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擁有360多處煤礦、產(chǎn)能達8億多噸的陜西，是我國煤礦智能化建設的先行先試地區(qū)。依托陜西煤礦智能化建設優(yōu)勢，中煤陜西榆林能源化工有限公司煤化工項目的配套資源礦井——大海則煤礦，持續(xù)統(tǒng)籌推進技術優(yōu)化創(chuàng)新、智慧化及綠色礦山建設，著力打造國際領先的安全、高效、綠色、智能現(xiàn)代化的示范礦井。

“云大腦”讓井下生產(chǎn)一目了然

(資料圖片僅供參考)

大海則煤礦于2020年11月被列為國家首批智能化示范礦井，成為8家新建智能化煤礦之一，井田面積265.63平方公里，資源總儲量47.86億噸，設計可采儲量32.09億噸，建設規(guī)模2000萬噸/年，服務年限114年，概算總投資為129.79億元，其中，智能礦山建設總投資為6.45億元。

記者在大海則煤業(yè)公司生產(chǎn)控制指揮中心看到，600余米深的井下智能化綜采工作面上，智能化采煤系統(tǒng)正高效運轉(zhuǎn)，煤炭源源不斷地通過傳送帶運往地面。井下人數(shù)、車輛、通風情況，甚至礦工所在具體位置等各系統(tǒng)數(shù)據(jù)和畫面通過攝像頭和5G通信網(wǎng)絡實時傳輸回指揮中心大屏，一旦有異常情況，地面工作人員便能及時發(fā)現(xiàn)、及時應對。

據(jù)記者了解，大海則煤礦智能化建設通過5G、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代信息技術與煤炭生產(chǎn)深度融合，建設了全礦井“一張網(wǎng)”“一中心”“一張圖”“一平臺”“一標準”。2021年，大海則煤礦完成了5G 700MHz與2.6GHz融合組網(wǎng)首發(fā)，建成一條大海則煤礦自有的無線網(wǎng)絡，實現(xiàn)井上下“5G、WiFi、IoT、工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)”一網(wǎng)管控，井下采掘等主要巷道完成5G網(wǎng)絡部署。下一步，隨著5G智能接管機器人、應急偵測救援機器人“上崗”，實時對高空管路、危險區(qū)域進行立體式、全方位安全巡檢，將有效杜絕安全盲點，大幅度降低職工作業(yè)風險。

“利用5G高速率、大連接、低延時的優(yōu)勢，大海則煤礦實現(xiàn)了采掘工作面等遠程設備‘零時差’操控，形成‘規(guī)劃割煤、視頻跟機、地面遠控’的開采模式，2021年投用至今，采煤機開采速度可達15m/min?！贝蠛t煤礦副總經(jīng)理郭瑞說，大海則煤礦大力推進智能化采煤作業(yè)，智能化率達到80%，單日割煤18刀，最大日產(chǎn)量達4萬噸，職工作業(yè)勞動強度大幅降低，生產(chǎn)效率明顯提高。

智能化提升經(jīng)濟和社會效益

此前，采煤工人忍受著井下煤塵、高溫、噪音等惡劣環(huán)境，徒手操作采煤機和液壓支架，如今，通過智能化技術，不僅工作環(huán)境迎來極大改善，還能實現(xiàn)全過程無人化操作和智能化運行，煤炭生產(chǎn)流程正在發(fā)生翻天覆地的變化。

大海則煤礦率先開展深埋藏大采高條件下常態(tài)化智能開采，建成2個大采高智能綜采工作面，采用1:1可視化建模技術構建實時生產(chǎn)三維模型，建立精準定位感知系統(tǒng)，實現(xiàn)人員主動防護、設備防碰撞預警、上竄下滑監(jiān)測等功能。

同時，智能化快速掘進裝備投入使用。大海則煤礦快速掘進成套裝備由慣性導航定位、信號傳輸、音視頻、遠程操作、設備工況在線監(jiān)測、自動截割等系統(tǒng)組成，具有一次成巷、地面遠程集控、安全高效三大優(yōu)勢。實時顯示掘進工作面環(huán)境圖像、掘進機運行狀態(tài)、設備運轉(zhuǎn)等信息，構建起“工作面遠程集控、多機智能協(xié)同、地面可視化”的掘進新模式，大幅降低勞動強度，提高工作效率。

除了多技術融合的智能綜采、智能掘進外，大海則智能化選煤廠也實現(xiàn)了從原煤儲運至產(chǎn)品裝車的智能化系統(tǒng)全覆蓋建設，內(nèi)容包括1個平臺、3大功能系統(tǒng)和14個智能化子系統(tǒng)。智能一體化平臺實現(xiàn)各系統(tǒng)自動運行、自主調(diào)節(jié)、智能決策以及全系統(tǒng)三維數(shù)字孿生，可24小時無間斷運轉(zhuǎn)，智能加介、壓濾等控制系統(tǒng)生產(chǎn)現(xiàn)場無崗位工，實現(xiàn)安全、高效、綠色、智能生產(chǎn)。大海則煤礦《煤炭洗選工程三維可視化全生命周期管理平臺項目》榮獲煤礦智能化創(chuàng)新聯(lián)盟2022年度全國煤礦智能化重大進展獎。

基于此，選煤廠生產(chǎn)運行工作人員的數(shù)量和工作強度明顯降低，生產(chǎn)工人勞動定員減少48人，降低材料消耗約10%—15%，精煤回收率提高0.3%—0.5%，選煤廠智能化應用率85%以上。“相較于人工采制化模式，智能采制化系統(tǒng)可24小時不間斷運行，效率提升50%以上，現(xiàn)場僅需1名巡檢人員，節(jié)省崗位工20余人，減人增效顯著?！惫ぷ魅藛T向記者介紹。

除持續(xù)提升煤礦安全建設水平、提高作業(yè)人員的安全保障外，智能化技術也助推大海則煤礦獲得顯著經(jīng)濟效益。具體來看，云數(shù)據(jù)中心、模塊化機房的建設使用，有效整合了煤礦現(xiàn)有資源并極大提升資源的利用率，降低基礎設施的運維和管理成本至少30%以上；礦井5G多頻組網(wǎng)建設完成，系統(tǒng)的投資成本降低30%，同時因光電纜及設備數(shù)量的減少，維護工作量顯著下降。

持續(xù)打造國際領先智能化礦井

對標發(fā)展新定位，大海則煤礦通過推動5G、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代信息技術與煤炭生產(chǎn)深度融合，已初步實現(xiàn)智能化礦井階段性目標。

“圍繞打造‘安全高效綠色智能現(xiàn)代化示范礦井’建設目標，大海則煤礦將進一步結合目前智能化建設應用情況，在科技創(chuàng)新、機器人應用、智能遠控等方面加大人力、物力保障，著力實現(xiàn)智能化減人、提效、保安全的工作目標?！贝蠛t煤礦黨委書記、董事長、總經(jīng)理馬冠超表示。

馬冠超指出，大海則煤礦矸石充填項目依托中煤集團“煤礦矸石處理”重大科技專項，已完成一期工程建設，順利實現(xiàn)采空區(qū)4200m遠距離矸石漿充填，最終將形成177萬噸/年固廢處理能力，實現(xiàn)煤礦全部固廢零排；同時積極采用光伏、變頻等節(jié)能技術，礦井主輔生產(chǎn)系統(tǒng)主要用能設備均達到國家一級能效水平，為建成安全、高效、綠色、智能現(xiàn)代化示范礦井提供有力支撐。

郭瑞介紹，由于目前國內(nèi)尚無智能化礦井整體建設的成熟經(jīng)驗，大海則煤礦智能化建設在設計規(guī)劃、建設目標、設備應用以及軟件協(xié)同等方面均屬于探索實踐過程，仍存在智能化礦山建設標準不統(tǒng)一，各系統(tǒng)軟硬件接口不匹配、數(shù)據(jù)互通分析效率不高等問題。

對此，馬冠超表示：“我們將加大外部溝通力度，聯(lián)合裝備制造企業(yè)、科研機構共同研究解決智能化建設的行業(yè)難題、技術瓶頸等，提高智能化建設水平，為煤礦行業(yè)提供可借鑒方案，不斷提煉形成指導性強、切實可行、引領行業(yè)發(fā)展的智能化建設中煤方案?！?/p>

擁有亞洲最大儲量原煤氣膜球倉的中煤陜西公司大海則煤礦智能化選煤廠全貌。

中煤陜西公司大海則煤礦井下智能化采煤作業(yè)畫面。