5G+智能采煤、5G+智能輔助運(yùn)輸、5G+無人機(jī)巡檢、5G+高清工業(yè)應(yīng)用視頻、5G+智能視頻分析平臺……日前，5G+智慧礦山在晉能控股集團(tuán)大放異彩。

鋪就智能開采“高速公路”

11月13日8時，在晉能控股煤業(yè)集團(tuán)塔山礦調(diào)度指揮中心，技術(shù)工人魏志強(qiáng)開始他一天的采煤工作。

“采煤設(shè)備確認(rèn)完畢，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程操控。”幾秒鐘后，該礦綜采三隊黨支部書記李珂在井下8234智能化工作面利用5G可視手機(jī)向調(diào)度指揮中心進(jìn)行了確認(rèn)。只見魏志強(qiáng)輕點(diǎn)鼠標(biāo)，井下的采煤機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)等綜采設(shè)備相繼聯(lián)動運(yùn)轉(zhuǎn)。隨著調(diào)度指揮中心監(jiān)控屏幕上數(shù)據(jù)的跳動，塔山礦8234智能化工作面源源不斷地將煤炭輸送到地面儲煤倉。

“這個5G可視手機(jī)的圖像和聲音都特別清晰，幾乎沒有時延。”魏志強(qiáng)說。

據(jù)介紹，該礦依托已經(jīng)建成的井上、井下全覆蓋5G網(wǎng)絡(luò)，為全礦相關(guān)生產(chǎn)區(qū)隊配備了礦用本安型5G可視手機(jī)。該手機(jī)采用華為麒麟9905G SOC旗艦級芯片，搭載EMUI操作系統(tǒng)，網(wǎng)速是原來地面4G的15倍，保證了視頻和通話的流暢和穩(wěn)定。

“基于5G高速網(wǎng)絡(luò)，我們實(shí)現(xiàn)了高清工業(yè)視頻、智能視頻分析平臺、巡檢機(jī)器人、NB無線傳感器等5G+應(yīng)用，5G+智慧礦山走在了行業(yè)前列。”塔山礦機(jī)電副總經(jīng)理張興說。

目前，塔山礦正積極探索5G技術(shù)與人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)等新信息技術(shù)的融合，大力推進(jìn)5G聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心建設(shè)，加快推進(jìn)5G+智慧礦山等一系列重大項(xiàng)目。

在距離塔山礦大約8公里的同忻礦，5G+智慧礦山建設(shè)也取得了新的突破。截至目前，由煤炭技能大師楊繼彪帶領(lǐng)的研究生團(tuán)隊已經(jīng)完成了智能化綜放操作系統(tǒng)的第八次升級。

從2013年8月“千萬噸級高效綜采關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化示范工程”立項(xiàng)啟動到2016年底正式運(yùn)行，同忻礦建成國內(nèi)首個智能化綜放工作面，填補(bǔ)了煤炭行業(yè)智能化綜放工作面生產(chǎn)空白，并獲得煤炭工業(yè)科技進(jìn)步獎一等獎。

經(jīng)過4年多的實(shí)踐探索，同忻礦智能化綜放工作面創(chuàng)新改進(jìn)支護(hù)初撐力智能補(bǔ)壓、三角區(qū)域割煤參數(shù)制定、融合小煤柱開采、煤礦堅硬頂板地面壓裂控制等技術(shù)30多項(xiàng)，由最初的只能完成簡單的系統(tǒng)指令到如今的全系統(tǒng)智能融合，精確割煤、精準(zhǔn)放煤，自主完成智能化綜放工作面操作系統(tǒng)版本從4.0到10.0的升級，三代智能化綜放工作面從最初的“水土不服”變?yōu)槿娣蠈?shí)際安全生產(chǎn)條件。

“我們把井下放煤控制設(shè)備全部搬到了地面聯(lián)合樓的創(chuàng)新工作室里，通過大屏幕可以實(shí)時觀看井下的采掘、運(yùn)輸、檢修等情況，實(shí)現(xiàn)了井下放煤與地面操控同步推進(jìn)。”同忻礦信息中心副主任宋春儒說。

5G建設(shè)項(xiàng)目相當(dāng)于為8102智能化綜采工作面的數(shù)據(jù)傳輸和遠(yuǎn)程控制開通了一條“高速公路”。

“利用5G網(wǎng)絡(luò)廣連接、大帶寬、超低時延的特性，井下可接入的設(shè)備更多了，我們從中獲取的數(shù)據(jù)將更全面、精準(zhǔn)，可以更加及時、準(zhǔn)確、高效地解決問題。”宋春儒指著調(diào)度指揮中心大屏幕說，“只要出現(xiàn)風(fēng)險點(diǎn)，4K高清視頻畫面、NB傳感器等設(shè)備便會將看到的場景、感知到的數(shù)據(jù)精準(zhǔn)迅速回傳至地面總調(diào)度室。同時，井上井下實(shí)時通話，指令下達(dá)沒有了時延，安全系數(shù)和生產(chǎn)效率都大大提高了。”

“以前放煤時，需要4個工人操作一個工作面100個放頂煤液壓支架，每個人需要按照經(jīng)驗(yàn)判斷時間，一個一個放，員工勞動強(qiáng)度很高，工作環(huán)境差?，F(xiàn)在，有了可實(shí)時調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)的全自動化放煤系統(tǒng)和5G網(wǎng)絡(luò)，100個放頂煤液壓支架只需1個人操作便可定時同時放下，更加安全高效。”說起放煤系統(tǒng)，該礦放煤操作員張鑫如數(shù)家珍。如今，矸石分離的效果更好了，原煤回收率提升了5個至6個百分點(diǎn)，原煤開采量每個班提升了10%。

5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋后，應(yīng)用變得十分關(guān)鍵。在該礦聯(lián)合樓五樓的創(chuàng)新工作室，圍繞智能系統(tǒng)應(yīng)用，技術(shù)人員正在埋頭進(jìn)行軟件平臺設(shè)計和應(yīng)用設(shè)備的研發(fā)改造升級，加速5G網(wǎng)絡(luò)與礦井實(shí)際應(yīng)用的深度融合。

“我們將5G技術(shù)開發(fā)作為智慧礦山建設(shè)的重要支撐。將來，我們還會開發(fā)信息化礦燈、傳感器、4K攝像儀等符合煤礦生產(chǎn)特點(diǎn)的應(yīng)用設(shè)備，利用低時延的特點(diǎn)，提高控制速率，提高信息化程度。”宋春儒說。

解決問題更及時精準(zhǔn)

今年8月18日，塔山礦8222工作面順利通過了國家“十三五”資源領(lǐng)域重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目——“千萬噸級特厚煤層智能綜放開采關(guān)鍵技術(shù)及示范”中期檢查驗(yàn)收，智能化工作面建設(shè)取得了階段性成效。

“這是我國年產(chǎn)1500萬噸特厚煤層智能化綜放工作面建設(shè)示范工程，從2019年2月正式投入生產(chǎn)至今，累計生產(chǎn)原煤1400萬噸。智能化讓煤炭開采更加安全高效。”塔山礦監(jiān)控中心主任張慧說，“我們還應(yīng)用了產(chǎn)量平衡時空預(yù)警系統(tǒng)、無軌膠輪車智能調(diào)度系統(tǒng)、安全雙重預(yù)防管理信息系統(tǒng)和智能巡檢機(jī)器人等一大批達(dá)到世界先進(jìn)水平的科技成果，礦井基本實(shí)現(xiàn)了人員、設(shè)備、環(huán)境實(shí)時動態(tài)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)感知。”

截至目前，塔山礦已完成4個智能化綜放工作面的建設(shè)，智能化工作面占比達(dá)到100%，實(shí)現(xiàn)了效率、效益的雙提升。

在塔山礦調(diào)度指揮中心，工作人員正緊盯大屏幕監(jiān)控井下采掘、通風(fēng)、運(yùn)輸?shù)葘?shí)時數(shù)據(jù)，分析判斷當(dāng)前井下的生產(chǎn)狀態(tài)。在這里，全礦安全生產(chǎn)各類實(shí)時數(shù)據(jù)一目了然，在三維模擬的情況下，井下生產(chǎn)更立體、更直觀。綜合調(diào)度、生產(chǎn)管理、機(jī)電管理、位置服務(wù)等模塊系統(tǒng)多維關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了綜采設(shè)備的遠(yuǎn)程自動化控制及“監(jiān)、管、控一體化”全流程數(shù)字化運(yùn)行。

“礦山云圖智能決策大數(shù)據(jù)平臺集中了煤礦開采的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)平臺與應(yīng)用系統(tǒng)的融合;通過三維模擬，一分鐘就可以掌握井上井下安全生產(chǎn)環(huán)節(jié)的情況;通過綜合調(diào)度模塊，可以實(shí)時了解工作面設(shè)備的開停狀態(tài);通過計量設(shè)備模塊，盤區(qū)主風(fēng)機(jī)等數(shù)據(jù)全部都能實(shí)時調(diào)取出來……有什么問題，一目了然，解決問題更方便、更精準(zhǔn)了。”張慧說。

在同忻礦調(diào)度室旁的數(shù)據(jù)中心控制室里，15臺電腦正在實(shí)時分析和采集井下的各種安全數(shù)據(jù)，為調(diào)度中心的安全決策提供依據(jù)。數(shù)字化智慧調(diào)度管理中心集成了“一通三防”、主扇運(yùn)行、瓦斯抽放監(jiān)測等24個綜合安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，井上井下實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程集中自動化控制，安全全面可控。

同忻礦智能化系統(tǒng)研發(fā)負(fù)責(zé)人陳軍介紹，該團(tuán)隊開發(fā)了設(shè)備終身數(shù)據(jù)庫，設(shè)備維檢人員通過設(shè)備信息APP，就可自動采集、統(tǒng)計、分析和反饋設(shè)備實(shí)時運(yùn)行數(shù)據(jù)，并精準(zhǔn)、快速查明設(shè)備故障原因，及時消除安全生產(chǎn)隱患。

同時，同忻礦的大學(xué)生技術(shù)團(tuán)隊通過數(shù)據(jù)比對，對生產(chǎn)過程中的各種詳細(xì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，先后完成了智能化工作面礦壓監(jiān)測及頂板斷裂位置研究、特厚煤層堅硬頂板條件下孤島工作面小煤柱留設(shè)寬度的研究應(yīng)用、智能化工作面頂板斷裂方式及礦壓規(guī)律研究等項(xiàng)目。

安全管理人員對采集的大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，創(chuàng)新采用“三支架+木垛”聯(lián)合尾巷支護(hù)、圍巖壓力和圍巖變形在線遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)測、錨桿組合間合理排距等方案，創(chuàng)造近千萬元經(jīng)濟(jì)效益的同時，實(shí)現(xiàn)了礦井安全可靠化、管理高效化、效益最大化。

制定智慧礦山建設(shè)“路線圖”

“我們計劃利用3年的時間來打造5G+智慧礦山。2020年，重點(diǎn)完善綜合自動化、基礎(chǔ)平臺及應(yīng)用系統(tǒng)，建成統(tǒng)一完備的傳輸網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)管理平臺、系統(tǒng)平臺、智能分析平臺。2021年，深度融合自動化與信息化，提升礦山智能化的應(yīng)用水平。2022年，完成智能分析、智能聯(lián)動、智能決策平臺軟件的應(yīng)用，最終實(shí)現(xiàn)礦井‘管控營’一體化、安全可靠化、管理高效化、效益最大化的目標(biāo)。”宋春儒說。

根據(jù)智慧礦山建設(shè)規(guī)劃，塔山礦計劃通過40個項(xiàng)目、花3年的時間來完成智慧礦山建設(shè)，今年計劃完成18個項(xiàng)目。

目前，晉能控股集團(tuán)正圍繞礦山智慧大腦綜合基礎(chǔ)平臺、智能裝備和機(jī)器人、煤礦大數(shù)據(jù)三大方向，構(gòu)建起5G+萬兆工業(yè)環(huán)網(wǎng)有線無線雙網(wǎng)融合的網(wǎng)絡(luò)大平臺;規(guī)劃建設(shè)一個集數(shù)據(jù)實(shí)時共享、各專業(yè)快速聯(lián)動于一體的智能化調(diào)度指揮中心，使其成為智慧礦山的“大腦”。

同時，依托5G+智能化聯(lián)創(chuàng)實(shí)驗(yàn)室，晉能控股集團(tuán)規(guī)劃在人工智能、工業(yè)機(jī)器人、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、智慧能耗管理、基于無人駕駛的井下智慧交通、基于萬物互聯(lián)的煤礦大數(shù)據(jù)分析等方面，深入開展5G+研究，切實(shí)推動人工智能技術(shù)與現(xiàn)代煤炭開發(fā)利用深度融合，全面推進(jìn)5G+智慧礦山建設(shè)，全面打造具有自主感知、自主決策的集成智慧礦山示范礦井。