▲拥有亚洲最大储量原煤气膜球仓的中煤陕西公司大海则煤矿智能化选煤厂全貌。中煤陕西公司/供图
拥有360多处煤矿、产能达8亿多吨的陕西，是我国煤矿智能化建设的先行先试地区。依托陕西煤矿智能化建设优势，中煤陕西榆林能源化工有限公司煤化工项目的配套资源矿井——大海则煤矿，持续统筹推进技术优化创新、智慧化及绿色矿山建设，着力打造国际领先的安全、高效、绿色、智能现代化的示范矿井。
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“云大脑”让井下生产一目了然
大海则煤矿于2020年11月被列为国家首批智能化示范矿井，成为8家新建智能化煤矿之一，井田面积265.63平方公里，资源总储量47.86亿吨，设计可采储量32.09亿吨，建设规模2000万吨/年，服务年限114年，概算总投资为129.79亿元，其中，智能矿山建设总投资为6.45亿元。
《中国能源报》记者在大海则煤业公司生产控制指挥中心看到，600余米深的井下智能化综采工作面上，智能化采煤系统正高效运转，煤炭源源不断地通过传送带运往地面。井下人数、车辆、通风情况，甚至矿工所在具体位置等各系统数据和画面通过摄像头和5G通信网络实时传输回指挥中心大屏，一旦有异常情况，地面工作人员便能及时发现、及时应对。
据记者了解，大海则煤矿智能化建设通过5G、物联网、大数据、人工智能等现代信息技术与煤炭生产深度融合，建设了全矿井“一张网”“一中心”“一张图”“一平台”“一标准”。2021年，大海则煤矿完成了5G 700MHz与2.6GHz融合组网首发，建成一条大海则煤矿自有的无线网络，实现井上下“5G、WiFi、IoT、工业以太环网”一网管控，井下采掘等主要巷道完成5G网络部署。下一步，随着5G智能接管机器人、应急侦测救援机器人“上岗”，实时对高空管路、危险区域进行立体式、全方位安全巡检，将有效杜绝安全盲点，大幅度降低职工作业风险。
“利用5G高速率、大连接、低延时的优势，大海则煤矿实现了采掘工作面等远程设备‘零时差’操控，形成‘规划割煤、视频跟机、地面远控’的开采模式，2021年投用至今，采煤机开采速度可达15m/min。”大海则煤矿副总经理郭瑞说，大海则煤矿大力推进智能化采煤作业，智能化率达到80%，单日割煤18刀，最大日产量达4万吨，职工作业劳动强度大幅降低，生产效率明显提高。
智能化提升经济和社会效益
此前，采煤工人忍受着井下煤尘、高温、噪音等恶劣环境，徒手操作采煤机和液压支架，如今，通过智能化技术，不仅工作环境迎来极大改善，还能实现全过程无人化操作和智能化运行，煤炭生产流程正在发生翻天覆地的变化。
大海则煤矿率先开展深埋藏大采高条件下常态化智能开采，建成2个大采高智能综采工作面，采用1:1可视化建模技术构建实时生产三维模型，建立精准定位感知系统，实现人员主动防护、设备防碰撞预警、上窜下滑监测等功能。
▲中煤陕西公司大海则煤矿井下智能化采煤作业画面。中煤陕西公司/供图
同时，智能化快速掘进装备投入使用。大海则煤矿快速掘进成套装备由惯性导航定位、信号传输、音视频、远程操作、设备工况在线监测、自动截割等系统组成，具有一次成巷、地面远程集控、安全高效三大优势。实时显示掘进工作面环境图像、掘进机运行状态、设备运转等信息，构建起“工作面远程集控、多机智能协同、地面可视化”的掘进新模式，大幅降低劳动强度，提高工作效率。
除了多技术融合的智能综采、智能掘进外，大海则智能化选煤厂也实现了从原煤储运至产品装车的智能化系统全覆盖建设，内容包括1个平台、3大功能系统和14个智能化子系统。智能一体化平台实现各系统自动运行、自主调节、智能决策以及全系统三维数字孪生，可24小时无间断运转，智能加介、压滤等控制系统生产现场无岗位工，实现安全、高效、绿色、智能生产。大海则煤矿《煤炭洗选工程三维可视化全生命周期管理平台项目》荣获煤矿智能化创新联盟2022年度全国煤矿智能化重大进展奖。
基于此，选煤厂生产运行工作人员的数量和工作强度明显降低，生产工人劳动定员减少48人，降低材料消耗约10%—15%，精煤回收率提高0.3%—0.5%，选煤厂智能化应用率85%以上。“相较于人工采制化模式，智能采制化系统可24小时不间断运行，效率提升50%以上，现场仅需1名巡检人员，节省岗位工20余人，减人增效显著。”工作人员向记者介绍。
除持续提升煤矿安全建设水平、提高作业人员的安全保障外，智能化技术也助推大海则煤矿获得显著经济效益。具体来看，云数据中心、模块化机房的建设使用，有效整合了煤矿现有资源并极大提升资源的利用率，降低基础设施的运维和管理成本至少30%以上；矿井5G多频组网建设完成，系统的投资成本降低30%，同时因光电缆及设备数量的减少，维护工作量显著下降。
持续打造国际领先智能化矿井
对标发展新定位，大海则煤矿通过推动5G、物联网、大数据、人工智能等现代信息技术与煤炭生产深度融合，已初步实现智能化矿井阶段性目标。
“围绕打造‘安全高效绿色智能现代化示范矿井’建设目标，大海则煤矿将进一步结合目前智能化建设应用情况，在科技创新、机器人应用、智能远控等方面加大人力、物力保障，着力实现智能化减人、提效、保安全的工作目标。”大海则煤矿党委书记、董事长、总经理马冠超表示。
马冠超指出，大海则煤矿矸石充填项目依托中煤集团“煤矿矸石处理”重大科技专项，已完成一期工程建设，顺利实现采空区4200m远距离矸石浆充填，最终将形成177万吨/年固废处理能力，实现煤矿全部固废零排；同时积极采用光伏、变频等节能技术，矿井主辅生产系统主要用能设备均达到国家一级能效水平，为建成安全、高效、绿色、智能现代化示范矿井提供有力支撑。
郭瑞介绍，由于目前国内尚无智能化矿井整体建设的成熟经验，大海则煤矿智能化建设在设计规划、建设目标、设备应用以及软件协同等方面均属于探索实践过程，仍存在智能化矿山建设标准不统一，各系统软硬件接口不匹配、数据互通分析效率不高等问题。
对此，马冠超表示：“我们将加大外部沟通力度，联合装备制造企业、科研机构共同研究解决智能化建设的行业难题、技术瓶颈等，提高智能化建设水平，为煤矿行业提供可借鉴方案，不断提炼形成指导性强、切实可行、引领行业发展的智能化建设中煤方案。”
文 | 本报记者 仲蕊
出品 | 中国能源报（ID：cnenergy）
编辑 | 李泽民
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