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从“人力挖煤”到“智能掘金”
——宁夏煤业科技突围革新之路
2025年02月25日
字数:3116
版次:01

本报记者 程玉杰

  在宁夏煤业公司金凤矿生产调度指挥中心智能生产集控仓内,综采队职工轻点鼠标,就能远程监控井下011817工作面采煤机的自动化作业。屏幕上,井下采煤作业的实时画面清晰呈现,各项生产和设备参数实时更新,一目了然。
  这一场景,正是宁夏煤业公司在智能化建设推动下,煤矿生产变革的生动写照。
  随着智能化建设的深入推进,宁夏煤业公司煤矿生产发生了翻天覆地的变化。井下设备有序运转,地面上智能开采管控平台运用多种先进技术,实时跟进开采过程,实现了智能感知与智慧决策。如今的煤矿生产,早已告别过去的人海战术与粗放模式。
  在2024全国煤矿采煤工作面智能创新大赛上,金凤矿011817工作面被评为厚煤层智能综采赛道特等级,双马矿I0104205工作面被评为薄与薄煤层智能综采赛道一等级……宁夏煤业公司科技成果转化不停步,留下了一串闪光足迹。
  2021年“十四五”规划刚刚拉开帷幕时,宁夏煤业公司紧紧抓住国家创新驱动发展、加快产业升级的战略机遇,按照“机械化换人、自动化减人、智能化无人”的思路,踏上智能化建设的新征程。选取红柳、金凤、枣泉、麦垛山4座煤矿作为示范矿井,枣泉、梅花井洗煤厂作为示范洗煤厂,全力打造国内领先的智能煤矿及洗煤厂示范工程,以点带面推动智能化发展。
  为保障这一庞大工程顺利推进,宁夏煤业公司做好顶层设计,强化组织保障,成立智能化建设领导和工作机构,全面协调推进煤矿智能化建设工作。
  打造“智慧大脑”  构建高效管控体系
  2020年底,全国确定了71对智能化示范煤矿,宁夏煤业公司3对矿井位列其中。2021年初,公司联合国内10余家顶尖技术厂商、科研院所等,高起点编制智能化矿山建设总体规划、实施方案、管理办法及考评细则,构建起层次分明、相互衔接、规范有效的实施体系和推进机制,正式开启煤矿智能化建设的新篇章。
  智能化矿山建设,核心在于“智能”。宁夏煤业公司将智能化建设投资重点放在信息基础设施建设、矿井采掘机运通、监测监控系统完善等方面,尤其是信息基础设施建设,致力于打造一个强大的“智慧大脑”和发达的“神经系统”。
  为加快项目建设,公司积极与华为公司、中国移动、中国电信签订战略合作框架协议,与中煤科工集团重庆院、北京院、常州院等单位签订EPC总承包合同。
  目前,公司已建成公司级智能一体化管控平台。这个平台就像一个“智慧大脑”,接收并整合公司上下生产各系统的信息。平台接入了红柳矿、枣泉矿等5对煤矿的生产集中控制和安全集中监测系统数据,涵盖了所有矿井的人员组织架构、双控、水电计量等统建系统数据,还接入了瓦斯、水、火等监测感知系统以及采、掘、机、运、通等主要机电设备系统数据。借助这些数据,平台能够进行深度分析,为决策指挥提供有力依据。一个功能完备的“智慧大脑”初现雏形。
  与此同时,金凤矿、红柳矿等多座矿井也建成了矿级智能一体化管控平台,形成了各矿的“分脑”。这些“分脑”与公司级平台协同工作,让公司煤化运一体化运行的所有生产要素都处于可控状态。
  为了让“智慧大脑”运行得更高效,宁夏煤业公司还建成了公司级云计算数据中心。该数据中心为“智慧大脑”提供了更大的容量和更快的运算速度,能够为各统建、经营业务提供计算、存储资源,承载智能一体化管控平台等生产业务系统,具备云边协同统一运营运维能力。
  在解决了信息处理和存储问题后,信息传输的速度也至关重要。目前,公司14对矿井建成“4G无线通信+精确人员定位”融合系统;除白芨沟矿外,其余矿井均完成万兆工业控制环网建设;红柳矿、金凤矿建成矿用5G专用网络,并实现部分5G场景应用。在金凤矿,5G系统的应用让采煤机信号、工作面数据能够高速传输至地面及井下控制中心,实现了地面远程采煤。未来,公司计划在各煤矿建设超万兆工业环网,进一步提升信息传输能力,支持切片及5G信号传输。
  “智改”全面覆盖  推动煤矿生产变革
  拥有了“智慧大脑”和“神经系统”,宁夏煤业公司煤矿智能化建设全面加速。短短几年间,公司智能化建设成果显著,覆盖了煤矿开采的各个环节。
   在智能采煤方面,公司加大智能化技术和装备投入,先后投用188台套智能化采掘设备,煤矿装备向成套化、高端化、智能化迈进。如今,公司所有采煤工作面都已实现自动化操作或远程集控操作,具备液压支架自动控制、采煤机远程控制自动截割、三机设备一键启动等功能,不仅降低了职工劳动强度,还减少了劳动用工,采煤工作面全部可实现5人作业模式,彻底改变了过去依靠人工采煤的局面。
  智能掘进取得多点突破。公司对现有124台综掘机和掘锚护一体机进行升级改造,使其具备远程控制和自动截割远程集控功能,迎头作业人员从原来的平均11人减少到9人以下,掘进效率大幅提升,生产更加安全高效。
  智能监控实现全面覆盖,智能化在保障安全生产方面发挥了重要作用。公司建设的煤矿双重预防管理信息化系统,包含井下安全监测、人员定位、数据分析等30余个子模块,能够实现井上井下人员设备的全面管控、重点区域安全状态实时查看、安全风险动态监控以及风险管控失效的自动预警。自主研发的智能矿灯和智能安防跟机视频预警系统在各矿广泛推广,实现了视频监控无死角,不安全行为同比下降18%。
  智能通风与灾害预警水平显著提升。麦垛山矿率先完成灾害精准预警与智能通风示范矿井建设,打造了灾害预警和智能通风平台,集成注氮系统、粉煤灰灌浆系统并实现联动,大幅提升了安全管理水平,灾害预警系统在其他矿井得到积极推广应用。目前,公司所有矿井均实现了主通风机在线监测、一键倒机、自动切换、一键反风功能,局扇也实现了远程监控和远程切换。
  在智能主运输和辅助系统建设方面成绩斐然。金家渠矿、双马矿等多座矿井应用了皮带AI智能视频系统。洗煤厂生产系统和装车系统完成升级,实现远程集中控制、智能干选、智能装车。同时,公司还加大矿井固定设备系统的智能化建设力度,对井下变电所、水泵房等进行集中控制、智能运行。目前,供电、排水、通风等所有机房硐室及主运输皮带的409个固定岗位实现无人值守,3年累计转岗1152人,工作环境得到极大改善,生产逐步向“人少则安、无人则安”的目标迈进。
  智能机器人的应用,让巡检等工作变得轻松高效。为减轻职工劳动强度、提高安全生产效率,公司要求各矿在特定场景推广使用轨道巡检机器人。金凤矿率先在井下中央变电所、北翼胶带运输巷应用轨道巡检机器人,红柳矿试点建设主运输巷道飞行巡检机器人。此外,井下还应用了清仓机器人、TDS智能选矸机器人等,智能设备正逐步替代繁重的体力劳动。
  宁夏煤业公司的智能化建设在短短几年间成果丰硕。金凤矿推进透明地质开采,实现“基于大地坐标的自适应智能规划割煤”,相关科研成果达到国际领先水平;红柳矿试点应用5G+工业互联网技术,建设全工作面“矿鸿”操作系统;枣泉矿的“煤矿掘进作业机器人”入选工信部等四部委矿山领域典型应用场景名录;麦垛山矿完成灾害精准预警与智能通风示范矿井建设;枣泉、梅花井洗煤厂实现集控一键远程控制、智慧精准生产管理。
  目前,金凤、红柳、枣泉3座煤矿顺利通过国家首批智能化示范煤矿验收,达到国家Ⅱ类中级智能化示范煤矿标准。麦垛山矿通过国家能源集团验收,达到国家能源集团Ⅱ类中级智能化示范煤矿标准。公司多个采煤工作面、掘进工作面及选煤厂通过国家能源集团智能化评级验收。
  如今,宁煤人借助科技力量,彻底改变了生产生活状态,将曾经遥不可及的梦想变为现实。当下,公司与华为公司、中煤科工集团等单位的合作仍在持续深化,共同推进能源企业数字化转型与智能化矿山建设,研究基于“鸿蒙+5G+边缘计算”的应用技术,计划将“鸿蒙”系统逐步融入工作面电液控制系统,全力将智能化建设推向新高度,致力于全面开启科技引领、安全高效、绿色低碳、管理卓越的世界一流能源领军企业建设新征程,肩负起国家和人民赋予的使命,在智能化发展的道路上不断书写新的辉煌。

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