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《智能礦山》雜志“神東煤炭集團(tuán)智能化建設(shè)成果專欄”

前不久，記者走進(jìn)國(guó)家能源集團(tuán)神東煤炭（以下簡(jiǎn)稱神東煤炭集團(tuán)）大柳塔煤礦智能集控中心，只見(jiàn)巨大的電子幕墻上，海量數(shù)據(jù)如瀑布般流動(dòng)，各礦井實(shí)時(shí)生產(chǎn)場(chǎng)景一目了然。

數(shù)百米的地層深處，采煤機(jī)按照預(yù)設(shè)軌跡自動(dòng)割煤，液壓支架自動(dòng)跟進(jìn)支護(hù)，巡檢機(jī)器人在軌道上平穩(wěn)移動(dòng)，整個(gè)采煤工作面僅有幾個(gè)礦工在巡視。

這是神東煤炭集團(tuán)煤礦智能化生產(chǎn)的常態(tài)化場(chǎng)景。

截至目前，神東煤炭集團(tuán)13個(gè)礦井和11個(gè)選煤廠通過(guò)國(guó)家能源集團(tuán)智能化驗(yàn)收，其中5個(gè)礦井和2個(gè)選煤廠達(dá)到集團(tuán)級(jí)智能化高級(jí)水平。同時(shí)，危險(xiǎn)繁重崗位機(jī)器人替代率超過(guò)40%，建成6個(gè)無(wú)人化、少人化智能綜采工作面，7個(gè)掘進(jìn)工作面實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，所有固定崗位均實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。

巡檢機(jī)器人在神東煤炭集團(tuán)石圪臺(tái)煤礦等高采煤工作面巡檢。劉娜 攝

智能開(kāi)采，“一面一策”

在上灣煤礦12404采煤工作面，一名工人正在監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

“現(xiàn)在，我們工作面實(shí)現(xiàn)三崗合一，把機(jī)頭、機(jī)尾和控制臺(tái)三個(gè)崗位合成一個(gè)集控工崗位，一個(gè)人就能完成過(guò)去三個(gè)人的工作。”上灣煤礦綜采一隊(duì)黨支部副書(shū)記、隊(duì)長(zhǎng)劉建宇指著操作臺(tái)說(shuō)。

在煤礦智能化建設(shè)過(guò)程中，神東煤炭集團(tuán)堅(jiān)持“一面一策”，針對(duì)不同煤層地質(zhì)條件制定差異化智能化方案。

神東煤炭集團(tuán)智能巡檢機(jī)器人正在運(yùn)行。劉娜 攝

“有的頂板完整，有的頂板松軟破碎，設(shè)備動(dòng)作邏輯完全不同。我們深入研究，區(qū)分大型設(shè)備、小型設(shè)備，把所有的智能化方案區(qū)分開(kāi)來(lái)，針對(duì)不同情況制定不同方案。”神東煤炭集團(tuán)機(jī)電管理部智能化主管張森浪解釋說(shuō)。

據(jù)了解，神東煤炭集團(tuán)遵循“因地制宜，一面一策”的原則，針對(duì)不同煤層地質(zhì)條件，規(guī)劃了基于數(shù)字建模規(guī)劃截割、采煤機(jī)自適應(yīng)割煤以及綜采三機(jī)智能控制三種智能化采煤模式，并重點(diǎn)推進(jìn)采高2.8米以下無(wú)人化工作面建設(shè)。

目前，神東煤炭集團(tuán)已建成大柳塔煤礦22上305、寸草塔煤礦31109等6個(gè)少人化工作面，其中寸草塔煤礦31109工作面實(shí)現(xiàn)1人常態(tài)化生產(chǎn)，正逐步向工作面無(wú)人化生產(chǎn)目標(biāo)邁進(jìn)。

在智能掘進(jìn)方面，針對(duì)薄煤層巷道掘進(jìn)需求，神東煤炭集團(tuán)優(yōu)化設(shè)備配套方案，使用“自移機(jī)尾+伸縮架”替代橋式轉(zhuǎn)載機(jī)，實(shí)現(xiàn)了巷道一次成型、一次支護(hù)到位。

應(yīng)用新的配套模式后，梭車和兩臂錨桿機(jī)取消，工作面減少了兩臺(tái)移動(dòng)設(shè)備，在延長(zhǎng)帶式輸送機(jī)作業(yè)時(shí)，作業(yè)人員從12人減少到7人，大幅降低了勞動(dòng)強(qiáng)度和安全風(fēng)險(xiǎn)。

榆家梁煤礦中厚偏薄煤層透明自主割煤模式與石圪臺(tái)煤礦薄煤層等高無(wú)人智能開(kāi)采模式、錦界煤礦厚煤層采煤機(jī)器人模式是神東煤炭集團(tuán)首創(chuàng)的三類智能綜采模式。圖為榆家梁煤礦工作面割煤場(chǎng)景。趙巖 攝

“新工友”上崗，重塑井下生態(tài)

在神東煤炭集團(tuán)礦區(qū)，機(jī)器人已成為不可或缺的“新工友”。

在上灣煤礦變電所，記者看到，巡檢機(jī)器人正沿著軌道自主巡查，機(jī)身上的紅外攝像頭不停掃描設(shè)備溫度，聲音傳感器捕捉異常響動(dòng)。

“它能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氧氣、瓦斯、一氧化碳濃度，避免人員進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域?！鄙蠟趁旱V機(jī)電二隊(duì)黨支部書(shū)記、隊(duì)長(zhǎng)夏宇說(shuō)，“機(jī)器人可以監(jiān)測(cè)到我們需要的所有數(shù)據(jù)，在地面即可一鍵啟動(dòng)，不需要像以前人工一項(xiàng)項(xiàng)檢查?！?/span>

在哈拉溝選煤廠，記者看到，裝車系統(tǒng)正在全自動(dòng)運(yùn)行，根據(jù)雷達(dá)掃描結(jié)果自動(dòng)調(diào)節(jié)高度，自動(dòng)噴灑防凍液、抑塵劑。

哈拉溝選煤廠檢修車間維修電工劉科介紹：“我們的機(jī)器人可以對(duì)選煤廠設(shè)備溫度、聲音進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)人員不安全行為進(jìn)行識(shí)別，構(gòu)建起全方位的機(jī)器人作業(yè)體系?！?/span>

另外，精準(zhǔn)配煤系統(tǒng)通過(guò)智能計(jì)算實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)給煤機(jī)參數(shù)，確保每節(jié)車廂的煤質(zhì)都達(dá)標(biāo)。

截至目前，神東煤炭集團(tuán)已應(yīng)用39種329臺(tái)機(jī)器人。井下應(yīng)用的輔助作業(yè)類機(jī)器人，替代了采煤、掏槽、管路抓舉、鉆孔、噴漿等重體力作業(yè)；巡檢、救援類機(jī)器人在變電所、水泵房、主運(yùn)輸巷道等場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)巡檢。地面應(yīng)用了輔助作業(yè)類機(jī)器人和巡檢、救援類機(jī)器人，替代人工進(jìn)行采空區(qū)巡檢，并對(duì)選煤廠設(shè)備溫度、聲音和人員不安全行為進(jìn)行監(jiān)測(cè)等。

在固定崗位無(wú)人值守方面，神東煤炭集團(tuán)建成了一體化生產(chǎn)控制平臺(tái)，覆蓋13個(gè)礦井，井下變電所、配電點(diǎn)、水泵房及中轉(zhuǎn)水倉(cāng)、零星排水點(diǎn)水泵、主運(yùn)輸及順槽膠帶機(jī)均已實(shí)現(xiàn)固定崗位無(wú)人值守。按照“統(tǒng)籌規(guī)劃、分區(qū)建設(shè)、聯(lián)合運(yùn)行”的原則，13個(gè)礦井建立了按通風(fēng)、供排水、主運(yùn)輸、安監(jiān)業(yè)務(wù)劃分的“一人一車一盤區(qū)”巡檢模式。

神東煤炭集團(tuán)上灣煤礦“8.8米超大采高智能綜采工作面成套裝備研發(fā)與示范”項(xiàng)目獲第六屆中國(guó)工業(yè)大獎(jiǎng)。圖為該工作面生產(chǎn)場(chǎng)景。

“智慧大腦”賦能，實(shí)現(xiàn)一體化管控

在大柳塔煤礦智能集控中心，井下采煤機(jī)的位置、運(yùn)行速度等數(shù)據(jù)一屏盡覽。大柳塔煤礦實(shí)現(xiàn)了集中數(shù)據(jù)、集中控制、集中調(diào)度、集中指揮，打通了所有信息網(wǎng)絡(luò)，打破了數(shù)據(jù)孤島。

神東煤炭集團(tuán)大柳塔煤礦智能調(diào)度室。

同時(shí)，大柳塔煤礦建成了高級(jí)智能綜采工作面“太空艙”?！笆褂眠@套設(shè)備，通過(guò)高清顯示屏和智能操作系統(tǒng)，操作人員只需坐在地面控制室內(nèi)就能精準(zhǔn)控制井下采煤機(jī)割煤。”大柳塔煤礦智能運(yùn)維隊(duì)數(shù)據(jù)工程師張華介紹道。這是神東煤炭集團(tuán)實(shí)施一體化管控的一個(gè)縮影。

在神東煤炭集團(tuán)大柳塔供電區(qū)五當(dāng)溝35千伏變電站，智能巡檢機(jī)器人正代替崗位工對(duì)室外高壓設(shè)備進(jìn)行巡檢。劉娜 攝

近年來(lái)，神東煤炭集團(tuán)持續(xù)推進(jìn)一體化管控平臺(tái)建設(shè)。榆家梁選煤廠、保德選煤廠等8個(gè)選煤廠的一體化管控平臺(tái)已得到推廣應(yīng)用，累計(jì)采集測(cè)點(diǎn)達(dá)10.82萬(wàn)個(gè)。

神東煤炭集團(tuán)建成透明地質(zhì)保障系統(tǒng)，覆蓋13個(gè)礦井，融合地測(cè)、水文、物探、監(jiān)測(cè)、生產(chǎn)等多源異構(gòu)數(shù)據(jù)，建立云GIS數(shù)據(jù)中心，構(gòu)建“礦區(qū)—礦井—工作面”三級(jí)應(yīng)用的二三維一體化、可動(dòng)態(tài)更新的地質(zhì)模型，為智能采掘、智能通風(fēng)、災(zāi)害預(yù)警提供地質(zhì)保障。

神東煤炭集團(tuán)建成智能通防系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)13個(gè)礦井通風(fēng)、火災(zāi)、粉塵、瓦斯全要素綜合監(jiān)測(cè)、災(zāi)害預(yù)警與聯(lián)動(dòng)管控。該系統(tǒng)可在1分鐘內(nèi)完成災(zāi)害預(yù)警及輔助決策，3分鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)設(shè)備設(shè)施聯(lián)動(dòng)管控，有效提高了通風(fēng)系統(tǒng)的安全性與可靠性，大幅提升了通防業(yè)務(wù)的智能化水平。

為了解決井下信號(hào)傳輸難題，神東煤炭集團(tuán)自主建設(shè)了核心網(wǎng)和數(shù)據(jù)中心。“有了5G網(wǎng)絡(luò)，地面一鍵啟動(dòng)采煤機(jī)，視頻畫(huà)面實(shí)時(shí)回傳，基本實(shí)現(xiàn)同步操作。”張森浪說(shuō)，“這在過(guò)去是不可想象的。4G時(shí)代，從地面控制指令下達(dá)到設(shè)備執(zhí)行，延時(shí)非常大，視頻回傳也有明顯延遲和卡頓，存在很大安全風(fēng)險(xiǎn)?！?/span>

緊接著，張森浪向記者演示了“神東應(yīng)用APP”的功能：“現(xiàn)在通過(guò)手機(jī)就能實(shí)時(shí)查看所有礦井的生產(chǎn)數(shù)據(jù)?！?/span>

另外，神東煤炭集團(tuán)積極推進(jìn)智慧園區(qū)建設(shè)，覆蓋13個(gè)礦井單位及神東總部區(qū)域，建成1個(gè)平臺(tái)及20個(gè)應(yīng)用，打破了信息孤島，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)共享和應(yīng)用創(chuàng)新。

神東煤炭集團(tuán)添加了新內(nèi)核的礦用本安型三維機(jī)器人，手機(jī)貼近該設(shè)備識(shí)別卡，即可與設(shè)備連接，實(shí)現(xiàn)地面與井下的對(duì)話。劉曉婷 攝

截至目前，神東煤炭集團(tuán)已上線運(yùn)行一卡通管理、智慧公寓、智慧餐飲、便捷通行、無(wú)感考勤、訪客管理、“神東應(yīng)用APP”等20個(gè)子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)13個(gè)礦井等的全面智慧管理，提升了辦公智能化水平。神東煤炭集團(tuán)相關(guān)負(fù)責(zé)人表示：“下一步，我們將重點(diǎn)攻克采掘設(shè)備的精準(zhǔn)控制技術(shù)，完善智能裝備的協(xié)同作業(yè)機(jī)制。”

來(lái)源丨中國(guó)煤炭報(bào)

煤炭科學(xué)研究總院期刊出版公司擁有科技期刊21種。其中，SCI收錄1種，Ei收錄5種、CSCD收錄6種、Scopus收錄8種、中文核心期刊9種、中國(guó)科技核心期刊11種、中國(guó)科技期刊卓越行動(dòng)計(jì)劃入選期刊4種，是煤炭行業(yè)最重要的科技窗口與學(xué)術(shù)交流陣地，也是行業(yè)最大最權(quán)威的期刊集群。

期刊簡(jiǎn)介

《智能礦山》（月刊，CN 10-1709/TN，ISSN 2096-9139）是由中國(guó)煤炭科工集團(tuán)有限公司主管、煤炭科學(xué)研究總院有限公司主辦的聚焦礦山智能化領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研用新進(jìn)展的綜合性技術(shù)刊物。

主編：王國(guó)法院士

刊載欄目：企業(yè)/團(tuán)隊(duì)/人物專訪政策解讀視角·觀點(diǎn)智能示范礦井對(duì)話革新·改造學(xué)術(shù)園地、專題報(bào)道等。

投稿網(wǎng)址：www.chinamai.org.cn（期刊中心-作者投稿）

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期刊成果：創(chuàng)刊5年來(lái)，策劃出版了“中國(guó)煤科煤礦智能化成果”“陜煤集團(tuán)智能化建設(shè)成果”“聚焦煤炭工業(yè)‘十四五’高質(zhì)量發(fā)展”等特刊/專題30多期。主辦“煤礦智能化重大進(jìn)展發(fā)布會(huì)”“煤炭清潔高效利用先進(jìn)成果發(fā)布會(huì)”“《智能礦山》理事、特約編輯年會(huì)暨智能化建設(shè)論壇”“智能礦山零距離”“礦山智能化建設(shè)運(yùn)維與技術(shù)創(chuàng)新高新研修班”等活動(dòng)20余次。組建了理事會(huì)、特約編輯團(tuán)隊(duì)、卓越人物等千余人產(chǎn)學(xué)研用高端協(xié)同辦刊團(tuán)隊(duì)，打造了“刊-網(wǎng)-號(hào)-群-庫(kù)”全覆蓋的1+N全媒體傳播平臺(tái)，全方位發(fā)布礦山智能化領(lǐng)域新技術(shù)、新產(chǎn)品、新經(jīng)驗(yàn)。

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