陜西日報  2020年10月19日 8版

六穩(wěn)”“六?！笨搓兤螅?/strong>智慧礦山長啥樣

本報記者 程靖峰

從礦山自動化到數(shù)字礦山，再到如今的智慧礦山，數(shù)字經(jīng)濟時代有關未來礦山建設與實現(xiàn)方式的概念不斷被刷新。智慧礦山到底長啥樣？

連日來，記者走訪榆林地區(qū)的一些現(xiàn)代化礦井發(fā)現(xiàn)，不同于傳統(tǒng)煤礦動輒三四千人，這里的煤礦“小而精”，年產(chǎn)能千萬噸級的礦井，職工僅1000人左右，智慧礦山建設正在讓煤炭開采這一高危勞動密集型行業(yè)轉變?yōu)椤案呔狻奔夹g密集型行業(yè)。

1 百米井下有了“網(wǎng)約車”

在100多米的地層深處，礦工通過刷卡或手機發(fā)出用車申請，地面指揮中心根據(jù)系統(tǒng)人員定位接單派車，載人升井……9月10日，記者在陜煤榆北煤業(yè)小保當公司一號煤礦見識了這樣的“黑科技”。

李師傅是一號煤礦的一名礦工，在井下中央變電所完成交接班后，他將工作卡輕輕地貼近智慧乘車站點終端刷卡感應區(qū)。3分鐘后，距離最近的一輛車到達乘車點。20分鐘后，李師傅安全升井。下車后，他再次刷卡確認目的地。系統(tǒng)自動從李師傅所在區(qū)隊的經(jīng)費中扣除車費，并向機運隊支付。

隨著產(chǎn)能的不斷提升，煤礦井下巷道輕松突破幾十公里，礦工上下班雖有專業(yè)防爆人車集中接送，但也會出現(xiàn)計劃外用車的緊急情況。不久前，一號煤礦智慧化站點式井下交通系統(tǒng)投用，礦工可通過手機APP、系統(tǒng)終端刷卡等方式發(fā)起用車申請，系統(tǒng)收到信息后，自動分析乘車人所在地點、乘車人數(shù)、用車緩急情況及距離乘車人最近的車輛運行狀態(tài)，第一時間將乘車需求信息發(fā)送給膠輪車司機。司機按照系統(tǒng)指令，完成運送服務。系統(tǒng)實時結算用車費用，實現(xiàn)日清日結。

井下“網(wǎng)約車”順應了科技出行的大趨勢，陜煤榆北煤業(yè)曹家灘公司還實現(xiàn)了“網(wǎng)約車”井上、井下全覆蓋，為礦山的應急調(diào)度、隱患排查提供了運輸保障，也為員工績效考核等智慧管理打通了技術通道。

“跑得多掙得多，司機出車也有了算賬意識?！辈芗覟┕据o助運輸隊人車司機高磊說，過去司機拿固定工資，現(xiàn)在開“網(wǎng)約車”，工資和訂單量、接單里程掛鉤，只要輸入員工代碼，就能查到當天掙了多少錢。

通過車輛資源的智慧配置與運行，將車輛的運輸費結算從區(qū)隊延伸至班組和個人，曹家灘公司內(nèi)部核算中心可以通過系統(tǒng)配套的內(nèi)部核算客戶端自動上傳各類考核數(shù)據(jù)，實現(xiàn)員工績效考核智慧高效運行。

2 “機器人”掘進安全又高效

9月9日，在第十五屆榆林國際煤博會現(xiàn)場，工作人員通過一臺平板電腦演示遠程一鍵啟動智能掘進機器人系統(tǒng)。在榆北煤業(yè)小保當公司112204工作面，智能掘進機器人系統(tǒng)啟動，布滿截齒的截割滾筒緩緩升起開始工作，煤博會現(xiàn)場響起熱烈的掌聲。

一直以來，掘進是煤礦生產(chǎn)的突出短板。與高歌猛進的開采技術相比，掘進裝備和技術水平提升緩慢，掘進效率無法滿足現(xiàn)代礦井開采需求，極易造成“采掘失衡”，給安全生產(chǎn)埋下隱患。

今年6月，榆北煤業(yè)聯(lián)合西安科技大學、西安煤礦機械有限公司共同開發(fā)研制的智能掘進機器人系統(tǒng)正式發(fā)布。8月20日，機器人系統(tǒng)完成地面組裝調(diào)試后入井。小保當公司一號煤礦組建了一支掘進技術攻關團隊，根據(jù)井下生產(chǎn)實際累計對設備開展了8大類160多項技術改造，進一步提高了系統(tǒng)作業(yè)的協(xié)同性，同時增加了作業(yè)人員的操作空間。

與其他的掘進裝備相比，智能掘進機器人系統(tǒng)除了具有安全高效、快速掘進等特點，更在智能化上有了質(zhì)的飛躍。該系統(tǒng)集掘、支、錨、運、通風、除塵等功能于一體，具備掘進定位導航及位姿自主糾偏、自適應截割、軌跡跟蹤、環(huán)境多智能參數(shù)感知、設備狀態(tài)在線監(jiān)測與故障診斷、遠程控制等功能。

“智能掘進機器人系統(tǒng)應用后，掘進工作面由原來的18人減少至8人，掘進月進尺大幅提升。我們一定會改造好、使用好這套先進設備，為破解‘采掘失衡’的行業(yè)難題探索方案。”小保當公司一號煤礦掘進二隊隊長王劍說。

中國工程院院士王雙明表示，70%的煤礦事故發(fā)生在掘進過程中，煤礦智能快速掘進機器人系統(tǒng)的研制和應用，破解了復雜地質(zhì)條件智能掘進難題，可實現(xiàn)掘、支、運同步作業(yè)，減少掘進工作面人員，讓工人遠離危險和繁重崗位，促進煤礦安全和生產(chǎn)效率邁上新臺階。

智能掘進機器人系統(tǒng)的投用對煤炭行業(yè)來說是一次開拓創(chuàng)新的試驗，也是智慧礦山建設的重大探索，將為煤礦井下巷道實現(xiàn)安全、智能、快速掘進作出示范。

3 打造煤礦的“智慧大腦”

井下“網(wǎng)約車”、智能掘進機器人系統(tǒng)是智慧礦山建設的兩項前沿性的探索，實際上智慧礦山的發(fā)展仍然處于起步階段，也沒有具體的行業(yè)標準。目前，國內(nèi)大多數(shù)煤礦的升級改造還停留在以自動化設備升級、基礎網(wǎng)絡及通信設施升級為主要內(nèi)容的初級階段，建成的各個子系統(tǒng)并沒有完全融合，成為“孤島”系統(tǒng)。

業(yè)內(nèi)專家認為，只有把礦山作為一個有機整體，從宏觀上對生產(chǎn)全流程進行再造，打通礦山從源頭到終端各個環(huán)節(jié)，才能打破發(fā)展瓶頸，達到建設智慧礦山的初衷和目標。

在眾多探索實踐中，榆北煤業(yè)發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，在建設之初就搭建好智慧礦山建設框架，把煤礦建設成會思考、能決策的“機器人”。通過智能化設備和技術的應用，該公司3對礦井及生產(chǎn)相關子系統(tǒng)已全部投運，各子系統(tǒng)實現(xiàn)了高度融合，匯聚海量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)自主分析決策、預警提示、遠程控制等功能，打造了煤礦“智慧大腦”。

該公司下屬礦井實現(xiàn)4G通信網(wǎng)絡全覆蓋，工作面、大巷等區(qū)域安裝的各類智能化傳感設備、攝像頭可對周邊環(huán)境進行感知分析，通過4G通信網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛嬲{(diào)度指揮中心供決策使用。

以小保當公司一號煤礦為例，該礦的智慧礦山建設分為三大層級：最底層為執(zhí)行層，包含各種傳感設備，將煤礦的各種數(shù)據(jù)信息收集上來；第二層為傳輸層，如同人的神經(jīng)系統(tǒng)，負責信息傳輸；最上層是管控層，對采集到的數(shù)據(jù)進行分析，實現(xiàn)對井下設備的遠程操控。

“瞄準世界一流，打造綠色高效智慧能源企業(yè)，成為中國煤炭行業(yè)智慧礦山建設的領跑者是榆北煤業(yè)的使命和目標?！庇鼙泵簶I(yè)黨委書記、董事長肖緒才表示，智慧礦山建設讓企業(yè)生產(chǎn)效率大幅提升，目前公司全員采煤工效達到1.5萬噸左右的行業(yè)領先水平，未來幾年將達到2.5萬噸，為榆神礦區(qū)千萬噸級現(xiàn)代化礦井集群建設和開發(fā)提供有力支撐。