中國(guó)煤炭科工：煤礦智能化建設(shè)助力煤炭行業(yè)科技變革
文章來(lái)源：中國(guó)煤炭科工集團(tuán)有限公司 發(fā)布時(shí)間：2023-11-08
作為我國(guó)煤炭工業(yè)科技創(chuàng)新排頭兵，近年來(lái)，中國(guó)煤炭科工集團(tuán)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)中國(guó)煤炭科工）整合優(yōu)化內(nèi)部科技資源，積極開(kāi)展產(chǎn)學(xué)研合作，成立智能礦山研究院、礦山大數(shù)據(jù)研究院等智能化核心技術(shù)支撐機(jī)構(gòu)，研發(fā)形成透明礦井、智能開(kāi)采、智能掘進(jìn)、智能運(yùn)輸、智能洗選等核心技術(shù)裝備，率先提出并建成全國(guó)首個(gè)煤礦智能化采煤工作面，主導(dǎo)完成超半數(shù)的智能化煤礦建設(shè)，為全國(guó)煤礦智能化發(fā)展發(fā)揮了重大支撐引領(lǐng)作用。
試驗(yàn)田結(jié)出累累碩果 形成智能化建設(shè)模式
作為中國(guó)煤炭科工智能化成果應(yīng)用的集大成者，山西天地王坡煤業(yè)有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)天地王坡）在煤礦智能化建設(shè)發(fā)展上取得積極進(jìn)展。該公司位于山西省澤州縣，井田面積25.35平方千米，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為年產(chǎn)300萬(wàn)噸，現(xiàn)開(kāi)采3號(hào)煤層，屬高瓦斯礦井。
按照“頂層設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)先行、重點(diǎn)突破、全面融合”建設(shè)原則，中國(guó)煤炭科工煤礦智能化工作委員會(huì)負(fù)責(zé)總協(xié)調(diào)，煤科院牽頭，聯(lián)合煤炭科學(xué)研究總院（中央研究院）、天瑪智控、太原研究院、西安研究院等科研院所，形成三級(jí)研發(fā)體系聯(lián)動(dòng)、全專(zhuān)業(yè)左右協(xié)同的“兵團(tuán)作戰(zhàn)”模式，探索開(kāi)展天地王坡煤礦智能化建設(shè)。
天地王坡煤礦地面調(diào)度中心
科研人員依據(jù)國(guó)家、省、市和集團(tuán)關(guān)于推進(jìn)智能化煤礦建設(shè)相關(guān)要求，結(jié)合天地王坡采、掘、機(jī)、運(yùn)、通等關(guān)鍵生產(chǎn)系統(tǒng)自動(dòng)化程度低和各類(lèi)子系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)缺乏交互分析等實(shí)際情況，開(kāi)啟項(xiàng)目建設(shè)。項(xiàng)目分為全面建設(shè)、完善提升和鞏固提高三期進(jìn)行，主要以“自動(dòng)化+數(shù)字化+局部智能化、智能裝備+智能感知+智能協(xié)同、群體智能+混合智能+認(rèn)知智能”為主，從系統(tǒng)智能化逐步向智能系統(tǒng)化邁進(jìn)，使礦山逐漸從單一智能走向集成智慧。
如今，天地王坡煤礦智能化建設(shè)內(nèi)容涵蓋信息基礎(chǔ)設(shè)施、智能地質(zhì)保障系統(tǒng)、智能掘進(jìn)系統(tǒng)、智能采煤系統(tǒng)等十大專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)和智能選煤廠，包含50多個(gè)智能化項(xiàng)目，形成以一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)、一張網(wǎng)、一朵云、一張圖、一個(gè)平臺(tái)、一系列智能化子系統(tǒng)為重點(diǎn)的“六個(gè)一”一體化建設(shè)方案。此外，科研人員還在中國(guó)煤炭科工具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“煤科云”上，開(kāi)發(fā)建設(shè)作為智慧大腦的智能一體化管控平臺(tái)。平臺(tái)具備全面感知、實(shí)時(shí)互聯(lián)和輔助決策的能力，在國(guó)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)“統(tǒng)一數(shù)據(jù)、統(tǒng)一模型、統(tǒng)一平臺(tái)、統(tǒng)一架構(gòu)”。
在生產(chǎn)監(jiān)控和災(zāi)害管理方面，智能一體化管控平臺(tái)接入智能供電系統(tǒng)、智能排水系統(tǒng)、智能通風(fēng)系統(tǒng)、智能裝車(chē)系統(tǒng)和重大設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)，可對(duì)主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)、井下環(huán)境安全、經(jīng)營(yíng)管理、分析決策等實(shí)時(shí)信息進(jìn)行集成與展示，實(shí)現(xiàn)子系統(tǒng)的預(yù)警報(bào)警、指揮調(diào)度與協(xié)同控制。2020年11月，天地王坡入選全國(guó)首批智能化示范煤礦建設(shè)名單，并于2023年4月高標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)國(guó)家示范煤礦建設(shè)驗(yàn)收。
“我們將天地王坡打造成一個(gè)能用、實(shí)用、管用的智能化示范礦井，形成統(tǒng)一的信息化建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，并在中國(guó)煤炭科工內(nèi)外部全面推廣和應(yīng)用，最終實(shí)現(xiàn)管、控、營(yíng)一體化、安全可靠化、管理高效化、效益最大化。”中國(guó)煤炭科工相關(guān)負(fù)責(zé)人表示。
將天地王坡“試驗(yàn)田”培育的智能化“種子”播撒在祖國(guó)大地上，讓全國(guó)煤礦更安全更高效更智能、讓三百萬(wàn)煤礦工人更有幸福感，是中國(guó)煤炭科工的智能化建設(shè)夙愿。為此，中國(guó)煤炭科工還與神東煤炭集團(tuán)開(kāi)展了“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”無(wú)人化礦井關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與工程示范項(xiàng)目，成果在保德煤礦實(shí)施，逐步構(gòu)建形成云邊協(xié)同、管控一體化的智能無(wú)人化礦井建設(shè)創(chuàng)新范式，突破礦井級(jí)、系統(tǒng)級(jí)和邊緣端等一系列智能化關(guān)鍵技術(shù)。
其中，智能綜放工作面提出煤矸圖像高效預(yù)處理與精準(zhǔn)識(shí)別算法，建立采放協(xié)調(diào)智能放煤算法及工藝模型，從而形成透明開(kāi)采智能綜放控制系統(tǒng)；智能掘進(jìn)工作面研究掘錨一體機(jī)自主導(dǎo)航、截割、錨護(hù)，梭車(chē)自動(dòng)運(yùn)行等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)掘支錨運(yùn)一體化協(xié)同控制；打造5G高速通信網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建無(wú)線/有線雙發(fā)選收、互為冗余的信息傳輸通道，支撐采煤機(jī)、掘錨一體機(jī)、巡檢機(jī)器人、巷道巡檢車(chē)等智能裝備應(yīng)用；搭建多災(zāi)種融合預(yù)警平臺(tái)，深度挖掘不同災(zāi)害前兆信息及其時(shí)空疊加、交叉演化特征，構(gòu)建機(jī)理模型與數(shù)據(jù)模型共同驅(qū)動(dòng)的預(yù)警指標(biāo)體系和模型。
保德煤礦智能化采煤工作面
在探索智能化煤礦建設(shè)的道路上，中國(guó)煤炭科工成立了智能化專(zhuān)班專(zhuān)職推進(jìn)重點(diǎn)工作，研究制定有針對(duì)性的建設(shè)實(shí)施方案，分級(jí)分類(lèi)推進(jìn)各系統(tǒng)建設(shè)，建立與煤礦智能化相適應(yīng)的生產(chǎn)管理模式，不斷完善智能化關(guān)鍵崗位人才培養(yǎng)機(jī)制，并將這些經(jīng)驗(yàn)做法推至全國(guó)。
優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品更新?lián)Q代 厚植科技創(chuàng)新土壤
世界首套掘支運(yùn)一體化快速掘進(jìn)成套裝備、全球裝機(jī)功率最大采高最大的交流電牽引采煤機(jī)、井下超長(zhǎng)工作面智能刮板輸送裝備……今年3月，中國(guó)煤炭科工集團(tuán)舉辦了第一屆品牌發(fā)布會(huì)。中國(guó)煤炭科工品牌IP形象“煤可可”以全息影像方式亮相，四大類(lèi)20項(xiàng)明星品牌正式發(fā)布。
這是中國(guó)煤炭科工踐行科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、發(fā)展智慧礦山產(chǎn)業(yè)的又一成果。近年來(lái)，中國(guó)煤炭科工實(shí)行全面數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略，籌劃組建并做實(shí)做優(yōu)智慧礦山板塊，充分配置優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)、資金、人才資源，廣泛開(kāi)展外部合作，突破了一批“卡脖子”及數(shù)字化轉(zhuǎn)型核心技術(shù)難題。該集團(tuán)對(duì)內(nèi)為智能裝備、設(shè)計(jì)建設(shè)、創(chuàng)新示范等板塊數(shù)字化賦能，對(duì)外以客戶(hù)為中心，提供智慧礦山一體化解決方案，引領(lǐng)行業(yè)科技進(jìn)步。
早在2014年，中國(guó)煤炭科工在陜煤集團(tuán)黃陵一號(hào)煤礦開(kāi)創(chuàng)了“一人巡視、無(wú)人值守”的生產(chǎn)模式，服務(wù)礦方建立我國(guó)首個(gè)無(wú)人化采煤工作面。通過(guò)不斷加大自主研發(fā)力度，2019年，中國(guó)煤炭科工在第十八屆中國(guó)國(guó)際煤炭采礦技術(shù)交流及設(shè)備展覽會(huì)上發(fā)布了智慧礦山建設(shè)一體化解決方案，受到社會(huì)各界廣泛關(guān)注。該方案基于數(shù)字前沿技術(shù)，具有主動(dòng)感知、自動(dòng)分析、深度學(xué)習(xí)功能，可形成智慧礦山建設(shè)的最優(yōu)決策模型，能夠?qū)崿F(xiàn)煤礦設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)等環(huán)節(jié)的智能化控制，推動(dòng)煤炭行業(yè)數(shù)字化進(jìn)程。
黃陵一號(hào)煤礦地面調(diào)度指揮中心
同時(shí)，中國(guó)煤炭科工所屬中央研究院、西安研究院、上海研究院等單位，在煤礦大腦、透明礦井、智能開(kāi)采、智能掘進(jìn)、智能運(yùn)輸、礦山物聯(lián)網(wǎng)、智能安全保障、綠色礦山與智能洗選、智能制造等領(lǐng)域不斷取得突破性進(jìn)展，持續(xù)提升智慧礦山建設(shè)一體化解決能力。2020年9月召開(kāi)的全國(guó)煤礦智能化建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)推進(jìn)會(huì)上，中國(guó)煤炭科工展示的16種煤礦智能化最新成果獲得了各方肯定。2023年4月、9月分別召開(kāi)的全國(guó)煤礦和露天礦智能化現(xiàn)場(chǎng)會(huì)上，中國(guó)煤炭科工煤礦智能化全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)裝備服務(wù)能力進(jìn)一步得到行業(yè)的認(rèn)可。
此外，中國(guó)煤炭科工還與山西省合作，在山西轉(zhuǎn)型綜改示范區(qū)簽約智慧礦山創(chuàng)新基地項(xiàng)目，以全國(guó)智慧礦山創(chuàng)新基地（一期）示范生產(chǎn)線為落腳點(diǎn)，全力推進(jìn)全國(guó)智慧礦山創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)，打造智慧礦山和煤機(jī)智能制造高地；與陜西省簽署戰(zhàn)略協(xié)議，積極推進(jìn)在智慧礦山、智能制造、能源互聯(lián)網(wǎng)等方面的產(chǎn)業(yè)合作；編制巴拉素智能化煤礦建設(shè)頂層規(guī)劃、小保當(dāng)智慧煤礦建設(shè)整體解決方案，開(kāi)展張家峁煤礦智能化巨系統(tǒng)建設(shè)，為千萬(wàn)噸級(jí)礦井建設(shè)全面植入智能化基因，在煤炭行業(yè)樹(shù)起智能化建設(shè)新標(biāo)桿。
中國(guó)煤炭科工還通過(guò)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合、合作共贏，積極構(gòu)建智慧礦山創(chuàng)新生態(tài)圈。該集團(tuán)與中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)共同發(fā)起，聯(lián)合國(guó)家能源集團(tuán)等30余家單位成立煤礦智能化創(chuàng)新聯(lián)盟；與中國(guó)移動(dòng)、中興、華為、百度、中國(guó)電科等多家ICT企業(yè)聯(lián)手，啟動(dòng)智慧礦山建設(shè)戰(zhàn)略合作；與中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）組建地下空間5G技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室等等。中國(guó)煤炭科工還率先提出了煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系框架，為行業(yè)建設(shè)提供標(biāo)準(zhǔn)支撐。
“中國(guó)煤炭科工將堅(jiān)定不移打造智慧礦山排頭兵，加快推進(jìn)集團(tuán)公司數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化發(fā)展步伐，引領(lǐng)煤炭行業(yè)科技進(jìn)步。”中國(guó)煤炭科工相關(guān)負(fù)責(zé)人表示。
【責(zé)任編輯：俞昭君】
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