“我正與華為技術(shù)專家一起對(duì)齒軌車無人化升級(jí)改造進(jìn)行試驗(yàn)，通過在齒軌車前后都安裝傳感器來解決在井下不便拐彎調(diào)頭的難題。”這是12月8日，呂臨能化智能化建設(shè)工作組技術(shù)員劉杰在井下400米處，與到礦指導(dǎo)智能化建設(shè)的省通信管理局、山西焦煤集團(tuán)負(fù)責(zé)人的視頻通話。

霍州煤電呂臨能化公司是山西焦煤集團(tuán)旗下由千萬噸礦井和選煤廠、4×350MW綜合利用發(fā)電廠、17余公里鐵路專用線等組成的“煤-電-材”循環(huán)經(jīng)濟(jì)園區(qū)項(xiàng)目，基于其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，被列為全國智能礦山建設(shè)示范項(xiàng)目之一。2019年初，呂臨能化龐龐塔礦開始著手和規(guī)劃智能礦山建設(shè);當(dāng)年11月，國家應(yīng)急管理部信息研究院為龐龐塔礦編制了智能煤礦可行性研究報(bào)告。2020年7月10日，一個(gè)具有里程碑意義的日子——龐龐塔礦井下5G網(wǎng)絡(luò)最后一個(gè)基站調(diào)試成功，標(biāo)志著全國乃至全球第一張規(guī)模部署的煤礦井下5G專網(wǎng)建成，礦井智能化建設(shè)取得新進(jìn)展。

立足自身優(yōu)勢(shì)融合最新技術(shù)

“盡管煤炭生產(chǎn)采用了一些新裝備新工藝，但與其他行業(yè)相比，礦井對(duì)先進(jìn)技術(shù)的運(yùn)用相應(yīng)較少，仍存在礦工勞動(dòng)強(qiáng)度大、安全無保障等問題。”在煤礦工作近30年的呂臨能化公司董事長王欽浩，道出加快推進(jìn)智能礦山建設(shè)的“老煤炭”情結(jié)。

煤礦智能化是煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐。其根本是將人工智能、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等與現(xiàn)代煤炭開發(fā)利用深度融合，形成全面感知、實(shí)時(shí)互聯(lián)、分析決策、動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)等真正意義上的智能礦山，實(shí)現(xiàn)煤礦開采、運(yùn)輸?shù)冗^程智能化運(yùn)行。而5G這一移動(dòng)通信技術(shù)所具備的大帶寬、低時(shí)延、海量連接等突出優(yōu)勢(shì)，為打通煤礦智能化開采上下行傳輸?shù)母咚偻ǖ捞峁┛赡?，?shí)現(xiàn)礦井無人化、可視化、自動(dòng)化、智能化運(yùn)行，礦井安全生產(chǎn)水平和效率效益將全面提升。

山西焦煤作為能源革命的先行者，將呂臨能化龐龐塔礦作為智能礦山建設(shè)的樣板，按照一盤棋、一張網(wǎng)、一張圖、一朵云、一平臺(tái)對(duì)5G+智能礦山建設(shè)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃。

2020年4月15日，龐龐塔礦與聯(lián)通(山西)產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)公司簽署全國第一個(gè)5G井下商用合同，開始實(shí)施5G工程。7月10日，龐龐塔礦800米井下成功鋪就國內(nèi)井下最長的100多公里5G商用網(wǎng)絡(luò)。緊接著該礦依托5G網(wǎng)優(yōu)勢(shì)搭建起集4G、5G、NB-IoT于一體的超融合高質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)，144個(gè)5G基站在巷道內(nèi)星羅棋布，形成萬兆級(jí)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。龐龐塔礦5G+智能化礦山建設(shè)不同于其他礦井是在單一的點(diǎn)面上做文章、搞試點(diǎn)，而是以自身獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，從起步就以高起點(diǎn)、全覆蓋進(jìn)行設(shè)計(jì)，是整座礦井體系和系統(tǒng)的智能化。

“國內(nèi)煤礦智能化開采大多處在電液閥控制、記憶截割、一鍵啟停的1.0時(shí)代，龐龐塔礦的智能礦山建設(shè)實(shí)踐則融合了5G、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等最新技術(shù)，直接邁入了智能化開采的3.0時(shí)代。”呂臨能化智能化礦山項(xiàng)目建設(shè)顧問劉春平說。

確立發(fā)展目標(biāo)聯(lián)手合力打造

“發(fā)揮NB-IoT技術(shù)特點(diǎn)，進(jìn)行了傳感器無線化改造，增強(qiáng)對(duì)煤礦各場(chǎng)景的感知能力;運(yùn)用5G大帶寬提高了井下視頻感知質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了高清視頻實(shí)時(shí)采集分析;安全生產(chǎn)中心、決策指揮中心、綜合集控中心、經(jīng)營管理中心已實(shí)現(xiàn)全感知、全聯(lián)接、全智能。”華為公司5G+智能礦山建設(shè)解決方案組組長王偉，介紹了在龐龐塔礦有關(guān)全面感知技術(shù)的創(chuàng)新點(diǎn)和推進(jìn)情況。

該公司聚焦基礎(chǔ)設(shè)施、全面感知、智能控制、協(xié)同管控等智能礦山建設(shè)核心內(nèi)容，將智能礦山建設(shè)分三步完成：2020年完成基礎(chǔ)設(shè)施和全面感知系統(tǒng)建設(shè);2021年完成“五條主線+兩面”地面集中控制，井下每班減少200人;2025年廣泛采用機(jī)器人替代人，每班入井人數(shù)少于100人。

“我們正按照新焦煤建設(shè)世界一流企業(yè)目標(biāo)，已與中科院、中國礦業(yè)大學(xué)、華為公司以及知名裝備制造廠家聯(lián)手，合力打造世界領(lǐng)先、國內(nèi)一流、具有持久保持示范性的智能化礦井。”王欽浩底氣十足地說，只有將5G與大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈、云計(jì)算等有效融合，才能建成真正意義上的智能礦山。

2020年6月，華為公司將智能礦山建設(shè)作為新確立的8個(gè)新領(lǐng)域之一立項(xiàng)研發(fā)。呂臨能化順勢(shì)借“最強(qiáng)大腦”，對(duì)這座璞玉般的千萬噸礦井的智能化、智慧化應(yīng)用進(jìn)行開發(fā)。

經(jīng)濟(jì)、安全、環(huán)保等效益最大化，是智能化礦山建設(shè)的初衷。“常規(guī)新建一個(gè)采煤工作面需投入2億元左右，我們通過在原來裝備上進(jìn)行智能化指令植入來實(shí)現(xiàn)裝備智能，盡量少投入、多收益。”王欽浩說，他們正與煤機(jī)和支架等煤礦裝備制造廠家進(jìn)行溝通協(xié)調(diào)，通過對(duì)設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)實(shí)現(xiàn)智能化作業(yè)。

采掘比例失調(diào)，是煤炭生產(chǎn)系統(tǒng)的短板，其難點(diǎn)是掘進(jìn)巷道過程中要完成頂板支護(hù)，導(dǎo)致掘進(jìn)速度慢，造成采掘銜接緊張。“我們正在著力攻克用機(jī)器人支護(hù)取代人工支護(hù)等智能掘進(jìn)難題，努力使回采、掘進(jìn)都實(shí)現(xiàn)智能化。”呂臨能化安全生產(chǎn)部副部長韓曉東說。

如今，該礦井已形成一張5G傳輸網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)包括數(shù)據(jù)治理、應(yīng)用集成平臺(tái)等內(nèi)容的數(shù)據(jù)邊緣計(jì)算中心將完成搭建。

攻克問題難點(diǎn)持續(xù)保持領(lǐng)先

11月20日晚11時(shí)許，呂臨能化龐龐塔礦辦公樓10層西南角的辦公區(qū)燈火通明，十幾名年輕人正激烈討論著5G模組適配中存在的問題和破解方法。

在呂臨能化公司，經(jīng)常能看到礦上技術(shù)人員和華為技術(shù)攻堅(jiān)團(tuán)隊(duì)在挑燈夜戰(zhàn)的場(chǎng)面。該團(tuán)隊(duì)進(jìn)駐以來，礦上技術(shù)人員給他們講解煤礦采、掘、機(jī)、運(yùn)、通等礦井作業(yè)流程和安全生產(chǎn)知識(shí)，華為人員給礦上技術(shù)人員講解信息化、智能化、大數(shù)據(jù)等知識(shí)。他們白天深入井下了解實(shí)際，晚上雙向賦能優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，相互之間配合默契，開足馬力、鉚足勁頭，推動(dòng)智能化礦井建設(shè)朝著目標(biāo)沖刺。

“每天都干到晚上12點(diǎn)左右。”剛吃了晚飯，劉杰又回到辦公室開始工作。他說，齒軌車過風(fēng)門、井下主運(yùn)輸皮帶高清度自動(dòng)配煤、大物及大塊矸石識(shí)別等系列難題已被他們攻克，機(jī)器人打鉆支護(hù)等技術(shù)正在研究。

有著豐富無人駕駛項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的王偉說：“面對(duì)的問題太多了，基本上每項(xiàng)技術(shù)改造都會(huì)遇到很多問題。拿齒軌車無人化改造來說，需要解決風(fēng)門聯(lián)動(dòng)、道岔聯(lián)動(dòng)與驗(yàn)證、障礙識(shí)別與判斷等。經(jīng)過反復(fù)討論、試驗(yàn)，問題才最終得以解決。

“下一步，我們將繼續(xù)鎖定高水準(zhǔn)不斷完善推進(jìn)智能化礦山頂層設(shè)計(jì)，努力打造同類地質(zhì)條件下可復(fù)制、可推廣的智能化建設(shè)模式。同時(shí)依托5G的智能成果應(yīng)用，深化與知名科研院校、優(yōu)秀企業(yè)的戰(zhàn)略合作，組建智能化裝備的研發(fā)、制造、應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈條，打造智能礦山技術(shù)、設(shè)備、人才的輸出基地，讓龐龐塔礦的智能化持續(xù)保持領(lǐng)先。”王欽浩篤定地說。