从“人控”到“数控”
从“自动”到“智能”
准能集团露天煤矿智能化建设全面提速
持续领跑行业发展
21世纪初,工业4.0浪潮蓬勃兴起,智慧革命以锐不可当之姿重塑各行各业。煤炭行业关系国家经济命脉和能源安全,推动煤矿智能化建设是行业高质量发展的必然选择。
准能集团争当露天煤矿智能化建设领跑者,凭借扎实的数字化建设基础,按照顶层设计、统一规划、分步实施的建设思路,构建“1+1+1+N”露天煤矿智能化建设模式,在采矿设计、穿孔爆破、采矿运输等生产工艺环节,设备维修、炸药生产、供水供电、边坡预警等辅助生产领域全生产流程探索实现了智能化技术应用,用实际行动打造智能化示范标杆煤矿,为煤炭工业高质量发展赋智赋能。
乘势布局 夯实转型升级基础
准能集团拥有煤炭资源储量30.85亿吨,所属黑岱沟和哈尔乌素两座特大型露天煤矿年生产能力6900万吨,设备工艺、人工效能、管理水平均走在国内露天煤矿企业前列。
党的十八大以来,我国加大矿山数字化政策支持力度,为煤矿智能化建设带来了良好发展机遇。准能集团乘势而上,加入到数字化转型大军当中。依托资源赋存条件好、生产规模大、工艺流程、工作场景相对简单这些优势,于2016年启动“数字矿山”示范工程建设,在穿、采、运、排各环节建设自动采集、监测和智能调度等系统,形成以生产管理和安全管理为主体,以技术管理、机电管理、经营管理、其他管理为两翼的“一体两翼”信息管理体系。
历经三年时间,准能集团形成了集中统一的“生产数据中心”和数据标准化体系,实现了数据共享和利用。工作人员只需打开系统页面,就能实时查看掌握全公司生产、安全、经营、机电、技术等各环节情况。
如今,准能集团在各个管理领域均实现了信息化全覆盖。生产管理通过生产作业、调度指挥一张图等系统,做到生产及辅助单位重点业务“听得见、看得到、调得出”;安全管理通过安全风险预控、岗位标准作业流程、应急管理、安全积分考核等系统,实现安全分级预警、闭环管理;机电管理通过机电管理模块、PM设备管理等系统,实现了机电设备的全生命周期管理。
在集成各类数据的基础上,准能集团充分挖掘数据潜力,开发了一体化智能联动大数据分析、“产运销”一体化决策支持系统、煤炭全产业链一体化智能联动管理、矿山设备预测性大数据分析、“数字财务及经营管控平台”,对生产作业、市场行情、铁路车流、原煤仓储、设备运行、生产经营等进行大数据分析,为智能运维、智能生产管理及智能调度指挥决策提供指导,让露天煤矿有了“智慧脑”。
“数字矿山”项目实施以来,准能集团基本实现降本、减人、增安、提效,煤矿智能化成效初步显现。
全面推进 开发多元应用场景
2020年3月,国家八部委联合印发《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》等一系列政策文件,为煤矿智能化建设明确了发展方向。同年12月,首批71处智能化示范建设煤矿名单发布,黑岱沟露天煤矿赫然在列。
准能集团坚持示范引领,以无人驾驶改造为核心、以国家首批智能化示范建设煤矿为重点,采取“重点突破+全面实施”的模式推进,致力于打造规模最大、智能化水平最高的世界一流露天煤矿,为煤炭工业转型升级、高质量发展,贡献“准能智慧”,提供“准能方案”。
2020年4月,无人驾驶项目率先启动,这也是全国最早的露天煤矿无人驾驶试验项目之一,4个月后,第一台无人驾驶卡车改造成功,驰骋矿山。此后的两年里,准能集团持续开展无人驾驶改造,尝试从小规模测试向混编运行及单编组运行等延伸,智能运排朝着作业效率更高、安全性能更强的方向稳步迈进。
2021年9月,准能集团与中国电信签署5G智慧矿山创新示范项目合作协议,矿山5G网络建设全面铺开。2022年,准能集团建成国内第一个本地部署的企业级 5G 核心网,其中4项新技术为国内首创。如今,以矿区万兆工业环网为基础,融合 WIFI、4G/5G 多种通信网络,统一高速的网络形成,为后续无人驾驶、工业控制、人工智能等技术的实施,提供了基础保障。
作为国家首批智能矿山建设示范煤矿,黑岱沟露天煤矿秉承“生产智能化、运营数字化、创新自主化、管理智慧化”的理念,积极构建穿采运排4工艺环节、采剥2亿立方米、坑下作业300人的“423”生产模式,穿、采、辅助全工艺环节实现智能化。
智能爆破
在国内首创“抛掷爆破-吊斗铲倒堆”工艺,应用爆破软件设计、北斗定位、智能布孔、机器人智能测量炮孔、炸药混装车智能装药等,实现穿孔、爆破全过程智能化,布孔精度达5cm级别,提高作业效率30%。吊斗铲采用AI识别、全息影像综合监测预警系统,实现关键部位实时监控、设备状态远程诊断。
智能采矿
应用航测无人机等设备,建立矿山三维地质模型,基于云端技术和GIS技术建立测绘管理系统,动态更新地质资源储量;模拟矿山开采,运用完备的“地测采”保障系统,实现矿山工程量自动计算、剥采比优化设计、“采运排”线路精准规划。
灾害预警
部署高台阶雷达监测系统、“地表位移+深层位移”边坡监测预警系统,实现“天地一体化”24小时鹰眼式监测预警,预警时效提前2小时。
生产辅助
准能集团不断推进生产辅助领域智能化建设。
准能集团研发应用了轮胎拆装、大型结构件焊修等检修类机器人,实现了变电站无人值守和工业用水的智慧取供水。
这一时期,煤矿智能化建设在准能多点开花。
示范引领 推动全域提档升级
2023年是准能集团煤矿智能化建设收获满满的一年。3月,黑岱沟露天煤矿及配套选煤厂通过国家首批智能化示范建设煤矿验收,达到了中级智能化建设水平。此后不久,黑岱沟露天煤矿、哈尔乌素露天煤矿、选煤厂等单位的智能化建设项目通过国家能源集团验收,达到了智能化中级标准。
在推进高质量发展中,智能化的印记在准能矿山日渐清晰,并结出硕果。2023年,准能集团智能化建设成果9次亮相国内、国际展会,全国露天矿山智能化建设现场推进会在准能集团成功召开,受到行业内外人士的广泛关注。
同时,准能集团全力、全速推进国家重点研发计划“智能机器人”重点专项“揭榜挂帅”榜单项目——“大型露天矿机器人化自主运输装卸系统关键技术与应用示范”,12月,项目通过了里程碑节点考核。目前,准能集团已经实现了首批国内载重最大的300吨级无人驾驶矿用卡车多编组“装、运、卸”无安全员常态化运行,效率达有人驾驶的85%;单编组单班无安全员拉运最高达120车,同等条件下与有人驾驶持平;120余台工程辅助设备实现全流程协同作业;百余名卡车司机实现阶段性转岗,取得了“安全零事故、作业无等待、运输低排放、智能少人员”的新成效。
哈尔乌素露天煤矿也频频传来好消息。6月份,全国首台远程操控智能牙轮钻机上线运行。司机坐在远程遥控座舱就可操控千里之外的钻机进行作业。从发号施令到设备响应,整个过程控制在50毫秒以内,实现了钻孔与采装、运输等生产过程高效协同作业。9月份,全国首台700吨级XE7000智能液压反铲试验运行,设备不仅可实现远程智能操控,还搭载了斗齿监控、倾角控制、智能监控周边安全等功能。
2023年,也是准能集团煤矿智能化建设全新启航的一年。“总结巩固准能经验和成效、建设具有更高水平的智能化煤矿”成为下一步奋进目标。准能集团出台煤矿智能化建设三年行动计划(2023—2025年)实施方案,重点打造主要采装设备远程操控,全面应用运输作业全吨位、全场景、全环节高效自主无人驾驶运输技术等。
随着采装、穿孔作业室内远控迈出新步伐,工程辅助设备智能协同也在全速推进着。预计到2025年,准能集团煤矿智能化水平将显著提升,两矿入坑作业人员减少(转岗)300人以上,关键岗位机器人替代率达到50%以上,建成黑岱沟露天煤矿“423”生产模式,煤矿智能化助力“减人、增安、提效”取得显著成效。
面对万物互联的智能时代和数字化转型的全新未来,准能集团将进一步推动能源与信息领域深度融合,以领跑者的奋进之姿,向着规模最大、智能化水平最高的世界一流露天煤矿迈进!