“人力換煤”變“算力換煤”，煤礦越來(lái)越“聰明”

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掘進(jìn)是煤礦生產(chǎn)的咽喉，長(zhǎng)期以來(lái)依賴的是人海戰(zhàn)術(shù)。如今，在山西，有煤礦將在用傳統(tǒng)掘進(jìn)機(jī)升級(jí)為“掘、錨、護(hù)、探”一體化智能裝備，在提升綜合掘進(jìn)效率的同時(shí)，大幅提升了安全系數(shù)；還有煤礦利用智能系統(tǒng)為全礦大型設(shè)備建立數(shù)字檔案，讓設(shè)備運(yùn)營(yíng)更穩(wěn)定……智能化浪潮，正深刻改變煤炭行業(yè)。

1秒鐘，可對(duì)井下礦工及車輛進(jìn)行信息定位；2秒鐘，全礦安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)會(huì)進(jìn)行一次自動(dòng)分析；3秒鐘，能完成一次生產(chǎn)系統(tǒng)全面巡檢……記者日前在山西潞安化工集團(tuán)新元煤礦采訪了解到，該礦依托井下“超千兆上行”煤礦5G專用網(wǎng)，全礦5G應(yīng)用場(chǎng)景已拓展至31個(gè)，智能化建設(shè)由采掘工作面為重點(diǎn)向全礦井智能化轉(zhuǎn)變，煤炭開(kāi)采更加安全高效。新元煤礦的變化是煤炭行業(yè)智能化浪潮迅猛發(fā)展的一個(gè)縮影。

今年中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議提出，堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，加緊培育壯大新動(dòng)能。“煤礦智能化建設(shè)帶來(lái)的不僅是技術(shù)的迭代，更是生產(chǎn)方式與安全理念的革新，為煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入了新動(dòng)能。”盯著巨型調(diào)度大屏上實(shí)時(shí)跳動(dòng)的數(shù)據(jù)“洪流”，全國(guó)勞模、山西潞安化工集團(tuán)常村煤礦副總工程師張世麗感慨地說(shuō)，過(guò)去是“人力換煤”，現(xiàn)在是“算力換煤”。

“出煤靠智能，安全靠系統(tǒng)”

在山西華陽(yáng)集團(tuán)一礦垂直深度數(shù)百米的豎井井筒內(nèi)，被礦工們稱為“找茬達(dá)人”的智能巡檢機(jī)器人，隨著罐籠的起落忙碌作業(yè)。這位不知疲倦的井筒安全“衛(wèi)士”，曾監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)罐道固定螺栓僅0.8毫米的位移松動(dòng)。

實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，這樣一臺(tái)設(shè)備30分鐘的巡檢量，相當(dāng)于3名巡檢人員1小時(shí)的工作量，效率提升了5倍至6倍，且識(shí)別準(zhǔn)確率超99.99%。

從井筒到巷道，那些曾經(jīng)讓礦工們頭疼的高危作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)、人工巡檢盲區(qū)、突發(fā)故障處置滯后等，都在智能化“同事”的助力下得到解決。而且，煤礦智能化建設(shè)的“點(diǎn)上”突破，正在向“面上”智慧躍升。

“工人安全帽內(nèi)的芯片，可以在井下實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)精準(zhǔn)定位。‘井上看見(jiàn)井下、井上控制井下’的智能化場(chǎng)景已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。”全國(guó)勞模、一礦機(jī)電工區(qū)綜采管理組工人李杰介紹，現(xiàn)在，井下各工作面、各點(diǎn)位的運(yùn)行參數(shù)，作業(yè)場(chǎng)景與安全預(yù)警信息，都可以通過(guò)三維建模技術(shù)動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)。

在華陽(yáng)集團(tuán)調(diào)度中心，一張覆蓋所有礦井的“數(shù)字礦山”地圖清晰呈現(xiàn)：各礦的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、安全指標(biāo)、設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)匯聚，形成了“一屏觀全域、一網(wǎng)管全礦”的智慧管理模式。比如，當(dāng)某礦的瓦斯?jié)舛瘸霈F(xiàn)微小波動(dòng)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)聯(lián)動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整風(fēng)量，并同步向附近作業(yè)人員推送預(yù)警信息。

過(guò)去，“出煤靠力氣，安全靠運(yùn)氣”；如今，“出煤靠智能，安全靠系統(tǒng)”成為方方面面的共識(shí)。

“近年來(lái)，山西在全國(guó)率先發(fā)布煤礦智能化建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體系；強(qiáng)化科技賦能，引進(jìn)華為礦山軍團(tuán)全球總部落戶太原；集聚優(yōu)勢(shì)資源，建成全國(guó)首個(gè)省級(jí)煤炭工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。”據(jù)山西省能源局副局長(zhǎng)毛曉文介紹，山西已累計(jì)建成244座智能化煤礦、1594處智能化采掘工作面，智能化煤礦產(chǎn)能占比達(dá)到60.48%，帶動(dòng)全省煤炭先進(jìn)產(chǎn)能占比達(dá)到83%以上。

從人海戰(zhàn)術(shù)到智能協(xié)同

在山西焦煤集團(tuán)凌志達(dá)煤業(yè)，過(guò)去掘進(jìn)工作面3道工序相互獨(dú)立，單是設(shè)備搬移與工序轉(zhuǎn)換就要耗時(shí)兩個(gè)多小時(shí)，而且迎頭作業(yè)人員密集、粉塵濃度高、作業(yè)空間狹窄，導(dǎo)致多重風(fēng)險(xiǎn)疊加。

如今，一臺(tái)傳統(tǒng)的掘進(jìn)機(jī)經(jīng)過(guò)改造，變身能自主行走、精準(zhǔn)截割，還可同步完成錨桿支護(hù)、超前探水的“智能掘進(jìn)機(jī)”。在地面調(diào)度中心的大屏幕上，這臺(tái)掘進(jìn)機(jī)的三維模型正同步模擬井下實(shí)況，截割軌跡、探水?dāng)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)跳動(dòng)。尤為值得一提的是，其改造成本僅為新購(gòu)置成套設(shè)備的1/5。

“掘進(jìn)是煤礦生產(chǎn)的咽喉，長(zhǎng)期以來(lái)依賴的是人海戰(zhàn)術(shù)。”山西焦煤技術(shù)中心主任楊彥群表示，相比采煤，掘進(jìn)已成為煤礦自動(dòng)化、智能化建設(shè)的短板，不僅導(dǎo)致礦井采掘銜接緊張，也嚴(yán)重制約了先進(jìn)產(chǎn)能的釋放。

然而，在用的傳統(tǒng)掘進(jìn)機(jī)如果全部更換為新型智能化掘錨機(jī)，成本巨大。

2023年7月，山西焦煤?jiǎn)?dòng)重大技術(shù)攻關(guān)科技揭榜制項(xiàng)目，聯(lián)合多家高校、企業(yè)，組建了產(chǎn)學(xué)研用一體化團(tuán)隊(duì)，將在用傳統(tǒng)掘進(jìn)機(jī)升級(jí)為“掘、錨、護(hù)、探”一體化智能裝備。到今年10月，該項(xiàng)目順利交出了一份亮眼成績(jī)單：最高日進(jìn)尺12米，月進(jìn)尺321米，綜合掘進(jìn)效率提升30%以上。“以前單班需12人，現(xiàn)在僅需8至10人，工人無(wú)須再迎頭扎堆，安全系數(shù)大幅提高。”凌志達(dá)煤業(yè)礦長(zhǎng)田偉鵬表示。

“我們將在山西焦煤所屬礦井全面推廣這項(xiàng)技術(shù)，讓更多傳統(tǒng)掘進(jìn)機(jī)煥發(fā)智能新生。”楊彥群表示，從人海戰(zhàn)術(shù)到智能協(xié)同，從掘支分離到一體化作業(yè)，這次突破更大的意義在于，讓大家認(rèn)識(shí)到：需要提高智能化設(shè)備有效性，探索更符合煤礦實(shí)際的智能化建設(shè)之路。

“小雅助手”成為老礦的“智慧大腦”

“過(guò)去處理突發(fā)狀況，光梳理數(shù)據(jù)就要半天，現(xiàn)在幾分鐘就能拿到專業(yè)方案。”山西焦煤集團(tuán)李雅莊煤礦安全管理部安全員曹建峰連聲稱贊AI平臺(tái)“小雅助手”給工作帶來(lái)的變化。

曹建峰表示，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，以往月度成本分析需梳理十幾張報(bào)表，不僅耗時(shí)費(fèi)力，還易出現(xiàn)疏漏，如今借助“小雅助手”，可自動(dòng)生成同比、環(huán)比及對(duì)標(biāo)分析的樹(shù)狀圖、曲線圖，數(shù)據(jù)呈現(xiàn)直觀清晰，有效提升了生產(chǎn)決策的科學(xué)性。在設(shè)備檢修車間，檢修工人利用AI分析設(shè)備振動(dòng)頻譜，發(fā)現(xiàn)一處減速箱的早期隱患。

作為山西省首批智能化試點(diǎn)礦井，李雅莊煤礦近年來(lái)建立了20多個(gè)智能系統(tǒng)，累計(jì)沉淀運(yùn)行數(shù)據(jù)超千萬(wàn)條。以設(shè)備全生命周期管控系統(tǒng)為例，其為全礦大型設(shè)備建立的數(shù)字檔案，不僅記錄著每臺(tái)設(shè)備的技術(shù)參數(shù)，更包含上萬(wàn)次的維修記錄和運(yùn)行數(shù)據(jù)，讓設(shè)備運(yùn)營(yíng)更穩(wěn)定。正是這些帶著“煤味”的真實(shí)數(shù)據(jù)，讓“小雅助手”具備了讀懂礦山的智慧。

“過(guò)去是工人圍著設(shè)備轉(zhuǎn)，現(xiàn)在是決策圍著數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)。”李雅莊煤礦礦長(zhǎng)王遠(yuǎn)德表示，從千米井下的安全管控到地面?zhèn)}庫(kù)的庫(kù)存管理，從技術(shù)員的智能決策到機(jī)電工的故障預(yù)判，“小雅助手”帶來(lái)了工作思維的轉(zhuǎn)變，正在推動(dòng)工作從經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)到數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的跨越。（記者 劉建林 李彥斌）

[編輯：竇菲濤]

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