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    中國煤炭報 | 陜北礦業公司:構建智慧礦區新生態?

    作者: 張增陽     時間: 2021-11-24     點擊: 查詢中    分享到:

    中國煤炭報11月23日3版


    陜北礦業公司:構建智慧礦區新生態


    10月20日,全國煤炭行業“首個全礦井智能化運行”建設成果交流推廣會在陜煤集團陜北礦業張家峁公司召開。這標志著陜煤集團陜北礦業公司經過3年的創新實踐,打造出獨具特色的張家峁智慧礦區樣本。

    從采煤到采數據

    2019年初,中國工程院王國法院士團隊來到陜北礦業公司,就智能化建設進行研討。此后,雙方決定攜手打造全國首個智慧煤礦巨系統示范項目,項目建設周期為3年。張家峁礦業公司智慧礦區建設就此拉開序幕。同年12月,首批5G基站應用率先組網,實現了礦區5G網絡全覆蓋。

    2020年6月,為張家峁礦業公司“量身訂制”的國內第一次智能礦井關鍵成果運行及展示所涉及子系統配套會召開。2020年10月,全國煤炭行業兩化深度融合推進現場會在榆林召開,展示了張家峁礦業公司智能礦井建設的階段性成果。2020年11月,張家峁礦業公司、紅柳林礦業公司、檸條塔礦業公司被列入國家首批智能化示范煤礦建設名單。

    張家峁智慧礦區建設按照頂層設計、基礎先行、重點突破、全面接入的整體規劃,布局全面感知與高速傳輸網絡、礦山地理信息系統、安全生產管控一體化平臺、統一計算存儲管理、統一數據接口與編碼標準和諸多智能化子系統,建立智慧礦山運營管理中心,實現全面生產經營決策管理;開發部署礦山云服務平臺,實現不同業務的云上服務。

    張家峁礦業公司以智能化采掘工作面、智能化主煤流運輸系統、智能化生產輔助系統、特種機器人等關鍵子系統為主,以智能園區等生活、辦公、服務各領域子系統為輔,著力構建立體式全方位綜合智能生態系統。

    經過聯合攻關,張家峁礦業公司建成了涵蓋信息基礎設施、智能地質保障系統、智能采煤系統、智能掘進系統、智能主煤流運輸系統、智能輔助運輸系統、智能通風系統、智能供電與供排水系統、智能安全監控系統、智能綜合管控平臺、智能化園區、智能經營管理系統、智能環保管理系統智能化煤礦13大系統,共計50個智能化子系統。所有系統智能化作業占比80%以上,礦井累計減人345人。截至2021年10月31日,張家峁礦業公司實現安全生產4538天。

    14項首創成果可復制

    張家峁礦業公司智慧礦區建設為全國煤炭行業智能化建設提供了可借鑒、可復制的成功經驗,取得了一系列首創性創新成果,開創了煤礦智能化升級新模式。

    首創5G+智能化煤礦多系統應用場景,研發應用煤礦4D-GIS地理信息系統和BIM+GIS融合與虛擬仿真實時動態更新技術,實現了綜采工作面的透明化管理。

    首創“智能工廠”全新生產模式,實現了綜采工作面、主煤流運輸、定制化洗選、自動化裝車等多系統智能協同生產。涉及多個設備群830余臺設備,每班生產人員由69人減至26人。

    首創工業互聯網+綜合管控平臺技術管理模式,通過安全生產實時信息標準化數據采集,實現了“標準化、場景化、流程化”智能管控,形成了操作層、管理層、決策層數字應用架構。

    首創回風巷移動巡檢儀,實現了危險區域無人化作業,以及巷道積水和毒害氣體的檢測,巡檢距離達到2.3公里,續航時間超過5小時,完全替代了人工巡巷。

    首創煤礦生態環保管理系統,實現了煤礦整體水平分析、碳達峰碳中和相關數據跟蹤分析、生態環保一張圖智能分析。

    研發了世界首套1.1米薄煤層大功率高效智能化開采成套技術與裝備,實現了開采技術模式的突破,對全國薄煤層開采具有示范作用。

    研發了智能化快速掘進系統成套技術與裝備。實現單班最高進尺65米,月進尺突破2700米。其中,掘錨一體機激光長距離精準組合導航系統屬于國內首創。

    研發了國內首套煤礦智能通風管控系統,實現了一鍵測風、一鍵反風、一鍵調風以及危險區域機器人作業,實現了2分鐘內智能輔助決策控風方案,主要井巷控風精度>95%。

    研發了輔助燃油物料車和鋰電池驅動人車的無人駕駛系統及智能調度系統,實現了輔助運輸車輛從地面到井下的全程無人駕駛。

    研發了煤炭行業第一套煤炭智能化遠程裝車系統,實現了現場無人操作的遠程一鍵裝車,裝車時間由改造前的每車5分鐘縮減為2分鐘。

    研發了“千眼”視頻智能安全管理系統,實現了AI人工智能與作業人員安全行為的智能辨識,形成了“四員兩長+智能單兵”為特色的雙重監管模式。

    率先建成國內首個智能化選煤廠,成為國內煤炭洗選領域的示范性項目。僅選煤廠的智能化改造產生的年經濟效益近1200萬元。

    率先在工作面使用雷達激光點云測距儀,實現了掘進和回采位置測量數據的即時更新,以及進尺數據的自動化采集。

    率先使用了立體化智能調度系統,通過智能礦燈使事故隱患遠程排查有了“千里眼”和“順風耳”。

    經過不懈努力,張家峁礦業公司打造了全國煤炭行業第一個全煤礦智能化示范標桿。多個工作環節實現了大幅減員,綜采工作面由單班13人減為5人,原煤運輸系統由單班42人減為14人,洗選系統由單班20人減為2人,井上井下23個機房硐室、66個操作崗位全部實現了無人值守。

    由“智能達標”向“智慧提升”轉變

    近年來,陜北礦業公司堅持把智能化建設作為“一把手”工程,設立了智能化建設工作專班,按照智能生產、智能礦井、智慧礦區三個階段性工作目標穩步推進。

    陜北礦業公司遵循“系統智能化、智能系統化、管理智慧化”的建設思路,黨群工作、經營管理等智能化建設同步推進。三網一平臺、智慧黨建、智創工會、智慧機關等智能系統得到普遍應用。

    陜北礦業公司各生產礦井綜采工作面全部實現了智能化采煤,技術路線覆蓋1.1米至6.3米不同采高、不同設備型號、不同生產條件下的綜采工作面,智能化采煤平均開機率達到93%,采煤效率提高了10%,掘進效率至少提高了30%。

    陜北礦業公司智能裝車得到了廣泛應用。檸條塔礦業公司建成了國內首套遠程智能化鐵路裝車系統,鐵運較以前平均減少用時35分鐘/列,裝車作業人員減少了2/3。

    陜北礦業公司的安全生產信息共享平臺集成了綜合調度、安全管理、生產技術等13個專業應用,可以實時采集安全監控、人員定位、生產輔助自動化系統等7類子系統的數據,實現了全時空全天候智能管理。

    在陜北礦業公司,生產巡巷、皮帶巡檢、危險環境偵測等機器人群得到了廣泛應用,成為礦區一道亮麗的風景。

    同時,陜北礦業公司完成了智慧礦區藍圖規劃及建設方案,智慧礦區所有信息數據接口標準制定,以及智能化數字決策系統、智能化數字移動管理系統、礦山工業互聯網平臺、生產管控系統、資產管控系統、物資管控系統建設的本地化部署。

    陜北礦業公司建成了銷售數據智慧分析系統和一鍵啟動自動裝車,使地銷、鐵銷裝車全部實現了無人化、智能化;建成了煤質在線檢測系統,實時監測煤炭質量,煤炭產品實現了定制化;建成了智能化運維管控系統,銷售過程做到了動態智能分析與集中調度。

    陜北礦業公司還建成了礦區工業互聯網平臺,構建了礦山數據全生命周期管理體系;建成了安全生產、經營管理等8個縱向管控系統,實現了礦井內部物資體系化管理;建成了智能化數字移動管理系統,實現了辦公協同和高效管理。

    整體規劃建智慧礦區

    早在2010年,張家峁礦業公司就由全面機械化向自動化開始迭代升級。

    2012年,紅柳林礦業公司建成了全國第一個6.3米大采高智能化綜采工作面。2018年,檸條塔礦業公司開始探索機器人集群項目的示范應用。

    近年來,陜北礦業公司聯合中國工程院王國法院士團隊、華為煤礦軍團、中國礦大、西科大等科研團隊,持續推進智慧礦區建設,總結張家峁礦業公司、紅柳林礦業公司、檸條塔礦業公司這三個被列為國家首批智能化示范建設煤礦的建設經驗。

    在頂層設計上,陜北礦業公司編制了智慧礦區規劃和建設方案、采掘主要設備統一選型標準,形成了“兩橫八縱一平臺”智慧礦區整體架構,采取了專班推進、專項推進等工作舉措,形成了層次分明、相互銜接、規范有效的創建模式,實現了對上、對下、對內、對外的數據融合與業務協同。

    在礦區側,陜北礦業公司著力打造智能化數字決策平臺、數字化移動管理應用系統。在礦井側,陜北礦業公司著力打造智能綜合管控平臺、地質保障、采煤、掘進、主煤流運輸、輔助運輸、通風與壓風、供電與供排水、安全監測、智能選煤等系統和智慧園區。

    陜北礦業公司現有7對生產礦井,各自都有智能化建設項目。其中,紅柳林礦業公司24項、檸條塔礦業公司30項、張家峁礦業公司50項、韓家灣煤炭公司19項、涌鑫礦業公司安山煤礦17項、中能煤田公司袁大灘煤礦16項、孫家岔龍華礦業公司4項……目前,該公司全部完成了智能化體系的本地化建設。

    陜北礦業智慧礦區建設取得了三個方面的成效:智慧礦區規劃實現了階段性目標,探索形成了智慧礦區建設標準體系,智能礦井關鍵技術取得了新突破。

    從工作成效上來看,陜北礦業公司的所有礦井實現了智能通風,所有綜采工作面實現了智能化開采,所有機房硐室實現了遠程操控,所有礦井建成了萬兆工業環網……智慧礦區建設取得了階段性成果。

    下一步,陜北礦業公司著力打造智能化生產、透徹化感知、可視化管理、數字化決策的智慧礦區,全面建設“黨建引領、安全高效、智能融入、改革創新、綠色和諧”的行業領先、世界一流高質量發展示范企業。

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