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晉能控股集團:5G+智慧礦山建設“加速度”

2020-12-23 来源: 《中国煤炭报》
  5G+智能采煤、5G+智能輔助運輸、5G+無人機巡檢、5G+高清工業應用視頻、5G+智能視頻分析平台……日前,5G+智慧礦山在晉能控股集團大放異彩。
  
鋪就智能開采“高速公路”
  11月13日8時,在晉能控股煤業集團塔山礦調度指揮中心,技術工人魏志強開始他一天的采煤工作。“采煤設備確認完畢,可以進行遠程操控。”幾秒鍾後,該礦綜采三隊黨支部書記李珂在井下8234智能化工作面利用5G可視手機向調度指揮中心進行了確認。只見魏志強輕點鼠標,井下的采煤機、運輸機、轉載機等綜采設備相繼聯動運轉。隨著調度指揮中心監控屏幕上數據的跳動,塔山礦8234智能化工作面源源不斷地將煤炭輸送到地面儲煤倉。“這個5G可視手機的圖像和聲音都特別清晰,幾乎沒有時延。”魏志強說。
  据介绍,该矿依托已经建成的井上、井下全覆盖5G网络,为全矿相关生产区队配备了矿用本安型5G可视手机。该手机采用华为麒麟9905G SOC 旗舰级芯片,搭载EMUI操作系统,网速是原来地面4G的15倍,保证了视频和通话的流畅和稳定。“基于5G高速网络,我们实现了高清工业视频 、智能视频分析平台、巡检机器人、NB 无线传感器等 5G+应用,5G+智慧矿山走在了行业前列。”塔山矿机电副总经理张兴说。
  目前,塔山矿正积极探索 5G 技术与人工智能、云计算、大数据等新信息技术的融合,大力推进5G联合实验室和工 业互联网、数据中心建设,加快推进 5G+智慧矿山等一系列重大项目。
  在距离塔山矿大约8公里的同忻矿,5G+智慧矿山建设也取得了新的突破。截至目前,由煤炭技能大师杨继彪带领的研究生团队已经完成了智能化综放操作系统的第八次升级。从2013年8月“千万吨级高效综采关键技术创新及产业 化示范工程”立项启动到2016年底正式运行,同忻矿建成国内首个智能化综放工作面,填补了煤炭行业智能化综放工作面生产空白,并获得煤炭工业科技进步奖一等奖。
  经过4年多的实践探索,同忻矿智能化综放工作面创新改进支护初撑力智能补压、三角区域割煤参数制定、融合小煤柱开采、煤矿坚硬顶板地面压裂控制等技术30多项,由最初的只能完成简单的系统指令到如今的全系统智能融合,精确割煤、精准放煤,自主完成智能化综放工作面操作系统版本从4.0到10.0的升级,三代智能化综放工作面从最初的“水土不服”变为全面符合实际安全生产条件。“我们把井下放煤控制设备全部搬到了地面联合楼的创新工作室里,通过大屏幕可以实时观看井下的采掘、运输、检修等情况,实现了井下放煤与地面操控同步推进。”同忻矿信息中心副主任宋春儒说。5G建设项目相当于为8102智能化综采工作面的数据传输和远程控制开通了一条“高速公路”。“利用5G网络广连接、大带宽、超低时延的特性,井下可接入的设备更多了,我们从中获取的数据将更全面、精准,可以更加及时、准确、高效地解决问题。”宋春儒指着调度指挥中心大屏幕说,“只要出现风险点,4K 高清视频画面、NB 传感器等设备便会将看到的场景、感知到的数据精准迅速回传至地面总调度室。同时,井上井下实时通话,指令下达没有了时延,安全系数和生产效率都大大提高了。”“以前放煤时,需要4个工人操作一个
  工作面100個放頂煤液壓支架,每個人需要按照經驗判斷時間,一個一個放,員工勞動強度很高,工作環境差。現在,有了可實時調整系統參數的全自動化放煤系統和5G網絡,100個放頂煤液壓支架只需1個人操作便可定時同時放下,更加安全高效。”說起放煤系統,該礦放煤操作員張鑫如數家珍。如今,矸石分離的效果更好了,原煤回收率提升了5個至6個百分點,原煤開采量每個班提升了10%。5G網絡覆蓋後,應用變得十分關鍵。在該礦聯合樓五樓的創新工作室,圍繞智能系統應用,技術人員正在埋頭進行軟件平台設計和應用設備的研發改造升級,加速5G網絡與礦井實際應用的深度融合。“我們將5G技術開發作爲智慧礦山建設的重要支撐。將來,我們還會開發信息化礦燈、傳感器、4K攝像儀等符合煤礦生産特點的應用設備,利用低時延的特點,提高控制速率,提高信息化程度。”宋春儒說。
 
 解決問題更及時精准
  今年8月18日,塔山礦8222工作面順利通過了國家“十三五”資源領域重點研發項目——“千萬噸級特厚煤層智能綜放開采關鍵技術及示範”中期檢查驗收,智能化工作面建設取得了階段性成效。“這是我國年産1500萬噸特厚煤層智能化綜放工作面建設示範工程,從2019年2月正式投入生産至今,累計生産原煤1400萬噸。智能化讓煤炭開采更加安全高效。”塔山礦監控中心主任張慧說,“我們還應用了産量平衡時空預警系統、無軌膠輪車智能調度系統、安全雙重預防管理信息系統和智能巡檢機器人等一大批達到世界先進水平的科技成果,礦井基本實現了人員、設備、環境實時動態數據的基礎感知。”
  截至目前,塔山礦已完成4個智能化綜放工作面的建設,智能化工作面占比達到100%,實現了效率、效益的雙提升。
  在塔山礦調度指揮中心,工作人員正緊盯大屏幕監控井下采掘、通風、運輸等實時數據,分析判斷當前井下的生産狀態。在這裏,全礦安全生産各類實時數據一目了然,在三維模擬的情況下,井下生産更立體、更直觀。綜合調度、生産管理、機電管理、位置服務等模塊系統多維關聯,實現了綜采設備的遠程自動化控制及“監、管、控一體化”全流程數字化運行。“礦山雲圖智能決策大數據平台集中了煤礦開采的各項數據,實現了數據、網絡平台與應用系統的融合;通過三維模擬,一分鍾就可以掌握井上井下安全生産環節的情況;通過綜合調度模塊,可以實時了解工作面設備的開停狀態;通過計量設備模塊,盤區主風機等數據全部都能實時調取出來……有什麽問題,一目了然,解決問題更方便、更精准了。”張慧說。
  在同忻礦調度室旁的數據中心控制室裏,15台電腦正在實時分析和采集井下的各種安全數據,爲調度中心的安全決策提供依據。數字化智慧調度管理中心集成了“一通三防”、主扇運行、瓦斯抽放監測等24個綜合安全監測監控系統的數據,井上井下實現了遠程集中自動化控制,安全全面可控。
  同忻矿智能化系统研发负责人陈军介绍,该团队开发了设备终身数据库,设备维检人员通过设备信息 APP,就可自动采集、统计、分析和反馈设备实时运行数据,并精准、快速查明设备故障原因,及时消除安全生产隐患。
  同時,同忻礦的大學生技術團隊通過數據比對,對生産過程中的各種詳細數據進行分析研究,先後完成了智能化工作面礦壓監測及頂板斷裂位置研究、特厚煤層堅硬頂板條件下孤島工作面小煤柱留設寬度的研究應用、智能化工作面頂板斷裂方式及礦壓規律研究等項目。
  安全管理人員對采集的大數據進行分析,創新采用“三支架+木垛”聯合尾巷支護、圍岩壓力和圍岩變形在線遠程實時監測、錨杆組合間合理排距等方案,創造近千萬元經濟效益的同時,實現了礦井安全可靠化、管理高效化、效益最大化。
 
 制定智慧礦山建設“路線圖”
  “我们计划利用3年的时间来打造5G+智慧矿山。2020年,重点完善综合自动化、基础平台及应用系统,建成统一完备的传输网络、数据管理平台、系统平台、智能分析平台。2021 年,深度融合自动化与信息化,提升矿山智能化的应用水平。2022年,完成智能分析、智能联动、智能决策平台软件的应用,最终实现矿井‘管控营’一体化、安全可靠化、管理高效化、效益最大化的目标。”宋春儒说。
  根據智慧礦山建設規劃,塔山礦計劃通過40個項目、花3年的時間來完成智慧礦山建設,今年計劃完成18個項目。
  目前,晋能控股集团正围绕矿山智慧大脑综合基础平台、智能装备和机器人、煤矿大数据三大方向,构建起 5G+万兆工业环网有线无线双网融合的网络大平台;规划建设一个集数据实时共享、各专业快速联动于一体的智能化调度指挥中心,使其成为智慧矿山的“大脑”。
  同时,依托 5G+智能化联创实验室,晋能控股集团规划在人工智能、工业机器人、工业物联网、智慧能耗管理、基于无人驾驶的井下智慧交通、基于万物互联的煤矿大数据分析等方面,深入开展5G+研究,切实推动人工智能技术与现代煤炭开发利用深度融合,全面推进5G+智慧矿山建设,全面打造具有自主感知、自主决策的集成智慧矿山示范矿井。 (邱美)