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【见证淮河之能·一线观察】智慧采掘显数能
  • 时间:2024-01-15 08:08:26
  • 来源:
  • 编辑:于晨晨
  • 煤矿智能化是5G、大数据、物联网、人工智能等新一代信息技术与煤矿采、掘、机、运、通等全生产工艺流程的深度融合,是我国煤炭行业第四次重大技术变革,是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑。


    西部煤电集团牢固树立“少人则安,无人则安”的安全生产理念,持续推进信息化、智能化建设,认真落实“五个以用”,大力推进“四个替代”。近年来,累计建成88项信息化智能化项目,重要车间(硐室)实现无人值守,主煤流系统实现自动调速、机器人巡检、集中控制,资源量全员工效提升到6190吨/年·人。色连二矿建成国家级首批智能化示范煤矿,唐家会矿、泊江海子矿通过内蒙古自治区首批智能化示范煤矿验收,树立起内蒙古煤炭行业同等开采条件下数智赋能安全高效的标杆,成为集团公司西部“开疆拓土”的一张闪亮名片。


    近日,记者一行来到鄂尔多斯高原,切身感受淮河能源西部人在这片神奇而又充满活力的土地上,依靠信息化、智能化技术,精准发力,充分激发智慧采掘之能,绘就煤矿智能化蝶变的生动画卷。


    透明地质:从传统采掘到“导航”采掘


    矿山开采是工业数字化领域最具典型性的场景,而“透明地质”既是确保高效开采的基础,也是实现智能采掘的“导航”。


    2021年,在第十六届鄂尔多斯国际煤炭及能源工业博览会上,唐家会矿在煤炭行业内首创的实现水害防治透明化的智能透明地质保障技术“闪亮登场”,立即吸引了当地政府领导及大批业界同行前来参观咨询。


    唐家会矿的智能透明地质保障系统与行业相比较,有何不同?在唐家会矿调度指挥大厅,通过工作人员在调度大屏上展示矿井三维透明地质图像,记者了解到在准格尔旗地区,唐家会矿开采深度最深,地质构造复杂,既存在顶板砂岩裂隙水害,又存在老空水、岩溶水等多元水害威胁。


    “建立智能透明地质保障系统是真正实现智能化采掘的前提与基础,在为地质勘查装上了‘千里眼’的同时,也为智能采掘开出了‘通行证’。”唐家会矿副总经理、总工程师王江宏表示,透明地质技术发展趋势最终要实现从地质多维展示到“规划预测”,做到采掘钻施工都是“采数据”,实现“随采随探、随掘随探、孔中物探。”


    该矿与国家级煤炭科研院所加强合作,立足于水害防治,以三维地震材料为基础,通过行业首创融合“孔中瞬变、孔间电阻率、随掘随探、随采随探、微震监测”5项新技术,建成了智能透明地质保障系统。


    智能透明地质保障系统在该矿运用以来,通过融合这5项新技术,能够对煤层底板进行超前探,根据掘进揭煤数据,实时更新地质模型,为智能化采掘系统提供较为及时精准的地质导航服务。


    如今,智能化采煤工作面由记忆截割到自主规划开采再到地面远程开采,解决了复合顶板、软底和特厚煤层智能化开采难题,对西部乃至本土矿井智能化开采具有重要借鉴意义。


    今年初,从唐家会矿又传来好消息,该矿61302智能化工作面凭借着与智能透明地质保障系统“珠联璧合”,在2023全国煤矿采煤工作面智能创新大赛中获评智能综放“二等级”的好成绩。在该矿智能化综放工作面,记者见到,该面利用透明地质规划开采与数字孪生技术,实现了一键启动、视频跟机、支架跟机、推溜及收打护帮板、记忆截割、规划开采及数字孪生等功能。


    近年来,智能透明地质保障系统先后保障了唐家会矿顺利完成随采随探、随掘随探近6000多米,规划指导矿井实现了智慧采掘。本土张集、顾桥等矿井也来到西部“取经”,主动借鉴智能透明地质保障系统经验做法。


    “未战而庙算胜者,得算多也。”目前,西部煤电集团三对矿井已结合各自矿井条件与智能化建设要求,充分利用地质成果资料,通过“点—线—面—体”的数值模拟、差值分析以及三维GIS技术搭建精细化、动态化、可视化的数字地质模型。


    如今,打开西部煤电集团GIS一张图地理信息平台,就能实时精准感知矿井安全生产、地质测量、防突、人员定位等几十个系统的“脉搏”与“心跳”。利用电脑、手机就能随时随地动态展示矿井一体化模型、掘进地质透明、回采地质透明等场景,为智能化建设提供更加及时精准的智慧地质保障服务。


    在采访中,西部煤电集团相关专业人员也坦然表示,透明地质作为融合地质、信息、工程、采掘等多学科的前沿技术,因受到矿井地质条件、地质探测技术发展等因素影响,目前在探测精度、范围、三维高精度建模技术及对数据分析处理能力尚难以完全满足煤矿智能化建设要求。


    “下一步我们将加强与各大科研机构合作,进一步优化参数、提升数据分析精准度,为矿井智能化开采提供更有力的技术支撑。”西部煤电集团通防地质部副部长马济国表示。


    管控重塑:从“岗位”到“工位”


    集团公司信息化建设提出了在“一网打尽、一屏尽览、互联互通、信息共享”的总体要求下,基本实现决策管理集约化、经营管理数字化、生产调度可视化、过程控制智能化,实现减人增效和提高安全生产水平。随着信息化、智能化建设深入推进,如今,数智赋能正重塑着西部煤电集团安全生产及经营管控模式。


    “您好,你的保险带没有做到高挂低用,请立即重新悬挂保险带。”在色连二矿调度指挥中心,智能视频监控系统抓拍到一名职工保险带使用不规范。发现隐患后,安监员立即电话通知到本人,督促其第一时间整改。


    在井下参访期间,记者见到,利用井下高清摄像头、视频矿灯、防爆手机、执法记录仪等视频监控设备,西部三对矿井构建了无监控不作业、作业行为受监督、作业现场可视化的安全监管环境。


    去年底,又进一步明确了视频监控设备安设的位置、数量、监控范围等具体要求,重点对井下采掘头面、机电检修以及零星作业地点视频监控进行了完善。同时,通过规范五级视频筛查机制,逐步提高视频反三违比例,安全监管检查从“人防”向“人防+物防+技防”转变。


    针对三对矿井井下采用无轨胶轮车运输方式,西部煤电集团通过完善井下车辆定位实时信息及历史轨迹查询、车辆相向行驶避让预警功能,实现了主要运输巷道信号全覆盖、方便了司机驾驶过程中实时掌握井下交通信息。


    “去年,我们还在泊江海子矿试验无轨胶轮车行车路线遇有车辆与人员时30米报警、5米主动停车以及车辆周围360°全景可视等智能化功能,目前已具备在各矿推广应用条件,将确保井下运输更加智能安全。”西部煤电集团生产技术部资深主管刘卫东说。


    数智赋能在推动矿井安全管理向“人防+物防+技防”转变的同时,通过综合自动化平台功能完善与远程集中操控推广应用,逐步实现了工位替代岗位。走进色连二矿选煤厂智能化调度室,监控大屏上,重介系统、煤泥水系统、产品系统等运行情况以数据参数及二、三维图形映入记者眼帘。


    色连二矿选煤厂利用建成的智能洗选云及智能集控平台2大基础平台,形成了集智能感知、智能控制、智能管理、智能决策于一体的智慧选煤管控模式,在减少人工干预、降低洗选成本的同时,实现了安全高效生产。


    全面推广应用供电、压风、排水、主运输等系统地面远程集中控制后,西部煤电集团三对矿井地面井下所有固定车间(硐室)、主煤流运输系统均实现无人值守,共计减少岗位工132人。


    智能化、信息化建设以来,西部煤电集团累计建成13个智能化采煤工作面、13条掘锚一体化掘进作业线,掘支工序平行作业率提升至33%,采掘修主要作业工序实现100%机械化,采煤工作面内单班用工降至7人以下,对比行业同等开采条件,处于先进水平,依靠数智赋能,实现“四个替代”,六效提升。


    到今年上半年,西部煤电集团将在所有井下集中配电点、采掘工作面地面远程停送电和地面远程漏电试验作业过程中全面推进岗位替代,并在唐家会矿试点建设统一的地面机电控制中心、采掘控制中心,通过持续深入推进信息化、智能化建设,充分利用数智赋能,实现“工位”替代“岗位”。


    数据治理:从管设备到管数据


    数据治理可以说是数字化建设的根基部分。去年,国家组建国家数据局,这预示着数据作为数字经济时代的关键生产要素,正逐步融入生产生活各方面,深刻影响并重构着经济社会运行和管理模式,已成为影响未来发展的关键战略性资源。


    在西部煤电集团泊江海子矿井下113113智能化综采工作面胶带机旁,该矿综采队队长吴军正用防爆手机细致地为各型设备做在线“诊断”。“手机是怎样提前发现设备隐患的?”记者询问。“手机上安装了西部煤电集团开发的设备全生命周期健康管理系统,可以根据设备振动频率等一系列数据指标进行大数据分析处理,迅速完成设备健康诊断,为我们做好预测性维护提供了可靠依据,被我们称为‘设备医生’。”吴军打开系统演示。


    数据治理能力是推动煤矿智能化技术开发与应用模式创新,实现企业数智赋能的核心能力。在西部煤电集团生产调度指挥中心,刘卫东指着调度大屏上实时更新的各类数据向记者介绍数据治理能力建设情况。


    网络建设是数智赋能的重点工作与基础保障。信息化基础设施建设,在方案设计、设备选型上也要采取“适度超前、安全可靠”原则,充分考虑技术先进性、产品安全性、容量可用性等方面因素。近年来,西部煤电集团加快数据治理能力建设步伐,在三对矿井建设了井上下万兆工业主干网+WiFi6+5G的高速传输网络,传输速率大于10Gbps,为智能化建设提供数据传输“高速公路”。


    西部煤电集团三对矿井地面采用无线AP、5G网络、万兆工业网并存的多网融合系统,实现多系统融合无线接入功能,提升了矿井无线网络基础设施兼容水平和各系统的综合感知能力、融合交互能力,满足煤矿智能化全面感知、自主决策和敏捷响应的需求。


    在色连二矿数据中心,利用自建数据分析平台实现了数据采集、数据清洗、数据存储、数据推送和大数据统计分析等功能,各系统之间数据互联互通与融合共享。


    统一标准规范是信息化建设中基础性的系统工程,也决定信息系统开发成功和具备长久生命力的关键因素。去年以来,西部煤电集团按照集团公司信息化建设相关要求,在煤炭行业内首次启动IT(互联网)、OT(运营)数据融合治理,积极开展数据治理与业务流程融合工作,提高管理水平和运营效率,在有力支持集团公司信息化、智能化战略实施的同时,也增强企业能源发展“桥头堡”在内蒙古能源行业的数智竞争力、影响力。


    西部煤电集团还重点对设备管理系统与集团公司资产管理系统接口进行了优化,对生产调度指挥系统、安全风险防控系统等数据口径、数据分类定义进行治理,各业务系统流程进一步融合,数据标准、数据质量进一步提升。


    基于数据治理能力建设,通过综合集成平台业务中心功能模块,西部煤电集团实现统一的信息资源交换体系、共享体系和服务体系,打破了“信息孤岛”,实现“一屏尽览、一网打尽、互联互通、信息共享”。特别是设备全生命周期健康管理系统上线以来,设备故障维修从事后向预防转变。


    如今,该集团每月通过信息化系统开展各类业务电子化流程5万余条,涵盖敏感信息、五类变化、七项重点、设备巡检及各类事项审批等,做到用数字“跑腿”替代人工“跑腿”。


    由于在数智赋能与绿色发展上取得的突出成绩,近年来,西部煤电集团多次以内蒙古自治区优质能源企业身份受邀参加中国—蒙古国博览会、鄂尔多斯国际煤炭暨能源工业博览会等国际性大型展会。企业百年光辉历程和扎根西部发展丰硕成果受到越来越多的政府部门及海内外业界人士所知晓。


    “下一步,我们要积极配合集团公司开展业务流程融合与数据治理,重点考核系统数据录入、更新的及时性、准确性以及数据标准化等数据质量问题,统一各级各项设备数据接口标准,以系统常态化应用落实‘以用促改’,进一步提升全员数据应用能力,做好智能化、信息化建设‘后半篇文章’,奋力打造西部综合能源基地。”该集团副总经理李晓斌说。(王斌)


    记者手记:


    能源是经济社会发展的基础和动力,煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的必由之路。特别在国家发改委印发的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》中,已将大型煤矿和灾害严重煤矿在2025年基本实现智能化作为主要工作目标。


    西部煤电集团立足实际,在建立智能透明地质保障系统、数据治理及数智赋能实现“四个替代”等两化深度融合上走在了内蒙古自治区煤炭行业第一方阵。此次西行,让记者感受最深的就是煤矿搞信息化、智能化建设要坚持朴素的智能化概念,要踏踏实实地将人工智能、工业互联网、大数据等前沿信息化、智能化技术装备紧密地与煤炭开发利用深度融合,才能从根本上解决矿井在智能采掘、安全保障上存在的短板与问题。


    创新之路上的问题只有依靠创新才能解决,我们正处在技术迭代升级窗口期,下一步需要按照集团公司信息化、智能化建设要求,走出一条具有西部特色的“两化”深度融合之路,加快数智赋能升级,助力打造企业能源发展“桥头堡”。


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