坐在辦(ban)公室輕啟按鍵，采煤工(gong)作(zuo)面(mian)(mian)各系統“聞(wen)”令而(er)動，烏金滾滾；“安監(jian)云”平臺前，采、掘(jue)、機、運、通及水、火、瓦斯、頂板等安全生產(chan)信(xin)息(xi)躍(yue)然“圖”上(shang)、一(yi)目了然；調度大(da)屏上(shang)，人(ren)(ren)員定位實時動態跟蹤，靜態定位精度小于30厘(li)米；地面(mian)(mian)偌(ruo)大(da)的煤場(chang)空無一(yi)人(ren)(ren)，駕駛員一(yi)人(ren)(ren)即(ji)可輕松滿載而(er)歸……
在(zai)菏澤煤(mei)(mei)電公司(si)郭屯煤(mei)(mei)礦(kuang)，煤(mei)(mei)炭人的這些“智慧夢”正逐一(yi)變成現實(shi)，那些美好的想象，都(dou)在(zai)礦(kuang)山(shan)的每(mei)一(yi)處(chu)展(zhan)現的淋漓盡致。
近(jin)年來(lai)，菏澤煤(mei)電公司(si)堅持(chi)把智(zhi)能化建設作為厚植企業發展優勢、應對煤(mei)炭行業變革和(he)搶占企業發展先機的主攻方向，加速(su)智(zhi)能智(zhi)慧(hui)礦(kuang)山建設，不(bu)斷乘風破浪、向“智(zhi)”而航！
深地“北斗”讓采煤更智慧
資(zi)料顯示，雖然目(mu)前(qian)我國(guo)已建成200多個不同層次的智(zhi)能(neng)化(hua)(hua)工作面，但業內(nei)專家卻(que)審慎的指(zhi)出，我國(guo)煤(mei)(mei)礦智(zhi)能(neng)化(hua)(hua)在一些(xie)關鍵核心技術(shu)(shu)還(huan)存在“短(duan)板”。譬如，煤(mei)(mei)巖性狀(zhuang)實時在線(xian)識別技術(shu)(shu)、采(cai)煤(mei)(mei)工作面高速可靠無線(xian)傳輸技術(shu)(shu)、采(cai)煤(mei)(mei)裝備精確導航和定(ding)位技術(shu)(shu)等(deng)(deng)等(deng)(deng)。
2018年(nian)底(di)，集團公(gong)(gong)司(si)與北京(jing)龍軟(ruan)科技公(gong)(gong)司(si)合(he)作(zuo)完成安全生產共享平臺(tai)建設(she)，實現(xian)了基礎地(di)理空間數據的綜合(he)集成管(guan)理和深(shen)度(du)挖掘應(ying)用。菏(he)澤(ze)煤電公(gong)(gong)司(si)黨(dang)委書(shu)記、董(dong)事長、總經理李存祿敏銳地(di)意(yi)識到(dao)，龍軟(ruan)科技公(gong)(gong)司(si)提出的透明化工作(zuo)面智能化開采技術設(she)想將會成為未來(lai)煤炭工業(ye)智能開采的方向。
隨即，菏澤煤電公(gong)司(si)與龍軟科技(ji)公(gong)司(si)、北京大學、中國(guo)礦業大學等(deng)科研院所組(zu)建高(gao)水平攻關團(tuan)隊，開始利(li)用郭屯(tun)煤礦3301智能(neng)化工(gong)(gong)作(zuo)面，集(ji)最新通訊(xun)、控(kong)制、信息、大數據(ju)和工(gong)(gong)業物聯網(wang)之大成，聯合(he)攻關基于5G、高(gao)精度導航定位、“一(yi)張網(wang)”透(tou)明(ming)化管(guan)控(kong)平臺和通過3D動態地質模型實(shi)現自適應割煤的智能(neng)開采(cai)技(ji)術，即透(tou)明(ming)化工(gong)(gong)作(zuo)面智能(neng)開采(cai)“郭屯(tun)-彭莊(zhuang)”模式。
2020年(nian)5月初，經過一(yi)年(nian)多的(de)不懈努力，攻關團(tuan)隊(dui)相繼完成(cheng)了透明(ming)化(hua)工(gong)作面(mian)構建、高精度導航定位(wei)、煤巖(yan)層位(wei)識別、三維地(di)質模(mo)型動態(tai)修正及應用和“一(yi)張網”透明(ming)化(hua)管控平(ping)臺五(wu)項核心(xin)技(ji)術。
6月18日，山東省首個井下5G基站在郭(guo)屯煤礦開通，透明(ming)化工(gong)作面智(zhi)能開采(cai)最后一項核心技術獲(huo)得成功。該(gai)項技術將(jiang)5G通訊應用(yong)(yong)于井下，利用(yong)(yong)“一張網(wang)”實(shi)現(xian)基于數字孿(luan)生(sheng)可視化環境和高精(jing)度地質(zhi)模型指導的(de)工(gong)作面設備規劃截割，引入(ru)全自動(dong)測量機器人動(dong)態修正慣導絕對坐(zuo)標(biao)，實(shi)現(xian)大地坐(zuo)標(biao)的(de)自動(dong)中繼傳導和采(cai)煤機的(de)自適應精(jing)準(zhun)開采(cai)，顛覆了“一鍵啟停、記憶割煤”模式。
7月下旬，郭屯煤(mei)礦3301透(tou)明(ming)化工作面智(zhi)(zhi)能開采聯合(he)調試成(cheng)功，實(shi)現(xian)了透(tou)明(ming)化工作面智(zhi)(zhi)能開采技(ji)術(shu)的高度集成(cheng)和實(shi)用化，推動我國煤(mei)炭工業智(zhi)(zhi)能化開采技(ji)術(shu)一舉邁(mai)入“3.0”。
“透明化(hua)工作(zuo)面智(zhi)能開(kai)(kai)采技術(shu)依靠大(da)數據、人工智(zhi)能、物(wu)聯網(wang)打通地下物(wu)理(li)空(kong)間，實現設備(bei)全智(zhi)能自適(shi)應開(kai)(kai)采，達到精益(yi)化(hua)生產(chan)、精細(xi)化(hua)操作(zuo)、精準化(hua)管控(kong)效果，引領智(zhi)能化(hua)開(kai)(kai)采進入全新‘北斗’時代。”李存(cun)祿表示(shi)。
“安監云”讓礦井更安全
通過(guo)郭屯煤礦安全生產(chan)共享(xiang)平臺，記者(zhe)看到，采(cai)、掘(jue)、機、運、通以及水(shui)、火、瓦斯、頂板(ban)等安全生產(chan)信息一覽無余(yu)、盡(jin)收眼底。
2020年8月，郭(guo)屯煤礦以安全生產共(gong)享(xiang)平(ping)臺為基礎，采(cai)用空間信息、大數(shu)據(ju)、物聯(lian)網、移動互聯(lian)等最新技術(shu)，建設基于時態地理信息系統的“一張圖”，創建運行煤礦智能“安監(jian)云”平(ping)臺。
“‘安(an)監(jian)(jian)云(yun)’能(neng)夠將礦井過去(qu)分(fen)散、孤立的(de)監(jian)(jian)測(ce)監(jian)(jian)控(kong)、自動化控(kong)制、人員定位(wei)、雙重預防等系(xi)統(tong)(tong)(tong)全(quan)部融(rong)合(he)集成。”郭屯煤礦安(an)全(quan)監(jian)(jian)察處副(fu)處長田新(xin)龍介紹說，通過“安(an)監(jian)(jian)云(yun)”平臺(tai)，能(neng)夠使系(xi)統(tong)(tong)(tong)數(shu)據(ju)共享利用、綜(zong)合(he)分(fen)析，對人員操作、設備運行、系(xi)統(tong)(tong)(tong)狀態進(jin)行實時診斷，實現在統(tong)(tong)(tong)一(yi)門戶下展示，并在基于(yu)二三維(wei)一(yi)體化管控(kong)平臺(tai)中進(jin)行遠程監(jian)(jian)視和(he)操控(kong)。
郭屯煤礦以雙重(zhong)預防體系(xi)為依托，創新建設安(an)(an)全(quan)信息精(jing)準管理、個人履職綜合考核、安(an)(an)全(quan)生產管理人員智(zhi)能(neng)(neng)(neng)排(pai)班等系(xi)統(tong)，可以實(shi)現(xian)風險隱患智(zhi)能(neng)(neng)(neng)雙控、安(an)(an)全(quan)指(zhi)標自主考核、安(an)(an)全(quan)信息智(zhi)能(neng)(neng)(neng)研判推送等功(gong)能(neng)(neng)(neng)，形成“響應及時、協(xie)同有序、智(zhi)能(neng)(neng)(neng)預警(jing)、高效(xiao)運轉”的(de)安(an)(an)全(quan)綜合信息管理體系(xi)，使安(an)(an)全(quan)管理從粗放到精(jing)細的(de)本(ben)質轉變。
登陸“安(an)監云”平臺(tai)，進入(ru)安(an)全(quan)信息精準閉環管理系(xi)(xi)統(tong)(tong)，通過(guo)與人員(yuan)精確定位系(xi)(xi)統(tong)(tong)相關(guan)聯，實時、自動獲取(qu)人員(yuan)周圍(wei)區域(yu)的三違、隱患(huan)等重(zhong)要(yao)安(an)全(quan)信息推送到手(shou)持機，輔助安(an)全(quan)管理人員(yuan)時刻把握安(an)全(quan)管理重(zhong)點，可以有(you)效防范化解安(an)全(quan)生產領域(yu)的重(zhong)大風(feng)險隱患(huan)。這(zhe)是“安(an)監云”的自主(zhu)研判系(xi)(xi)統(tong)(tong)風(feng)險功能。
“‘安監云’還可以精準(zhun)定位實時預警(jing)區域限(xian)員，相比(bi)于(yu)人(ren)工限(xian)員管理，礦井每天可減少36人(ren)工。”田新龍說。
據介紹，“安監云”利用最新無線技(ji)術(shu)、三維(wei)地圖顯示巷(xiang)道技(ji)術(shu)及UWB精(jing)確定位技(ji)術(shu)，可以對(dui)井下人(ren)員(yuan)(yuan)進行(xing)精(jing)確定位和(he)動(dong)態跟蹤。并通(tong)過基于三維(wei)位置信息的人(ren)員(yuan)(yuan)精(jing)確定位系統對(dui)限員(yuan)(yuan)區(qu)域進行(xing)編(bian)輯和(he)設定，關聯道閘(zha)智能控制模塊，實(shi)時(shi)控制限員(yuan)(yuan)門開啟或閉鎖，實(shi)現對(dui)進入人(ren)員(yuan)(yuan)數量的智能限定及無人(ren)化管(guan)理。
“一張網”讓系統更高效
隨著礦(kuang)井(jing)開(kai)采日益延伸(shen)，戰線越來越長，各生(sheng)產環(huan)節(jie)也(ye)與日俱增，這給礦(kuang)井(jing)運輸、通風、排水等系統帶來壓力，無形中也(ye)加大了職工的勞(lao)動消耗。
為徹底解決這些問題，自2018年開始，郭(guo)屯煤礦按(an)照“各(ge)子系(xi)統分(fen)別完善、綜(zong)(zong)合自動化(hua)(hua)平臺統一集成(cheng)”的(de)設計(ji)架構，依(yi)托礦井工業環(huan)網信(xin)息通(tong)(tong)道(dao)，將地面信(xin)息管(guan)(guan)理系(xi)統、礦井環(huan)境監控子系(xi)統、各(ge)生產環(huan)節自動控制子系(xi)統及通(tong)(tong)訊指揮(hui)調(diao)度(du)子系(xi)統整(zheng)合，編織成(cheng)綜(zong)(zong)合自動化(hua)(hua)“一張(zhang)網”，從而實現供電、壓風、通(tong)(tong)風、排水、提(ti)升等主系(xi)統的(de)智能監視、遠程控制、無人(ren)(ren)值守和(he)一體(ti)化(hua)(hua)管(guan)(guan)控，累計(ji)減少崗(gang)位(wei)人(ren)(ren)員(yuan)122人(ren)(ren)。
“我們在2019年上半年就建成(cheng)了‘一(yi)(yi)站式物料運輸(shu)網’和‘一(yi)(yi)小時快速(su)運人圈’，形成(cheng)了串(chuan)點成(cheng)線、擴(kuo)線成(cheng)網的連續化運輸(shu)系統，既(ji)實(shi)現了輔(fu)助運輸(shu)高速(su)高效(xiao)，又有(you)效(xiao)降低(di)了職工勞動強度，提(ti)高了幸福指數。”郭屯煤礦黨總(zong)支書(shu)記、礦長(chang)范吉宏(hong)如是說。
該礦通過井下無線局域(yu)網(wang)和(he)精準(zhun)定(ding)位系(xi)(xi)統(tong)擴展了(le)車輛精準(zhun)定(ding)位系(xi)(xi)統(tong)，具備車輛精確定(ding)位、GIS地圖(tu)顯示、軌跡(ji)查(cha)詢(xun)回(hui)放等功能，解(jie)決(jue)了(le)車輛周(zhou)轉調度(du)效率低、長期占壓運(yun)輸不暢等問題，大幅提升了(le)運(yun)輸效率。同時(shi)，“一(yi)小時(shi)快速(su)運(yun)人圈”通車總里(li)程(cheng)已達到7.7公(gong)里(li)，實現(xian)了(le)自動(dong)檢測、自動(dong)控(kong)制、遠程(cheng)監控(kong)和(he)遠程(cheng)控(kong)制的智能化運(yun)行(xing)模式(shi)，年可節省電量65.7萬度(du)，節約電費及人工費用110余萬元。
通風(feng)(feng)是礦(kuang)(kuang)井(jing)生產(chan)環節中最基(ji)本的一環，在礦(kuang)(kuang)井(jing)安(an)(an)全生產(chan)中始(shi)終(zhong)占有非(fei)常重要的地(di)位(wei)。為改變傳統人工(gong)測控通風(feng)(feng)參數、調節風(feng)(feng)量存在的效率低下、調控穩定(ding)性差、無法實時動態作出(chu)調節的現狀，郭屯煤礦(kuang)(kuang)聯(lian)合(he)專業技術單位(wei)，基(ji)于GIS平臺研(yan)發了礦(kuang)(kuang)井(jing)通風(feng)(feng)智能決(jue)策與動態管控系統，建立通風(feng)(feng)系統大數據架構及多元(yuan)信息融合(he)平臺，并能夠和(he)安(an)(an)全生產(chan)共(gong)享平臺無縫對(dui)接。
“我們(men)研發運行的(de)礦(kuang)井(jing)通風智能決(jue)策與(yu)動(dong)態管控系(xi)統，能夠實現通風參數監控跟(gen)蹤(zong)統計與(yu)系(xi)統故障預(yu)測、通風設施遠程調控、災害(hai)分析預(yu)警及工作面“一鍵反風”，有(you)效保障了礦(kuang)井(jing)通風系(xi)統安全可靠。”郭屯煤礦(kuang)通防副總工程師李進海介紹(shao)。
“共享云”讓管理更精益
為(wei)實(shi)(shi)現管理(li)運營(ying)數(shu)據(ju)化(hua)(hua)、精益(yi)化(hua)(hua)，郭屯煤礦(kuang)以臨礦(kuang)集團財務共(gong)享(xiang)(xiang)、安全生產共(gong)享(xiang)(xiang)、人(ren)力資源(yuan)共(gong)享(xiang)(xiang)、設備共(gong)享(xiang)(xiang)、黨(dang)建(jian)(jian)共(gong)享(xiang)(xiang)五大(da)共(gong)享(xiang)(xiang)平臺(tai)，耦(ou)合大(da)數(shu)據(ju)平臺(tai)數(shu)據(ju)資源(yuan)，構(gou)建(jian)(jian)實(shi)(shi)時(shi)的(de)、透明的(de)各專(zhuan)業數(shu)據(ju)鏈條，實(shi)(shi)現了智能化(hua)(hua)和大(da)數(shu)據(ju)的(de)深度融合與應用，推動(dong)礦(kuang)井(jing)管理(li)向簡約化(hua)(hua)、規范化(hua)(hua)、流程化(hua)(hua)轉(zhuan)變。
該礦堅持向“向管理要效(xiao)益、向機制(zhi)要活力、向市(shi)場(chang)要潛力”，通(tong)過(guo)建立大數據分析室，系(xi)(xi)統性分析經營(ying)管理的挖潛點，1-7月份原(yuan)煤制(zhi)造成本同比(bi)降低1.2億元。同時(shi)，細化“千分制(zhi)”計分標(biao)準，健全(quan)完善五級市(shi)場(chang)化結(jie)算體系(xi)(xi)，實現(xian)礦和(he)區(qu)隊(dui)、區(qu)隊(dui)和(he)班(ban)組、班(ban)組和(he)員工三個(ge)層(ceng)面的日清日結(jie)、班(ban)清班(ban)結(jie)，全(quan)員工效(xiao)同比(bi)提高13.3噸/工。
“我(wo)們還建立(li)了(le)數字化化驗(yan)室，結合市場形勢，動態指導完善產(chan)品(pin)結構，以(yi)適銷對路(lu)產(chan)品(pin)實現(xian)效(xiao)益最大(da)化，今年(nian)以(yi)來實現(xian)綜合創(chuang)效(xiao)3600余萬(wan)元(yuan)。”范吉宏介紹。
而在(zai)郭(guo)屯(tun)煤(mei)礦智能(neng)化煤(mei)場(chang)，他們利用(yong)實時視頻監控(kong)、智能(neng)身份識別(bie)、語音交互等(deng)技術(shu)，構建(jian)了智能(neng)自助派(pai)車(che)、車(che)輛(liang)自動(dong)識別(bie)、入場(chang)自動(dong)計(ji)量防(fang)作弊、智能(neng)自助裝車(che)、運(yun)輸作業跟蹤監控(kong)5大系統，形成了全新的人(ren)機(ji)交互管理(li)模式，實現了全流程智能(neng)化管控(kong)及現場(chang)無人(ren)作業，減員(yuan)21人(ren)，每小時最高發運(yun)量達到1200噸(dun)，發運(yun)效率提升50%以(yi)上(shang)，年可節(jie)約(yue)人(ren)工費用(yong)200余萬元(yuan)。
“‘兩家’融合”讓企業更智慧
在(zai)智能(neng)(neng)智慧礦山(shan)建設過程中(zhong)，菏澤煤電公司牢(lao)樹“高標定位、引(yin)(yin)領(ling)發展(zhan)”的理念，積(ji)極搭(da)建科(ke)學家(jia)、企業(ye)家(jia)“兩家(jia)”深度融(rong)合的協同(tong)發展(zhan)平臺，相繼成立了以蔣宇靜(jing)院士(shi)為(wei)引(yin)(yin)領(ling)的山(shan)東省院士(shi)工作站、毛善君(jun)教授透明化工作面研究所、何(he)滿(man)潮院士(shi)“110工法”應用(yong)研究所和五個自主研究中(zhong)心，攻關涵蓋礦井所有(you)科(ke)研項目，培養高層(ceng)次專業(ye)化人(ren)才，為(wei)加快推進(jin)智能(neng)(neng)智慧礦山(shan)建設集智聚(ju)力。
2019年(nian)8月(yue)，菏澤(ze)煤(mei)電公司和(he)中國科(ke)學(xue)院院士何滿潮(chao)開(kai)始在郭屯煤(mei)礦(kuang)厚(hou)表土(tu)大(da)埋深中厚(hou)煤(mei)層(ceng)條件下，聯合(he)研(yan)究應用“雙(shuang)被(bei)筒(tong)”管理(li)法(fa)和(he)“110”工法(fa)，從源頭上預(yu)防沖(chong)擊地壓事故，降低生產成本，解(jie)放煤(mei)炭資源，實現安全高效生產。
“‘雙被(bei)筒’管理法能夠有效消除大能量事(shi)件(jian)發(fa)生的(de)條件(jian)，同(tong)時窮盡一切辦法在能量事(shi)件(jian)發(fa)生時最大限度(du)的(de)保護人員、巷道(dao)及內部設(she)備(bei)。”菏澤煤(mei)電公司生產(chan)技術部主任(ren)趙艷鵬介紹，“而(er)‘110’工法則使(shi)得工作(zuo)面由‘跳采(cai)’變為連續平衡式開(kai)采(cai)，避免(mian)了采(cai)空區側(ce)煤(mei)體受到回采(cai)動壓(ya)影響，使(shi)新形成的(de)巷道(dao)處于礦山(shan)卸壓(ya)區，從根本(ben)上避免(mian)了災害(hai)事(shi)故的(de)發(fa)生，被(bei)業(ye)界(jie)譽為“第三次礦業(ye)技術革命”。
據了解，通(tong)過實施(shi)“110”工(gong)(gong)法，不僅能(neng)(neng)夠成功留巷840米(mi)(mi)，有(you)效(xiao)降低工(gong)(gong)作面(mian)回采期(qi)間的沖壓(ya)威(wei)脅，還能(neng)(neng)減少相鄰工(gong)(gong)作面(mian)巷道(dao)施(shi)工(gong)(gong)800米(mi)(mi)，可多回收煤炭(tan)資源1.7萬噸(dun)。該項目已成功獲批(pi)山東省(sheng)重大科技創新(xin)工(gong)(gong)程，并申報(bao)了全(quan)國“110/N00”工(gong)(gong)法示(shi)范礦井。
不僅如此，菏澤煤電公司還每(mei)年設(she)立了500萬元(yuan)創(chuang)(chuang)新(xin)(xin)創(chuang)(chuang)造專(zhuan)項(xiang)獎(jiang)(jiang)勵資金(jin)，依(yi)托專(zhuan)業技(ji)(ji)術團隊，構建以大學生創(chuang)(chuang)客(ke)中心、勞模(mo)創(chuang)(chuang)新(xin)(xin)工(gong)作室為引領(ling)，全(quan)員參與的自主創(chuang)(chuang)新(xin)(xin)體系(xi)，圍繞礦井發展難題(ti)開展研究攻關，累計(ji)獲得(de)省部級(ji)獎(jiang)(jiang)項(xiang)12項(xiang)，國家(jia)級(ji)獎(jiang)(jiang)項(xiang)1項(xiang)，各項(xiang)專(zhuan)利86項(xiang)，科技(ji)(ji)創(chuang)(chuang)新(xin)(xin)與生產經營協調并(bing)進、全(quan)面融合。
“‘兩家’融(rong)合能精準抓住(zhu)行業需(xu)求，實現(xian)產(chan)學研(yan)對接、定制化研(yan)發，能有效提高科研(yan)成果轉化效率，從(cong)而實現(xian)產(chan)品研(yan)發、產(chan)業鏈創(chuang)新和價值鏈再造(zao)。”李存祿告訴記者。
