4月20日，在中國(guó)平煤神馬集團(tuán)平寶公司調(diào)度室，工作人員正在用5G電話詢問(wèn)綜采二隊(duì)跟班干部綜采工作面的生產(chǎn)情況。該公司5G網(wǎng)絡(luò)開(kāi)通后，地面和井下可以進(jìn)行無(wú)線視頻，綜采工作面的各種設(shè)備傳感器通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)信息即時(shí)傳輸?shù)降孛?，不僅速度更快，而且畫(huà)面更清晰。

平寶公司調(diào)度室

“我們將加速5G網(wǎng)絡(luò)與礦井實(shí)際應(yīng)用的深度融合，依托5G技術(shù)，全力打造智能礦山新樣板，實(shí)現(xiàn)礦井安全可靠化、管理高效化、效益最大化?！痹摴靖笨偨?jīng)理、總工程師王海濤說(shuō)。

據(jù)了解，平寶公司由中國(guó)平煤神馬集團(tuán)與寶武集團(tuán)共同出資組建，于2010年投產(chǎn)，2019年建成河南省首個(gè)6.5米采高智能化采煤工作面和1個(gè)智能化掘進(jìn)工作面，智能化水平邁上新臺(tái)階。

打鉆視頻室

系統(tǒng)規(guī)劃，高標(biāo)準(zhǔn)建礦

作為礦井智能化建設(shè)全過(guò)程的見(jiàn)證人之一，該公司副總經(jīng)理李民中提及智能化建設(shè)感觸頗深。

“我們以‘設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化、生產(chǎn)自動(dòng)化、管理信息化、辦公移動(dòng)化、決策智能化’為方向，引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和裝備，開(kāi)展智能化建設(shè)，構(gòu)建了監(jiān)測(cè)、控制、管理一體化信息集成系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了全礦井生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的過(guò)程控制自動(dòng)化、業(yè)務(wù)運(yùn)轉(zhuǎn)流程化、信息管理智能化?！崩蠲裰姓f(shuō)。

據(jù)悉，平寶公司已連續(xù)多年被評(píng)為中國(guó)平煤神馬集團(tuán)“信息化建設(shè)先進(jìn)單位”“兩化融合示范單位”，2016年又榮獲中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)“兩化融合示范煤礦”稱號(hào)，2019年3月被確定為河南省智能煤礦建設(shè)試點(diǎn)培育對(duì)象，并于2020年5月通過(guò)河南省一級(jí)智能礦山建設(shè)驗(yàn)收。

李民中介紹，早在建礦初期，平寶公司就將綜合自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)納入設(shè)計(jì)規(guī)劃，重點(diǎn)建設(shè)井上下千兆光纖工業(yè)環(huán)網(wǎng)、調(diào)度大屏顯示系統(tǒng)、地面辦公網(wǎng)絡(luò)、井上下通信系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)施，同時(shí)在礦井安全監(jiān)測(cè)、瓦斯抽放、主井裝載及提升、副井提升、主扇通風(fēng)等關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)建設(shè)可靠、高效的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，為后續(xù)智能礦山建設(shè)和發(fā)展提供基本保障。

目前，該公司所有皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)、井下局部通風(fēng)機(jī)均實(shí)現(xiàn)了地面一鍵啟動(dòng)和井下實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控；主井提升系統(tǒng)、壓風(fēng)機(jī)、采區(qū)變電所、水泵房排水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制、無(wú)人值守；主扇實(shí)現(xiàn)了“動(dòng)葉可調(diào)、不停風(fēng)一鍵倒臺(tái)”和雙電源快速切換；無(wú)線精確人員定位精度達(dá)到5米之內(nèi)；“燈卡合一”的信息礦燈可以準(zhǔn)確了解人員位置信息，有效杜絕了“一人多卡”入井現(xiàn)象。

智能化掘進(jìn)機(jī)地面操作平臺(tái)

循序漸進(jìn)，智能開(kāi)采升級(jí)

該公司在不斷完善和應(yīng)用好18個(gè)自動(dòng)化控制子系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，于2019年積極探索實(shí)施了采掘工作面的智能化改造，在己15—17—12100工作面建成河南省首個(gè)6.5米大采高智能化綜采工作面，在己15—17—12110機(jī)巷建成中國(guó)平煤神馬集團(tuán)首個(gè)智能化掘進(jìn)工作面并投運(yùn)。

“目前，掘進(jìn)工作面作業(yè)人員由每班13人減至6人，綜采工作面作業(yè)人員每班由16人減至6人到8人，綜采隊(duì)三班生產(chǎn)人員由126人減至58人。”該公司信息化中心主任李東坡說(shuō)。

據(jù)李東坡介紹，在引進(jìn)新裝備的時(shí)候，還需優(yōu)先考慮配置自動(dòng)化接口，便于子系統(tǒng)能夠接入綜合管控平臺(tái)，減少因基礎(chǔ)設(shè)備缺陷更新改造和重復(fù)投入。該公司將通過(guò)應(yīng)用井上下無(wú)線終端平臺(tái)，完善井上下工業(yè)環(huán)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各自動(dòng)化、智能化子系統(tǒng)集中操作、集中監(jiān)控和統(tǒng)一調(diào)度。

“必須改變?cè)械墓芾硭季S慣性，緊跟煤礦智能化建設(shè)發(fā)展趨勢(shì)，以安全生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)管控等重點(diǎn)領(lǐng)域?yàn)榍腥朦c(diǎn)，大力推進(jìn)信息化綜合應(yīng)用?！崩顤|坡說(shuō)。

張工廠是該公司綜采二隊(duì)智能化方面的技術(shù)負(fù)責(zé)人。據(jù)他介紹，在智能化礦山建設(shè)過(guò)程中，他們也遇到過(guò)許多艱難坎坷。

“在公司首個(gè)智能化采煤工作面調(diào)試過(guò)程中，現(xiàn)有的自動(dòng)割三角煤程序大多是依據(jù)及時(shí)支護(hù)方式編程出來(lái)的，給超前支護(hù)方式下自動(dòng)化割三角煤帶來(lái)了極大的困難?！睆埞S說(shuō)。

據(jù)張工廠介紹，為了讓自動(dòng)跟機(jī)拉架、割三角煤程序適用于該公司，他和調(diào)試人員現(xiàn)場(chǎng)跟班，實(shí)時(shí)記錄液壓支架的動(dòng)作時(shí)間、動(dòng)作區(qū)間、動(dòng)作順序等參數(shù)，同時(shí)繪制出工作面生產(chǎn)工藝流程圖，給廠家程序調(diào)試提供依據(jù)。他們還邀請(qǐng)德國(guó)工程師到現(xiàn)場(chǎng)，面對(duì)面探討自動(dòng)割三角煤的移架和推溜方式。經(jīng)過(guò)多次反復(fù)調(diào)試和修改，最終形成了適合超前支護(hù)的自動(dòng)化割三角煤程序。

“為解決變頻器干擾井下語(yǔ)音通信問(wèn)題，我們單位的調(diào)試人員與設(shè)備廠家工程師一起，盯在現(xiàn)場(chǎng)查找原因，優(yōu)化線路布置，現(xiàn)場(chǎng)修改程序代碼，添加抗干擾模塊，最終解決了干擾問(wèn)題，保證了井上下語(yǔ)音通信正常。”張工廠說(shuō)。

勇于創(chuàng)新，構(gòu)建5G礦山新模式

作為中國(guó)平煤神馬集團(tuán)工業(yè)化、信息化“兩化融合”建設(shè)示范礦井，平寶公司在加快采煤智能化建設(shè)的同時(shí)，積極推進(jìn)掘進(jìn)智能化建設(shè)、煤礦主要生產(chǎn)系統(tǒng)智能化改造以及煤礦信息系統(tǒng)智慧化建設(shè)。

目前，該公司已完成己15—17—12110智能化采煤工作面、己15—17—12120機(jī)巷智能化掘進(jìn)工作面以及包含瓦斯含量、通風(fēng)情況等多種生產(chǎn)信息的“一張圖”安全生產(chǎn)信息共享平臺(tái)等智能化建設(shè)工作，構(gòu)建了涵蓋通風(fēng)、提升、運(yùn)輸、瓦斯抽采等各專業(yè)的綜合自動(dòng)化生產(chǎn)輔助系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了全礦井生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的過(guò)程控制自動(dòng)化、業(yè)務(wù)運(yùn)轉(zhuǎn)流程化、信息管理智能化。

“智能化礦山建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。思想認(rèn)識(shí)、組織保障、資金支持、調(diào)研論證、過(guò)程控制、考核追責(zé)等方面都要到位，構(gòu)建智能化建設(shè)的長(zhǎng)效機(jī)制，才能使智能化建設(shè)工作順利推進(jìn)。”李民中說(shuō)“，總體規(guī)劃、分步實(shí)施、重點(diǎn)突破、持續(xù)改進(jìn)”是他們的總原則。

“我們參觀了很多礦井，周圍的礦井都跑遍了。”李東坡說(shuō)。一開(kāi)始建設(shè)智能化礦井，沒(méi)有模板，只有不斷地學(xué)習(xí)才能“打開(kāi)思路”。他們調(diào)研考察了國(guó)內(nèi)先進(jìn)煤礦的建設(shè)情況和成功經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)梳理了當(dāng)前各大煤礦在智能化建設(shè)上存在的問(wèn)題和“卡脖子”難題，立足平寶公司實(shí)際條件和需求，探索構(gòu)建5G智慧礦山建設(shè)新模式。

據(jù)李東坡介紹，今年，該公司將持續(xù)加大軟硬件等基礎(chǔ)建設(shè)的投入力度，科學(xué)合理布局、統(tǒng)籌智能礦山項(xiàng)目建設(shè)規(guī)劃，不斷完善現(xiàn)有系統(tǒng)規(guī)模、功能，全力推進(jìn)智慧能源建設(shè)，對(duì)各類信息系統(tǒng)收集的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘利用，以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)、人工智能為切入口不斷提升智能礦山建設(shè)水平。

改進(jìn)雙臂鉆車搖臂

管理變革，打破傳統(tǒng)職能分工

值得一提的是，平寶公司井下的5G網(wǎng)絡(luò)為目前國(guó)內(nèi)井下最深處的5G網(wǎng)絡(luò)，既展現(xiàn)了5G通信技術(shù)在煤礦智能化建設(shè)中的廣闊前景，又創(chuàng)造了5G通信技術(shù)在煤礦井下應(yīng)用的“河南第一”，標(biāo)志著中國(guó)平煤神馬集團(tuán)智能化煤礦建設(shè)“平寶方案”取得了初步成果。

“井下智能采煤系統(tǒng)通過(guò)人工智能實(shí)現(xiàn)人機(jī)態(tài)勢(shì)全感知，具備趨勢(shì)性的預(yù)判功能，而不是檢測(cè)到問(wèn)題才進(jìn)行信息反饋，極大地提高了生產(chǎn)的安全系數(shù)?！闭f(shuō)到智能化煤礦的先進(jìn)之處，李東坡說(shuō)，未來(lái)，平寶公司井下作業(yè)人員將減少20%以上，設(shè)備運(yùn)行效率平均提高30%，年成本下降10%以上，人員工效提升1倍以上。

此外，智能化礦井也將打破傳統(tǒng)煤礦的職能分工“。智能化礦井必然改變煤礦傳統(tǒng)思維和管理模式。我們積極探索5G智能化煤礦管理的新模式，最終確定了5個(gè)業(yè)務(wù)中心，即生產(chǎn)管理功能中心、生產(chǎn)控制功能中心、礦山安全功能中心、運(yùn)維保障功能中心與運(yùn)營(yíng)管理功能中心。”該公司董事長(zhǎng)、總經(jīng)理張國(guó)川說(shuō)。

未來(lái)，平寶公司將利用這5個(gè)業(yè)務(wù)中心對(duì)煤礦進(jìn)行全部管理。生產(chǎn)管理功能中心包含生產(chǎn)調(diào)度、物資供應(yīng)、工程管理等；礦山安全功能中心包含安全環(huán)保部、監(jiān)察部以及地測(cè)部等；傳統(tǒng)生產(chǎn)中的一線人員調(diào)整到生產(chǎn)控制功能中心及運(yùn)維保障功能中心；運(yùn)維保障功能中心包括智能運(yùn)營(yíng)中心和智能化運(yùn)維隊(duì)，涉及的專業(yè)包括網(wǎng)絡(luò)、5G、通信、視頻、大數(shù)據(jù)、軟件、BIM、自動(dòng)控制、人工智能、傳感器、大屏幕顯示系統(tǒng)、智慧園區(qū)等專業(yè)和系統(tǒng)；經(jīng)營(yíng)管理中心包括黨建、財(cái)務(wù)、人力資源、工會(huì)等機(jī)關(guān)部門。

據(jù)了解，隨著自動(dòng)化控制、5G、人工智能、機(jī)器人等先進(jìn)技術(shù)陸續(xù)引入平寶公司，未來(lái)3年，該公司智能化煤礦管控平臺(tái)將擁有不少于50個(gè)子系統(tǒng)，礦井?dāng)?shù)據(jù)的實(shí)際利用率將提升至50%以上；系統(tǒng)平臺(tái)接入點(diǎn)增加到5萬(wàn)個(gè)以上；實(shí)現(xiàn)端到端數(shù)據(jù)延時(shí)小于5毫秒，全面實(shí)現(xiàn)礦山多專業(yè)、多部門系統(tǒng)作業(yè)和信息化管理，打造“統(tǒng)一平臺(tái)框架、多級(jí)業(yè)務(wù)融合、流程閉環(huán)反饋、分時(shí)協(xié)同管控”的煤礦智能化運(yùn)行平臺(tái)，打破信息孤島，實(shí)現(xiàn)信息共享。

“下一步，我們將全力打造5G智慧礦山，重點(diǎn)完善綜合自動(dòng)化、基礎(chǔ)平臺(tái)以及應(yīng)用系統(tǒng)，加快實(shí)現(xiàn)5G井下5G手機(jī)應(yīng)用、5G井上無(wú)人機(jī)、5G+VR安全培訓(xùn)、煤礦巡檢機(jī)器人、AI+5G煤礦鐵路集運(yùn)站智慧管理系統(tǒng)的應(yīng)用，建成統(tǒng)一完備的5G信息傳輸網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)管理平臺(tái)、系統(tǒng)平臺(tái)、智能分析平臺(tái)，打造更加安全智能高效的新型礦山。”張國(guó)川說(shuō)。