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媒体报道

中国煤炭报 | 陕北矿业公司:构建智慧矿区新生态​

作者: 张增阳     时间: 2021-11-24     点击: 查询中    分享到:

中国煤炭报11月23日3版


陕北矿业公司:构建智慧矿区新生态


10月20日,全国煤炭行业“首个全矿井智能化运行”建设成果交流推广会在葡京新线路检测陕北矿业张家峁公司召开。这标志着葡京新线路检测陕北矿业公司经过3年的创新实践,打造出独具特色的张家峁智慧矿区样本。

从采煤到采数据

2019年初,中国工程院王国法院士团队来到陕北矿业公司,就智能化建设进行研讨。此后,双方决定携手打造全国首个智慧煤矿巨系统示范项目,项目建设周期为3年。张家峁矿业公司智慧矿区建设就此拉开序幕。同年12月,首批5G基站应用率先组网,实现了矿区5G网络全覆盖。

2020年6月,为张家峁矿业公司“量身订制”的国内第一次智能矿井关键成果运行及展示所涉及子系统配套会召开。2020年10月,全国煤炭行业两化深度融合推进现场会在榆林召开,展示了张家峁矿业公司智能矿井建设的阶段性成果。2020年11月,张家峁矿业公司、红柳林矿业公司、柠条塔矿业公司被列入国家首批智能化示范煤矿建设名单。

张家峁智慧矿区建设按照顶层设计、基础先行、重点突破、全面接入的整体规划,布局全面感知与高速传输网络、矿山地理信息系统、安全生产管控一体化平台、统一计算存储管理、统一数据接口与编码标准和诸多智能化子系统,建立智慧矿山运营管理中心,实现全面生产经营决策管理;开发部署矿山云服务平台,实现不同业务的云上服务。

张家峁矿业公司以智能化采掘工作面、智能化主煤流运输系统、智能化生产辅助系统、特种机器人等关键子系统为主,以智能园区等生活、办公、服务各领域子系统为辅,着力构建立体式全方位综合智能生态系统。

经过联合攻关,张家峁矿业公司建成了涵盖信息基础设施、智能地质保障系统、智能采煤系统、智能掘进系统、智能主煤流运输系统、智能辅助运输系统、智能通风系统、智能供电与供排水系统、智能安全监控系统、智能综合管控平台、智能化园区、智能经营管理系统、智能环保管理系统智能化煤矿13大系统,共计50个智能化子系统。所有系统智能化作业占比80%以上,矿井累计减人345人。截至2021年10月31日,张家峁矿业公司实现安全生产4538天。

14项首创成果可复制

张家峁矿业公司智慧矿区建设为全国煤炭行业智能化建设提供了可借鉴、可复制的成功经验,取得了一系列首创性创新成果,开创了煤矿智能化升级新模式。

首创5G+智能化煤矿多系统应用场景,研发应用煤矿4D-GIS地理信息系统和BIM+GIS融合与虚拟仿真实时动态更新技术,实现了综采工作面的透明化管理。

首创“智能工厂”全新生产模式,实现了综采工作面、主煤流运输、定制化洗选、自动化装车等多系统智能协同生产。涉及多个设备群830余台设备,每班生产人员由69人减至26人。

首创工业互联网+综合管控平台技术管理模式,通过安全生产实时信息标准化数据采集,实现了“标准化、场景化、流程化”智能管控,形成了操作层、管理层、决策层数字应用架构。

首创回风巷移动巡检仪,实现了危险区域无人化作业,以及巷道积水和毒害气体的检测,巡检距离达到2.3公里,续航时间超过5小时,完全替代了人工巡巷。

首创煤矿生态环保管理系统,实现了煤矿整体水平分析、碳达峰碳中和相关数据跟踪分析、生态环保一张图智能分析。

研发了世界首套1.1米薄煤层大功率高效智能化开采成套技术与装备,实现了开采技术模式的突破,对全国薄煤层开采具有示范作用。

研发了智能化快速掘进系统成套技术与装备。实现单班最高进尺65米,月进尺突破2700米。其中,掘锚一体机激光长距离精准组合导航系统属于国内首创。

研发了国内首套煤矿智能通风管控系统,实现了一键测风、一键反风、一键调风以及危险区域机器人作业,实现了2分钟内智能辅助决策控风方案,主要井巷控风精度>95%。

研发了辅助燃油物料车和锂电池驱动人车的无人驾驶系统及智能调度系统,实现了辅助运输车辆从地面到井下的全程无人驾驶。

研发了煤炭行业第一套煤炭智能化远程装车系统,实现了现场无人操作的远程一键装车,装车时间由改造前的每车5分钟缩减为2分钟。

研发了“千眼”视频智能安全管理系统,实现了AI人工智能与作业人员安全行为的智能辨识,形成了“四员两长+智能单兵”为特色的双重监管模式。

率先建成国内首个智能化选煤厂,成为国内煤炭洗选领域的示范性项目。仅选煤厂的智能化改造产生的年经济效益近1200万元。

率先在工作面使用雷达激光点云测距仪,实现了掘进和回采位置测量数据的即时更新,以及进尺数据的自动化采集。

率先使用了立体化智能调度系统,通过智能矿灯使事故隐患远程排查有了“千里眼”和“顺风耳”。

经过不懈努力,张家峁矿业公司打造了全国煤炭行业第一个全煤矿智能化示范标杆。多个工作环节实现了大幅减员,综采工作面由单班13人减为5人,原煤运输系统由单班42人减为14人,洗选系统由单班20人减为2人,井上井下23个机房硐室、66个操作岗位全部实现了无人值守。

由“智能达标”向“智慧提升”转变

近年来,陕北矿业公司坚持把智能化建设作为“一把手”工程,设立了智能化建设工作专班,按照智能生产、智能矿井、智慧矿区三个阶段性工作目标稳步推进。

陕北矿业公司遵循“系统智能化、智能系统化、管理智慧化”的建设思路,党群工作、经营管理等智能化建设同步推进。三网一平台、智慧党建、智创工会、智慧机关等智能系统得到普遍应用。

陕北矿业公司各生产矿井综采工作面全部实现了智能化采煤,技术路线覆盖1.1米至6.3米不同采高、不同设备型号、不同生产条件下的综采工作面,智能化采煤平均开机率达到93%,采煤效率提高了10%,掘进效率至少提高了30%。

陕北矿业公司智能装车得到了广泛应用。柠条塔矿业公司建成了国内首套远程智能化铁路装车系统,铁运较以前平均减少用时35分钟/列,装车作业人员减少了2/3。

陕北矿业公司的安全生产信息共享平台集成了综合调度、安全管理、生产技术等13个专业应用,可以实时采集安全监控、人员定位、生产辅助自动化系统等7类子系统的数据,实现了全时空全天候智能管理。

在陕北矿业公司,生产巡巷、皮带巡检、危险环境侦测等机器人群得到了广泛应用,成为矿区一道亮丽的风景。

同时,陕北矿业公司完成了智慧矿区蓝图规划及建设方案,智慧矿区所有信息数据接口标准制定,以及智能化数字决策系统、智能化数字移动管理系统、矿山工业互联网平台、生产管控系统、资产管控系统、物资管控系统建设的本地化部署。

陕北矿业公司建成了销售数据智慧分析系统和一键启动自动装车,使地销、铁销装车全部实现了无人化、智能化;建成了煤质在线检测系统,实时监测煤炭质量,煤炭产品实现了定制化;建成了智能化运维管控系统,销售过程做到了动态智能分析与集中调度。

陕北矿业公司还建成了矿区工业互联网平台,构建了矿山数据全生命周期管理体系;建成了安全生产、经营管理等8个纵向管控系统,实现了矿井内部物资体系化管理;建成了智能化数字移动管理系统,实现了办公协同和高效管理。

整体规划建智慧矿区

早在2010年,张家峁矿业公司就由全面机械化向自动化开始迭代升级。

2012年,红柳林矿业公司建成了全国第一个6.3米大采高智能化综采工作面。2018年,柠条塔矿业公司开始探索机器人集群项目的示范应用。

近年来,陕北矿业公司联合中国工程院王国法院士团队、华为煤矿军团、中国矿大、西科大等科研团队,持续推进智慧矿区建设,总结张家峁矿业公司、红柳林矿业公司、柠条塔矿业公司这三个被列为国家首批智能化示范建设煤矿的建设经验。

在顶层设计上,陕北矿业公司编制了智慧矿区规划和建设方案、采掘主要设备统一选型标准,形成了“两横八纵一平台”智慧矿区整体架构,采取了专班推进、专项推进等工作举措,形成了层次分明、相互衔接、规范有效的创建模式,实现了对上、对下、对内、对外的数据融合与业务协同。

在矿区侧,陕北矿业公司着力打造智能化数字决策平台、数字化移动管理应用系统。在矿井侧,陕北矿业公司着力打造智能综合管控平台、地质保障、采煤、掘进、主煤流运输、辅助运输、通风与压风、供电与供排水、安全监测、智能选煤等系统和智慧园区。

陕北矿业公司现有7对生产矿井,各自都有智能化建设项目。其中,红柳林矿业公司24项、柠条塔矿业公司30项、张家峁矿业公司50项、韩家湾煤炭公司19项、涌鑫矿业公司安山煤矿17项、中能煤田公司袁大滩煤矿16项、孙家岔龙华矿业公司4项……目前,该公司全部完成了智能化体系的本地化建设。

陕北矿业智慧矿区建设取得了三个方面的成效:智慧矿区规划实现了阶段性目标,探索形成了智慧矿区建设标准体系,智能矿井关键技术取得了新突破。

从工作成效上来看,陕北矿业公司的所有矿井实现了智能通风,所有综采工作面实现了智能化开采,所有机房硐室实现了远程操控,所有矿井建成了万兆工业环网……智慧矿区建设取得了阶段性成果。

下一步,陕北矿业公司着力打造智能化生产、透彻化感知、可视化管理、数字化决策的智慧矿区,全面建设“党建引领、安全高效、智能融入、改革创新、绿色和谐”的行业领先、世界一流高质量发展示范企业。

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