智能调度监控平台,建设车车-车网-车地通信系统,最终实现矿山生产运营自动化管理。

 

打造信息平台  助力煤炭运输销售监管

 

  华为和晋能集团按照“政企合作、数据互通、三方配合、购买服务”模式,联合建设了山西省煤炭企业生产经营信息采集与物流服务平台,覆盖山西省700多个矿、1300多个洗煤厂。

  从源头企业获取生产经营数据,利用云计算、人工智能最新技术将煤炭运输全流程自动化监管起来,解决了“五难”问题,即煤炭产销量统计难、矿企税收稽核难、超限超载管理难、公路污染治理难、运输市场整治难。

  该平台适用于山西省煤炭经营企业和政府相关职能部门,通过对煤矿源头生产数据和物流数据的采集和汇总分析,为政府行政管理提供数据支撑和信息服务,建立有效的第三方运营管理机制和政府部门的监管机制,实现规范管理,公开、透明、公正运行。该平台的建立,是助力山西省着力打造能源革命“排头兵”、促进地方经济高质量发展的重要内容,是推动“放管服效”改革、规范生产经营秩序、服务煤炭企业发展的迫切需要,是进一步促进公平竞争、强化总量调控的重要举措。

 

开发“煤炭大脑”实现智能监测应用

 

  华为与精英数智、煤炭科学研究总院共同开发的“煤炭大脑”平台可以实现煤矿各场景智能感知、智能决策,并不断自学习升级模型。系统运用机器视觉、机器听觉、边缘计算等技术实现调度智能化、装备机器人化。“煤炭大脑”平台已经在长治三元王庄煤矿实现了探放水智能监测应用,在山西天地王坡煤业实现了皮带运行智能监测应用。华为南非代表处邀请南非共和国埃索矿业集团到王庄煤矿参观“煤炭大脑”解决方案,有力推动山西省国际化技术输出。

  华为云还携手中国炼焦业协会、中国煤炭科工集团院基于华为云工业智能体平台以面向焦化企业,提供融合先进配煤机理的人工智能智慧配煤解决方案,提供高精度焦炭质量预测和炼焦生产配煤配比优化功能。该方案已经在河南、山东、内蒙古、新疆等区域多个焦化企业应用,应用效果得到使用企业高度认可。

  陕煤小保当煤矿智慧园区方案,打通、整合了矿业物联网、大数据、视频、统一通信、GIS等基础平台及各类应用,统一采集处理海量的矿业数据,打破信息孤岛,实现人、流程和信息三个层面的全面整合。同时,在华为ROMA平台的助力下,小保当智慧园区智能运营中心构建了“一屏览矿区”的便捷管理模式,打通物理世界与数字世界的界限,对楼控系统、设备设施运维、矿区安全事件等进行统一、可视化多维管控,全方位展示运行状态,完成矿区事件动态智能决策与实时响应。

  记者在采访中了解到,华为还将在矿山领域持续投入,通过“以点带面”、不断创新,与合作伙伴一起面向未来,联合构建全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的矿山综合智能系统,最终实现生产作业更安全、生产效率更高、生产环境更环保的目标。

 

【责任编辑:cheng】