大型露天煤礦智能化建設(shè)的“準(zhǔn)能探索”

文/杜善周

（作者系國(guó)能準(zhǔn)能集團(tuán)黨委書記、董事長(zhǎng)）

以更高站位、更大力度、更實(shí)舉措，推動(dòng)煤礦智能化建設(shè)提檔升級(jí)，為全國(guó)露天煤礦智能化建設(shè)貢獻(xiàn)“準(zhǔn)能智慧”、提供“準(zhǔn)能方案”

煤炭行業(yè)作為我國(guó)重要的傳統(tǒng)能源行業(yè)，是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，其智能化建設(shè)直接關(guān)系到我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)智能化的進(jìn)程，對(duì)提升煤礦安全生產(chǎn)水平、保障煤炭穩(wěn)定供應(yīng)具有重要的意義。國(guó)家能源集團(tuán)積極落實(shí)國(guó)家相關(guān)要求，在行業(yè)內(nèi)率先發(fā)布《煤礦智能化建設(shè)指南》，快速啟動(dòng)包括準(zhǔn)能集團(tuán)黑岱溝露天煤礦在內(nèi)的九個(gè)國(guó)家首批智能化示范煤礦建設(shè)，全面推進(jìn)煤礦智能化建設(shè)。

作為國(guó)家能源集團(tuán)的骨干企業(yè)，準(zhǔn)能集團(tuán)主動(dòng)扛起保障國(guó)家能源安全和穩(wěn)定供應(yīng)的重大職責(zé)，自覺擔(dān)當(dāng)大型露天煤礦科技創(chuàng)新策源地的使命，在制定煤礦智能化建設(shè)頂層設(shè)計(jì)、攻克設(shè)備智能化關(guān)鍵核心技術(shù)、打造煤礦智能化建設(shè)標(biāo)桿工程等方面，全面布局煤礦智能化技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，為全國(guó)大型露天煤礦智能化建設(shè)發(fā)揮了重要引領(lǐng)作用。

明晰整體規(guī)劃，科學(xué)謀劃智能化建設(shè)任務(wù)

智能化建設(shè)不是一蹴而就的，是一個(gè)不斷發(fā)展進(jìn)步的過程。其發(fā)展不僅受制于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等科技的發(fā)展進(jìn)步，同時(shí)還受煤炭資源賦存條件、工藝方法、地理位置、現(xiàn)有信息化水平等因素的制約。多種模式并存是當(dāng)前煤礦智能化的發(fā)展途徑，因礦施策、示范先行是當(dāng)前煤礦智能化建設(shè)方法。

準(zhǔn)能集團(tuán)以國(guó)家能源集團(tuán)“一個(gè)目標(biāo)、三型五化、七個(gè)一流”總體發(fā)展戰(zhàn)略為引領(lǐng)，在推動(dòng)“1217”發(fā)展規(guī)劃落地實(shí)施進(jìn)程中，著力打造“智慧準(zhǔn)能”，大力建設(shè)智能礦山。成立了智能礦山建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組，組建專業(yè)機(jī)構(gòu)，從技術(shù)、人員、資金、措施和完成時(shí)限等方面，對(duì)智能礦山建設(shè)總體實(shí)施計(jì)劃進(jìn)行統(tǒng)籌研究和安排部署。主動(dòng)請(qǐng)纓承擔(dān)國(guó)家重大科技項(xiàng)目，聚焦物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、北斗+5G通信、人工智能等技術(shù)與煤炭開采的深度融合，規(guī)劃出一條“單機(jī)裝備智能控制、多機(jī)裝備智能協(xié)同、管理系統(tǒng)交互集成”為核心的煤礦智能化建設(shè)之路。

同時(shí)，遵循國(guó)家能源集團(tuán)《煤礦智能化建設(shè)指南》初、中、高三級(jí)智能化建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)智能化采煤、智能化采剝、智能化穿爆、智能化選煤等初、中、高級(jí)建設(shè)內(nèi)容進(jìn)行規(guī)劃：到2022年實(shí)現(xiàn)選煤廠100%智能化、固定崗位100%無人值守、煤礦智能化技術(shù)及建設(shè)100%覆蓋；2025年將建成包含25臺(tái)智能電鏟、200臺(tái)智能卡車、1000臺(tái)智能輔助設(shè)備的多設(shè)備集群智能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全面感知、實(shí)時(shí)互聯(lián)、分析決策、自主學(xué)習(xí)、動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)、協(xié)同控制，擁有統(tǒng)一高速網(wǎng)絡(luò)、統(tǒng)一管控平臺(tái)、統(tǒng)一數(shù)據(jù)中心、多元化應(yīng)用系統(tǒng)的大規(guī)模、高水平的世界一流樣板智能露天煤礦。

勇于先行先試，精準(zhǔn)發(fā)力設(shè)備智能化攻堅(jiān)

大型露天煤礦智能化的關(guān)鍵在設(shè)備、核心在智能。這就需要裝備制造企業(yè)、科研單位從設(shè)計(jì)之初就介入整個(gè)智能化建設(shè)中，提供全生命周期的技術(shù)支持，延伸智能設(shè)備制造產(chǎn)業(yè)鏈，從主要提供產(chǎn)品向提供產(chǎn)品與服務(wù)轉(zhuǎn)變、向提供整體解決方案轉(zhuǎn)變，推動(dòng)制造與服務(wù)協(xié)同發(fā)展。

準(zhǔn)能集團(tuán)以生產(chǎn)實(shí)際需求為根本，以單機(jī)裝備、專業(yè)系統(tǒng)智能化為突破點(diǎn)，先行先試，加強(qiáng)與中煤科工、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)、華為、航天重工等科技領(lǐng)先企業(yè)的戰(zhàn)略合作，建立深度協(xié)同機(jī)制，利用新技術(shù)、新工藝、新材料，對(duì)公司智能化技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)合研發(fā)攻關(guān)。

應(yīng)用航測(cè)無人機(jī)、多角度高清相機(jī)、激光雷達(dá)等設(shè)備，以攝影測(cè)繪和激光點(diǎn)云測(cè)繪相結(jié)合的方式，對(duì)露天礦采區(qū)進(jìn)行智能勘查，并建立三維礦山模型，實(shí)現(xiàn)采區(qū)地質(zhì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)精準(zhǔn)更新；采用國(guó)內(nèi)獨(dú)有的拋擲爆破工藝，運(yùn)用拋擲爆破設(shè)計(jì)軟件、北斗定位和智能布孔系統(tǒng)、炮孔智能測(cè)量機(jī)器人、炸藥混裝車智能裝藥和智能爆破等技術(shù)及系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了爆破設(shè)計(jì)、布孔、穿孔、炮孔測(cè)量、裝藥、起爆等環(huán)節(jié)智能化；智能卡車運(yùn)輸采用無人駕駛數(shù)字孿生系統(tǒng)，建立與真實(shí)礦區(qū)場(chǎng)景1：1的仿真模型，采用激光雷達(dá)、視覺攝像機(jī)等多種感知融合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)卡車智能無人運(yùn)輸；智能礦用機(jī)器人覆蓋輪胎拆裝、大型結(jié)構(gòu)件焊修、部件更換、智能巡檢等項(xiàng)目，大幅提升了操作人員的安全性；采用步進(jìn)頻率連續(xù)波等多項(xiàng)國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)，對(duì)露天礦邊坡進(jìn)行24小時(shí)“鷹眼式”實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為安全生產(chǎn)提供了有力保障。技術(shù)裝備研發(fā)、專業(yè)化智能系統(tǒng)的應(yīng)用，為準(zhǔn)能煤礦智能化建設(shè)提供了支撐條件。

聚焦前沿技術(shù)，加速布局新型基礎(chǔ)設(shè)施

露天煤礦是一個(gè)復(fù)雜的全流程系統(tǒng)，生產(chǎn)、安全、經(jīng)營(yíng)、機(jī)電、技術(shù)系統(tǒng)部署層次多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。智能化露天礦山建設(shè)是各系統(tǒng)各組成環(huán)節(jié)全面升級(jí)轉(zhuǎn)型的過程，智能化不僅體現(xiàn)在“單一部件、單機(jī)設(shè)備、單一系統(tǒng)”上，更主要的是要實(shí)現(xiàn)“跨部件、跨設(shè)備、跨環(huán)節(jié)、跨系統(tǒng)、跨業(yè)務(wù)范疇”的全局化信息的交互和高效應(yīng)用。5G高帶寬+低時(shí)延+廣連接的技術(shù)特性為實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)革新提供了契機(jī)。

準(zhǔn)能集團(tuán)以職工中心區(qū)至兩礦的140G雙環(huán)網(wǎng)為基礎(chǔ)，進(jìn)一步部署5G基站，推進(jìn)所有辦公區(qū)域、礦區(qū)4G、5G專網(wǎng)的全覆蓋。應(yīng)用5G核心網(wǎng)本地部署，SA組網(wǎng)架構(gòu)一步到位，嚴(yán)格保證核心網(wǎng)安全、可靠，同時(shí)運(yùn)用5G超級(jí)上行技術(shù)，確保所建專網(wǎng)滿足30G以上流量的流轉(zhuǎn)能力，滿足露天礦山智能化運(yùn)營(yíng)對(duì)于容量、時(shí)延、數(shù)據(jù)安全的需求。

與中國(guó)電信組成聯(lián)合創(chuàng)新體，以“5G+智慧礦山聯(lián)合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室”為載體，引入鴻蒙、數(shù)據(jù)中心、大數(shù)據(jù)、AI等領(lǐng)先的ICT技術(shù)，在卡車無人駕駛、設(shè)備遠(yuǎn)程控制、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)交互上發(fā)力，推進(jìn)解決特大型露天煤礦5G網(wǎng)絡(luò)部署和應(yīng)用的相關(guān)難點(diǎn)和問題，推進(jìn)“5G+無人駕駛、遠(yuǎn)程控制”等規(guī)模化場(chǎng)景應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)最大型5G露天煤礦智慧化轉(zhuǎn)型。

同時(shí)，準(zhǔn)能集團(tuán)以業(yè)務(wù)深度融合、系統(tǒng)高效集成為目標(biāo)，建設(shè)覆蓋煤礦安全、生產(chǎn)、調(diào)度、運(yùn)營(yíng)等業(yè)務(wù)領(lǐng)域的一體化綜合管控平臺(tái)，建設(shè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中心，構(gòu)建礦區(qū)全局?jǐn)?shù)據(jù)視圖，提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)計(jì)算分析能力，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源化管理，支撐傳統(tǒng)業(yè)務(wù)應(yīng)用和智能化業(yè)務(wù)應(yīng)用；建設(shè)露天煤礦穿爆、采掘、運(yùn)輸、洗選、災(zāi)害預(yù)警和生產(chǎn)輔助等應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)生產(chǎn)自動(dòng)化和智能化；建設(shè)公司生產(chǎn)、安全、經(jīng)營(yíng)、技術(shù)、設(shè)備等管理領(lǐng)域的信息系統(tǒng)，做到原煤生產(chǎn)、洗選裝車、矸石發(fā)電、輔助生產(chǎn)等全產(chǎn)業(yè)鏈的一體化管理和智慧化運(yùn)營(yíng)。

長(zhǎng)風(fēng)破浪會(huì)有時(shí)，直掛云帆濟(jì)滄海。準(zhǔn)能集團(tuán)勇?lián)逻M(jìn)、積極探索、以智賦能，在創(chuàng)新發(fā)展中不斷前行，大型露天煤礦智能化建設(shè)“準(zhǔn)能模式”成效初步呈現(xiàn)。下一步，準(zhǔn)能集團(tuán)將立足于國(guó)家首批智能化示范煤礦——黑岱溝露天礦，以及國(guó)家能源集團(tuán)智能化建設(shè)示范單位——黑岱溝露天煤礦、哈爾烏素露天煤礦及配套選煤廠，緊緊抓住“智能化建設(shè)”這個(gè)關(guān)鍵變量，推動(dòng)創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈在大型露天煤礦、重型工程裝備企業(yè)、通信企業(yè)等科技研發(fā)領(lǐng)域深度應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)，加快形成更多“從0到1”的重大原創(chuàng)科技成果，以更高站位、更大力度、更實(shí)舉措，推動(dòng)煤礦智能化建設(shè)提檔升級(jí)，為全國(guó)露天煤礦智能化建設(shè)貢獻(xiàn)“準(zhǔn)能智慧”、提供“準(zhǔn)能方案”。