智能化建设 助推陕西能源煤电一体化发展

王水利

正高级工程师，博士，现任陕西能源投资股份有限公司总工程师主持科研项目20余项，参与科研项目40余项。获得国家科学技术进步二等奖，中国煤炭工业科学技术奖二等奖、三等奖，陕西省第八届煤炭先进成果二等奖等多项奖励。

在榆神矿区凉水井矿业水沙灾害研究方面提出了预防和控制浅部煤层开采水生灾害的措施和方法，应用后的安全效益、环保效益和经济效益显著；对西部矿区煤炭开采引起浅部水资源破坏问题的研究和解决提供了重要技术基础；对西北生态脆弱地区煤炭绿色开采技术的研究具有开创性意义。

数字化、智能化、智慧化是企业信息化发展的高级阶段，是衡量企业发展水平的重要标志之一。大力推进数字化转型升级已成为现代企业高质量发展的迫切需要。陕西能源投资股份有限公司（简称陕西能源）是陕西投资集团有限公司（简称陕投集团）煤电板块的专业化子集团，是国务院国有资产监督管理委员会第一批深化国企改革“双百企业”，其前身陕西汇森煤业开发有限责任公司成立于2003年9月，2019年5月28日重组创立，2023年4月10日在深圳证券交易所主板上市。近年来，陕西能源聚焦贯彻落实“资源资本化、资本产业化、产业效益化、效益价值化”创新思路，着力实施智慧电厂、智能矿山、智识办公“三智”工程，在智能矿山建设方面取得较好成效。为深入了解和推广陕西能源在矿山智能化建设中取得的创新成果、工作经验，《智能矿山》编辑部专访了陕西能源投资股份有限公司总工程师王水利。

文章来源：《智能矿山》2024年第2期“人物专访”专栏

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王水利：陕西能源以煤电一体化优势为“心”，以区位优势和电源布局优势为“体”，以装备竞争优势和产业链发展优势为“足”，以金融支持优势和科技创新优势为“双翼”，全面布局优质煤电产业，推进煤炭的绿色开采和电力清洁转化，积极探索新赛道新领域，深度参与新型能源体系建设。

目前，陕西能源拥有陕西秦龙电力股份有限公司、陕西清水川能源股份有限公司、陕西能源赵石畔煤电有限公司、陕西商洛发电有限公司等权属电力企业，电力装机总规模1123万kW，大多数是近年来新投产的能效高、指标优的先进机组，占陕西省统调装机容量比例近20%，在省属国有企业中位列第一；此外，陕西能源拥有陕西能源凉水井矿业有限责任公司（简称凉水井矿业）、陕西麟北煤业开发有限责任公司（简称麟北煤业）、陕西能源冯家塔矿业运营有限责任公司（简称冯家塔运营）、陕西能源赵石畔矿业运营有限责任公司（简称赵石畔运营）等权属煤炭企业，所属4座煤矿均为大型现代化矿井。其中，设计产能400万t/a的麟北煤业丈八矿井及选煤厂项目正在开展前期工作，拥有60.7亿t优质煤炭资源储量，生产及在建煤炭产能3000万t/a，产量位列全国煤炭企业前40名。

未来，陕西能源将全面落实“双碳”目标，加快向多能互补的产业结构转型发展，构建以煤电为基，以新能源、储能、综合能源、能源装备制造、技术集成等产业为辅的现代能源产业体系，借助资本市场快速打通“资源资本化、资本产业化、产业效益化、效益价值化”的发展路径，提升公司整体盈利能力和抗风险能力。

王水利：为全面加快煤矿智能化建设进程，陕西能源紧紧围绕建设一流绿色能源上市企业的战略目标，全面落实“技术为引领、机电为保障、安全为基础、生产为过程、经营为支撑”的煤矿工作理念，明确顶层设计思路。依托“陕投云”建设煤矿智能化总体架构，通过建设一体化网络平台、一体化数据中心、一体化业务平台、一体化管控应用平台，导入先进的网络数字技术，实现智能感知、协同通信、智识控制与大数据平台相融合，支持各煤矿企业子系统的组态运营，推进所属煤矿实现信息化、自动化、智能化。

在具体工作中，陕西能源结合煤矿企业智能化建设实际，以业务需求为导向，以解决安全生产管理的瓶颈问题为切入点，坚持“前瞻性、先进性、可靠性、实用性、开放性”的设计原则，进行应用创新，持续推进“统筹规划、突出重点、分步实施、服务需求、务求实效”的煤矿智能化建设思路。指导煤矿企业以信息基础设施、地质保障、智能化采煤工作面、智能化掘进工作面、主运输系统、辅助运输系统、通风与压风系统、供电与供排水系统、安全监控系统、智能化园区与经营管理系统为主要建设内容，加快推进设备改造和技术升级。预计到2025年12月底，凉水井矿业进一步巩固国家智能化示范矿井建设成果；麟北煤业园子沟煤矿完成智能化矿井建设工作，具备国家Ⅱ类中级智能化示范煤矿验收条件；冯家塔运营、赵石畔运营完成智能化矿井建设工作，具备国家Ⅰ类中级智能化示范煤矿验收条件。到“十四五”末，力争所属矿井建成全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的智能化矿井，实现采掘、运输、洗选安全保障、经营管理等过程的智能化运行目标。陕西能源智能矿山建设总体构架如图1所示。

图1　陕西能源智能矿山建设总体构架

王水利：陕西能源响应数字中国建设和陕投集团数字化转型布局，持续推进能源领域数字化转型升级，应用“陕投云”建设成果，启动能源数据中心建设，作为总体架构；结合煤电产业实际，全力推进智能矿山、智慧电厂、智识办公“三智工程”建设。在数字化管理层面，实施生产调度中心、应急指挥中心、数字协同中心“三个中心”一体化设计与建设，与政府监管机构、上级单位、权属企业实现数据对接和容灾备份，完善网络安全和等级保护措施，逐步形成煤矿、电厂、配套服务企业多维度的综合信息化系统。2023年10月，已完成煤矿企业智能综合管控平台的更新改造，实现了生产监管、数据分析、信息共享、流程管理、状态展示、应急预警等功能，为陕西能源的一体化管理、高效化运营发挥了平台统合作用。陕西能源智能管控云平台如图2所示。

图2　陕西能源智能管控云平台

在前期建设成果的基础上，陕西能源进一步完善煤矿侧数据中心、网络体系、通信调度系统，夯实基础设施建设；对矿井安全监控、人员定位、应急广播、调度通信、供电监控、水文监测、矿压监测，以及采煤机、掘进机、主运输、压风机等自动监控子系统全面整合升级；并结合权属煤矿企业智能化建设进程，从智能化采掘工作面、智能化生产系统、智能巡检机器人系统、智能化应用系统建设4个方面开展工作，取得了显著成果。

（1）智能化采掘工作面建设

凉水井矿业42114智能化综采工作面于2018年12月通过陕西省煤炭安全生产监督管理局验收，被评为陕西省中厚煤层智能化开采示范工作面。431301薄煤层智能化综采工作面于2020年通过陕西省煤炭工业协会鉴定，达到国际领先水平；智能化采煤工艺的投产运营，将工作面实际操作人员由原来的20人减至9人，社会效益和安全效益显著。

冯家塔运营3205智能化综采工作面顺利通过榆林市能源局验收，该综采工作面采用2个中心、15个子系统的模式，形成了可靠的工作面实时监测监控体系。其中，在煤流负荷智能控制上，通过煤量扫描器扫描转载机煤量变化，再通过变频器控制工作面输送机电机功率输出，综合节能达到10%以上。3204辅助运输掘进工作面智能化系统已完成建设投用工作，实现了掘进工作面的远程集中控制。麟北煤业相继完成1012007、1012102、1022101工作面远距离供电供液型智能化综放工作面的建设工作。2023年7月19日，1012102工作面远距离供电供液型智能化综放工作面顺利通过陕西省能源局验收，被评为B类智能化采煤工作面。通过智能化采掘工作面建设，减少了工人劳动强度，实现了“机械化换人、自动化减人”的科技强安、精细增效目标。智能化综采工作面控制系统界面如图3所示。

图3　智能化综采工作面控制系统界面

（2）智能化生产系统建设

陕西能源下属煤矿企业分别围绕“无人值守、机器人巡视”的要求构建工作模式，凉水井矿业已试点推行地面重要场所、井下重要硐室、主运输等系统的模式建设。冯家塔运营、麟北煤业也按照设计方案，依托自动化控制技术，在地面统一建设集控中心，协同视频监控系统、语音报警系统、人员进入红外报警系统，实现了井上井下固定场所生产系统的“无人值守”目标。无人值守变电所如图4所示。

图4　无人值守变电所

（3）智能化应用系统建设

凉水井矿业已建有完备的数据中心（图5），对生产经营及安全监测等非自动化控制系统数据进行了虚拟化整合，对各应用系统进行了虚拟部署，实现了服务器相关资源的合理调配和充分利用；并建有智能矿灯及矿灯充电管理系统，实现了人员位置监测数据、入井人员登记数据、矿灯和自救器发放数据“三对口”管理。

图5　数据中心

冯家塔运营、麟北煤业已完成多网融合管理信息系统，实现了地面、井下4G通信，人员、车辆精确定位，万兆交换业务为一体的多业务融合通信功能，使行政办公电话、有线通信调度系统、4G无线通信、应急广播、人员精确定位、车载通信等多种业务从传输层融为一体，满足了智能矿山按业务、系统、区域等条件划分的实际需要，灵活协同了设备的互联互通，提高了应急指挥的响应效率和能力。

（4）建立统一的标准和框架

陕西能源在智能矿山建设的整体框架下，一方面确定凉水井矿业作为智能矿山建设示范企业，试水探路，总结经验，树立标杆，减少了智能矿山建设中的误区、短板及问题；另一方面完成了统一数据传输、存储、处理平台建设工作，在充分调研各权属煤矿企业信息化建设和应用场景的基础上，解决了信息化体系标准不健全、不统一问题，指导各企业采用国内一流和世界先进的技术与装备，努力提高煤矿信息化、自动化和智能化水平，持续降低劳动强度，改善工作条件，减少井下人员，最大化体现智能矿山建设的意义。

王水利：未来，陕西能源将做好“十四五”规划中期调整，紧扣陕投集团战略部署，对标优秀上市企业，加大数字化转型升级力度，积极参与国家大数据产业发展战略，大力谋划布局大数据产业，面向智慧能源、大数据中心、数据治理等领域发力，进一步推动数字技术在各业务领域的深度应用，实现数字化、网络化、智能化升级。重点推进智慧电厂、智能矿山、智识办公“三智”工程建设，同时深化人力资源数字化平台的实施与应用，启动数字档案室建设，强化经营管理、投资项目、股权投资、科技管理、智慧工会等管控类信息化系统建设投用，提高总体安全生产效率。通过数据的共享分析和业务流程的高效协同，推动资源开发与环境友好发展、安全生产与经济效益有机融合、以人为本与良好文化和谐共进，实现企业的高质量发展。