“智能之花”次第開

——神東礦區(qū)開發(fā)建設(shè)四十年系列報道六

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

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

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

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

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

智能開采，“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)尾和控制臺三個崗位合成一個集控工崗位，一個人就能完成過去三個人的工作。”上灣煤礦綜采一隊(duì)黨支部副書記、隊(duì)長劉建宇指著操作臺說。

在煤礦智能化建設(shè)過程中，神東煤炭集團(tuán)堅(jiān)持“一面一策”，針對不同煤層地質(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)分開來，針對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。

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)，正逐步向工作面無人化生產(chǎn)目標(biāo)邁進(jìn)。

在智能掘進(jìn)方面，針對薄煤層巷道掘進(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，工作面減少了兩臺移動設(shè)備，在延長帶式輸送機(jī)作業(yè)時，作業(yè)人員從12人減少到7人，大幅降低了勞動強(qiáng)度和安全風(fēng)險。

榆家梁煤礦中厚偏薄煤層透明自主割煤模式與石圪臺煤礦薄煤層等高無人智能開采模式、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。

“它能實(shí)時監(jiān)測氧氣、瓦斯、一氧化碳濃度，避免人員進(jìn)入危險區(qū)域。”上灣煤礦機(jī)電二隊(duì)黨支部書記、隊(duì)長夏宇說，“機(jī)器人可以監(jiān)測到我們需要的所有數(shù)據(jù)，在地面即可一鍵啟動，不需要像以前人工一項(xiàng)項(xiàng)檢查。”

在哈拉溝選煤廠，記者看到，裝車系統(tǒng)正在全自動運(yùn)行，根據(jù)雷達(dá)掃描結(jié)果自動調(diào)節(jié)高度，自動噴灑防凍液、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)器人可以對選煤廠設(shè)備溫度、聲音進(jìn)行監(jiān)測，對人員不安全行為進(jìn)行識別，構(gòu)建起全方位的機(jī)器人作業(yè)體系。”

另外，精準(zhǔn)配煤系統(tǒng)通過智能計(jì)算實(shí)時調(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，并對選煤廠設(shè)備溫度、聲音和人員不安全行為進(jìn)行監(jiān)測等。

在固定崗位無人值守方面，神東煤炭集團(tuán)建成了一體化生產(chǎn)控制平臺，覆蓋13個礦井，井下變電所、配電點(diǎn)、水泵房及中轉(zhuǎn)水倉、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)目獲第六屆中國工業(yè)大獎。圖為該工作面生產(chǎn)場景。

“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，大柳塔煤礦建成了高級智能綜采工作面“太空艙”。“使用這套設(shè)備，通過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室外高壓設(shè)備進(jìn)行巡檢。劉娜 攝

近年來，神東煤炭集團(tuán)持續(xù)推進(jìn)一體化管控平臺建設(shè)。榆家梁選煤廠、保德選煤廠等8個選煤廠的一體化管控平臺已得到推廣應(yīng)用，累計(jì)采集測點(diǎn)達(dá)10.82萬個。

神東煤炭集團(tuán)建成透明地質(zhì)保障系統(tǒng)，覆蓋13個礦井，融合地測、水文、物探、監(jiān)測、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”三級應(yīng)用的二三維一體化、可動態(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個礦井通風(fēng)、火災(zāi)、粉塵、瓦斯全要素綜合監(jiān)測、災(zāi)害預(yù)警與聯(lián)動管控。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)，地面一鍵啟動采煤機(jī)，視頻畫面實(shí)時回傳，基本實(shí)現(xiàn)同步操作。”張森浪說，“這在過去是不可想象的。4G時代，從地面控制指令下達(dá)到設(shè)備執(zhí)行，延時非常大，視頻回傳也有明顯延遲和卡頓，存在很大安全風(fēng)險。”

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

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個礦井單位及神東總部區(qū)域，建成1個平臺及20個應(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)備識別卡，即可與設(shè)備連接，實(shí)現(xiàn)地面與井下的對話。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、無感考勤、訪客管理、“神東應(yīng)用APP”等20個子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對13個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。”

作者：王琳版面編輯：杜明陽

編輯

來源：中國煤炭報

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