從礦山自動(dòng)化到數(shù)字礦山，再到如今的智慧礦山，數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代有關(guān)未來(lái)礦山建設(shè)與實(shí)現(xiàn)方式的概念不斷被刷新。智慧礦山到底長(zhǎng)啥樣？

連日來(lái)，記者走訪榆林地區(qū)的一些現(xiàn)代化礦井發(fā)現(xiàn)，不同于傳統(tǒng)煤礦動(dòng)輒三四千人，這里的煤礦“小而精”，年產(chǎn)能千萬(wàn)噸級(jí)的礦井，職工僅1000人左右，智慧礦山建設(shè)正在讓煤炭開采這一高危勞動(dòng)密集型行業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)椤案呔狻奔夹g(shù)密集型行業(yè)。

百米井下有了“網(wǎng)約車”

在100多米的地層深處，礦工通過刷卡或手機(jī)發(fā)出用車申請(qǐng)，地面指揮中心根據(jù)系統(tǒng)人員定位接單派車，載人升井……9月10日，記者在陜煤榆北煤業(yè)小保當(dāng)公司一號(hào)煤礦見識(shí)了這樣的“黑科技”。

李師傅是一號(hào)煤礦的一名礦工，在井下中央變電所完成交接班后，他將工作卡輕輕地貼近智慧乘車站點(diǎn)終端刷卡感應(yīng)區(qū)。3分鐘后，距離最近的一輛車到達(dá)乘車點(diǎn)。20分鐘后，李師傅安全升井。下車后，他再次刷卡確認(rèn)目的地。系統(tǒng)自動(dòng)從李師傅所在區(qū)隊(duì)的經(jīng)費(fèi)中扣除車費(fèi)，并向機(jī)運(yùn)隊(duì)支付。

隨著產(chǎn)能的不斷提升，煤礦井下巷道輕松突破幾十公里，礦工上下班雖有專業(yè)防爆人車集中接送，但也會(huì)出現(xiàn)計(jì)劃外用車的緊急情況。不久前，一號(hào)煤礦智慧化站點(diǎn)式井下交通系統(tǒng)投用，礦工可通過手機(jī)APP、系統(tǒng)終端刷卡等方式發(fā)起用車申請(qǐng)，系統(tǒng)收到信息后，自動(dòng)分析乘車人所在地點(diǎn)、乘車人數(shù)、用車緩急情況及距離乘車人最近的車輛運(yùn)行狀態(tài)，第一時(shí)間將乘車需求信息發(fā)送給膠輪車司機(jī)。司機(jī)按照系統(tǒng)指令，完成運(yùn)送服務(wù)。系統(tǒng)實(shí)時(shí)結(jié)算用車費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)日清日結(jié)。

井下“網(wǎng)約車”順應(yīng)了科技出行的大趨勢(shì)，陜煤榆北煤業(yè)曹家灘公司還實(shí)現(xiàn)了“網(wǎng)約車”井上、井下全覆蓋，為礦山的應(yīng)急調(diào)度、隱患排查提供了運(yùn)輸保障，也為員工績(jī)效考核等智慧管理打通了技術(shù)通道。

“跑得多掙得多，司機(jī)出車也有了算賬意識(shí)?！辈芗覟┕据o助運(yùn)輸隊(duì)人車司機(jī)高磊說，過去司機(jī)拿固定工資，現(xiàn)在開“網(wǎng)約車”，工資和訂單量、接單里程掛鉤，只要輸入員工代碼，就能查到當(dāng)天掙了多少錢。

通過車輛資源的智慧配置與運(yùn)行，將車輛的運(yùn)輸費(fèi)結(jié)算從區(qū)隊(duì)延伸至班組和個(gè)人，曹家灘公司內(nèi)部核算中心可以通過系統(tǒng)配套的內(nèi)部核算客戶端自動(dòng)上傳各類考核數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)員工績(jī)效考核智慧高效運(yùn)行。

“機(jī)器人”掘進(jìn)安全又高效

9月9日，在第十五屆榆林國(guó)際煤博會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，工作人員通過一臺(tái)平板電腦演示遠(yuǎn)程一鍵啟動(dòng)智能掘進(jìn)機(jī)器人系統(tǒng)。在榆北煤業(yè)小保當(dāng)公司112204工作面，智能掘進(jìn)機(jī)器人系統(tǒng)啟動(dòng)，布滿截齒的截割滾筒緩緩升起開始工作，煤博會(huì)現(xiàn)場(chǎng)響起熱烈的掌聲。

一直以來(lái)，掘進(jìn)是煤礦生產(chǎn)的突出短板。與高歌猛進(jìn)的開采技術(shù)相比，掘進(jìn)裝備和技術(shù)水平提升緩慢，掘進(jìn)效率無(wú)法滿足現(xiàn)代礦井開采需求，極易造成“采掘失衡”，給安全生產(chǎn)埋下隱患。

今年6月，榆北煤業(yè)聯(lián)合西安科技大學(xué)、西安煤礦機(jī)械有限公司共同開發(fā)研制的智能掘進(jìn)機(jī)器人系統(tǒng)正式發(fā)布。8月20日，機(jī)器人系統(tǒng)完成地面組裝調(diào)試后入井。小保當(dāng)公司一號(hào)煤礦組建了一支掘進(jìn)技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，根據(jù)井下生產(chǎn)實(shí)際累計(jì)對(duì)設(shè)備開展了8大類160多項(xiàng)技術(shù)改造，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)作業(yè)的協(xié)同性，同時(shí)增加了作業(yè)人員的操作空間。

與其他的掘進(jìn)裝備相比，智能掘進(jìn)機(jī)器人系統(tǒng)除了具有安全高效、快速掘進(jìn)等特點(diǎn)，更在智能化上有了質(zhì)的飛躍。該系統(tǒng)集掘、支、錨、運(yùn)、通風(fēng)、除塵等功能于一體，具備掘進(jìn)定位導(dǎo)航及位姿自主糾偏、自適應(yīng)截割、軌跡跟蹤、環(huán)境多智能參數(shù)感知、設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)與故障診斷、遠(yuǎn)程控制等功能。

“智能掘進(jìn)機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)用后，掘進(jìn)工作面由原來(lái)的18人減少至8人，掘進(jìn)月進(jìn)尺大幅提升。我們一定會(huì)改造好、使用好這套先進(jìn)設(shè)備，為破解‘采掘失衡’的行業(yè)難題探索方案?！毙”．?dāng)公司一號(hào)煤礦掘進(jìn)二隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)王劍說。

中國(guó)工程院院士王雙明表示，70%的煤礦事故發(fā)生在掘進(jìn)過程中，煤礦智能快速掘進(jìn)機(jī)器人系統(tǒng)的研制和應(yīng)用，破解了復(fù)雜地質(zhì)條件智能掘進(jìn)難題，可實(shí)現(xiàn)掘、支、運(yùn)同步作業(yè)，減少掘進(jìn)工作面人員，讓工人遠(yuǎn)離危險(xiǎn)和繁重崗位，促進(jìn)煤礦安全和生產(chǎn)效率邁上新臺(tái)階。

智能掘進(jìn)機(jī)器人系統(tǒng)的投用對(duì)煤炭行業(yè)來(lái)說是一次開拓創(chuàng)新的試驗(yàn)，也是智慧礦山建設(shè)的重大探索，將為煤礦井下巷道實(shí)現(xiàn)安全、智能、快速掘進(jìn)作出示范。

打造煤礦的“智慧大腦”

井下“網(wǎng)約車”、智能掘進(jìn)機(jī)器人系統(tǒng)是智慧礦山建設(shè)的兩項(xiàng)前沿性的探索，實(shí)際上智慧礦山的發(fā)展仍然處于起步階段，也沒有具體的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)煤礦的升級(jí)改造還停留在以自動(dòng)化設(shè)備升級(jí)、基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)及通信設(shè)施升級(jí)為主要內(nèi)容的初級(jí)階段，建成的各個(gè)子系統(tǒng)并沒有完全融合，成為“孤島”系統(tǒng)。

業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，只有把礦山作為一個(gè)有機(jī)整體，從宏觀上對(duì)生產(chǎn)全流程進(jìn)行再造，打通礦山從源頭到終端各個(gè)環(huán)節(jié)，才能打破發(fā)展瓶頸，達(dá)到建設(shè)智慧礦山的初衷和目標(biāo)。

在眾多探索實(shí)踐中，榆北煤業(yè)發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢(shì)，在建設(shè)之初就搭建好智慧礦山建設(shè)框架，把煤礦建設(shè)成會(huì)思考、能決策的“機(jī)器人”。通過智能化設(shè)備和技術(shù)的應(yīng)用，該公司3對(duì)礦井及生產(chǎn)相關(guān)子系統(tǒng)已全部投運(yùn)，各子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高度融合，匯聚海量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)自主分析決策、預(yù)警提示、遠(yuǎn)程控制等功能，打造了煤礦“智慧大腦”。

該公司下屬礦井實(shí)現(xiàn)4G通信網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，工作面、大巷等區(qū)域安裝的各類智能化傳感設(shè)備、攝像頭可對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行感知分析，通過4G通信網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛嬲{(diào)度指揮中心供決策使用。

以小保當(dāng)公司一號(hào)煤礦為例，該礦的智慧礦山建設(shè)分為三大層級(jí)：最底層為執(zhí)行層，包含各種傳感設(shè)備，將煤礦的各種數(shù)據(jù)信息收集上來(lái)；第二層為傳輸層，如同人的神經(jīng)系統(tǒng)，負(fù)責(zé)信息傳輸；最上層是管控層，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)井下設(shè)備的遠(yuǎn)程操控。

“瞄準(zhǔn)世界一流，打造綠色高效智慧能源企業(yè)，成為中國(guó)煤炭行業(yè)智慧礦山建設(shè)的領(lǐng)跑者是榆北煤業(yè)的使命和目標(biāo)?！庇鼙泵簶I(yè)黨委書記、董事長(zhǎng)肖緒才表示，智慧礦山建設(shè)讓企業(yè)生產(chǎn)效率大幅提升，目前公司全員采煤工效達(dá)到1.5萬(wàn)噸左右的行業(yè)領(lǐng)先水平，未來(lái)幾年將達(dá)到2.5萬(wàn)噸，為榆神礦區(qū)千萬(wàn)噸級(jí)現(xiàn)代化礦井集群建設(shè)和開發(fā)提供有力支撐。

當(dāng)然，智能制造的浪潮不僅僅席卷了礦山行業(yè)，水泥行業(yè)也在蓄勢(shì)待發(fā)。中國(guó)水泥網(wǎng)定于2020年10月28-29日在洛陽(yáng)舉辦“2020中國(guó)水泥智能化高峰論壇暨第十二屆國(guó)際粉磨峰會(huì)”，本屆峰會(huì)以“數(shù)馭未來(lái)智賦水泥”為主題，邀請(qǐng)來(lái)自工業(yè)機(jī)器人、控制系統(tǒng)、工業(yè)通訊、機(jī)器視覺、自動(dòng)化設(shè)備等領(lǐng)域的先進(jìn)企業(yè)、專家代表，聚焦智能制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，并就智能制造的技術(shù)趨勢(shì)、最新應(yīng)用、合作機(jī)遇等議題展開深入探討和廣泛交流。會(huì)后將參觀洛陽(yáng)中聯(lián)智能化生產(chǎn)示范線。