加装数字“新引擎” 增添智能“新动力”——探寻中国平煤神马集团数智化矿山转型路径与实践

      

只需在地面轻点鼠标,千米井下“钢铁穿山甲”听令而动,月进尺轻松破600米,无人驾驶矿车平稳行驶在巷道,井下AI全天候无死角实时盯防、智能决策……如今,这样的智能化作业场景在集团越来越常见。
作为新中国第一个自行勘探设计开发建设的特大型煤炭基地,近年来,中国平煤神马集团积极响应国家号召,在河南省委、省政府的正确领导下,在省工信厅的指导支持下,全力推进煤矿数字化智能化改造提升行动,大力引进5G、人工智能等新一代信息技术,推广应用掘锚一体机、盾构机等先进装备,不断拓展无人驾驶、巡检机器人、AI视频识别等井下5G应用场景,煤矿智能化建设取得阶段性成效。
目前,集团已建成1处国家级、11处省级智能化示范煤矿,45个采煤智能化工作面、102个掘进智能化工作面。“五类机房”固定场所基本实现远程控制、少人巡检、无人值守,智能化产能占比过半,为推动传统煤炭行业转型升级提供了平煤神马方案。

赋能核心业务
提升采掘装备智能水平

8月22日上午,在五矿煤楼,TDS智能干选机正用X射线扫描初筛的煤矸石,然后利用高压风将识别出来的煤吹进煤仓。“自从投用TDS智能干选系统,集团原煤灰分平均降低2个百分点。”集团相关负责人介绍。
除了在井上建设5G智能选矸系统,集团大部分煤矿井下也实现了远程掘进、无人综采、智慧测控,5G赋能井下多业务场景。
“5G+”跑出掘进加速度。集团成套智能化掘进装备共有65套,智能化开掘进尺达到9.1万米,自主研发智能化掘进自移皮带机尾和工作面多功能巡检机器人,构建了具有平煤神马特色的煤矿智能化快速掘进体系,智能化掘进工作面单班作业人数由12人减至8人。集团首套深井矿用全断面岩石掘进机(TBM)岩巷单进突破623米,刷新全国同类型矿井进尺纪录。
“5G+”提升采煤“慧”水平。集团在煤与瓦斯突出矿井率先完成智能化建设,形成了薄、中、厚采煤工作面全覆盖生产格局,智能化采煤工作面单班作业人数由22人减至6人,常态化运行率接近80%。建成“5G+规划开采与数字孪生“系统,形成了全国深部矿区综采工作面透明开采技术应用示范。
“5G+”助力洗选变“智”选。集团自主研发的“5G+智能选矸”系统已在9家矿井成功投用,与中兴通讯联合搭建的“5G+智能分选数字星云平台”,经鉴定达到国际先进水平,矸石选出率在90%以上,效率提升60%,原煤灰分降低6至10个百分点。
目前,通过建成采煤智能化工作面和掘进智能化工作面,人均工效分别提高20%、30%以上,自动化综合远程控制率提升至81.3%,煤矿生产效率提高15%以上。

改造辅助系统
拓展多元应用场景

在十矿智能化调度应急指挥中心大屏幕上,不仅能看到各工作面的3D模型,还有25个实时监控显示屏,轮流显示100路视频场景。当出现职工安全操作不规范等异常时,AI会第一时间报警,并同步拍照录像、自动保存。
自去年3月正式运行“基于无源工业光网AI视频分析云平台系统”以来,十矿已建成17个AI视频分析模型、100路视频分析场景,实现井下全场景应用。截至目前,该系统隐患漏报率为零。
在实现智能采、掘、选的基础上,集团积极引入智能监测、AI分析、智能巡检等先进技术,大力推广“5G+”设备应用,助力煤矿生产辅助系统提档升级。
目前,集团已实施供电、压风、运输等352个子系统升级改造项目,自动化综合远程控制率提升至84.3%,优化用工4000余人。集团还积极探索5G与精准定位技术融合,成功开发应用井下智能无人驾驶系统,运输效率提升41%;投用29台煤矿巡检机器人,建成全省规模最大的矿用机器人集群;推广应用“云、边、端”协同的煤矿AI视频识别技术,实现智能监控、精准分析、超前预警。

建设基础设施
构筑多联互通平台底座

一矿是集团主力矿井之一,拥有67年建矿史。8月23日早上,在该矿综采一队智能化集控室,职工王海龙在桌面操控台上按下启动按钮,井下的采煤机自动运行。“我们不仅可以实时监测到采煤机等井下大型设备工作状态,还能监测到工作面瓦斯、粉尘等关键数据。”王海龙说。
工作地点从井下转移到井上,是矿山的蜕变。近年来,集团将5G与大数据、云计算、物联网等新一代信息技术相结合,构建煤矿集控“一张图”“一道墙”“一平台”,做到基础设施共建共用、信息系统整体部署、数据资源汇聚共享、业务应用有效协同。
集团成功搭建了骨干环网,在14对矿井建成万兆“数字高速公路”,为智能化采掘、无人驾驶、视频分析等多场景应用提供精准信息定位导航。建成行业一流的云中心、算力中心和大数据中心,100多项核心业务上云用云,打通了多网融合的数据传输“大动脉”,筑牢了高阶智能化矿山发展的底座。
目前,集团在19对矿井建成智能化综合管控平台,各生产系统实现数据集成、业务融通、一体应用,构建了安全生产信息管理“一张图”;11对矿井完成工业控制安全平台建设,构建了工业控制系统网络防御“一道墙”;20对矿井建成工业视频平台,实现井下生产工况在线监测、实时感知、超前研判,构建工业视频监控“一平台”,打造安全高效开采“智慧大脑”。
向“智”发力,步履不止。未来3年,集团煤矿的主要机房硐室、主煤流运输系统等将全面实现生产作业、辅助运行和安全监测监控等系统数据互联互通、融合共享,新建国家级智能化示范煤矿4至5处、省级智能化煤矿5处,智能化产能占比达到70%,加快推动煤矿数字化转型重心由示范先行向全域推广转变、由局部智能建设向系统协同集成转变。

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