“8302工作面，我是地面集控中心?，F(xiàn)在是否具備遠程開機條件？”

“現(xiàn)場已具備開機條件，可以授權(quán)遠程開機?！?/p>

隨著地面調(diào)度信息中心工作人員按下啟動鍵，山東能源兗州煤業(yè)鮑店煤礦8302智能化綜放工作面整套綜采機組立即啟動，隆隆的機器聲打破了地層深處的沉寂。

筆者看到，在鮑店煤礦地面智能集控中心的巨大電子顯示屏上，井下400多米深處工作面的采煤設(shè)備自動運轉(zhuǎn)，割煤、移架、放煤、推溜、運煤，一切井然有序。

鮑店煤礦地處山東濟寧，是我國自行設(shè)計施工的大型現(xiàn)代化礦井。近年來，鮑店煤礦把智能化建設(shè)作為提高礦井安全生產(chǎn)保障水平的關(guān)鍵舉措，堅持“實際、實用、實效”原則，借助云數(shù)據(jù)平臺、萬兆工業(yè)環(huán)網(wǎng)、礦井5G網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)等先進技術(shù)，深度融合智能化采煤、掘進、機電、運輸、監(jiān)測監(jiān)控等系統(tǒng)，高標準建成7302、7304和8302智能化綜放工作面，國內(nèi)首家實現(xiàn)綜放工作面智能化生產(chǎn)的常態(tài)化運行，達到“國內(nèi)一流、世界領(lǐng)先”水平。2020年12月，鮑店煤礦被確定為國家首批智能化建設(shè)示范煤礦。

打造“最強大腦”

“視頻畫面清晰，信號穩(wěn)定，實時對話流暢?！泵刻?，在鮑店煤礦指揮礦井安全高效生產(chǎn)的“最強大腦”——地面智能集控中心，礦長郭英都要與井下400米礦井安全巡檢人員進行視頻連線。據(jù)郭英介紹，“最強大腦”集安全生產(chǎn)、應急指揮、監(jiān)測監(jiān)控、經(jīng)營調(diào)度、信息化管理為一體，而且應用了全球首套礦用高可靠5G專網(wǎng)系統(tǒng)。

過去，由于技術(shù)受限，信號傳輸延時或不穩(wěn)定，極易造成危險。低延時、高網(wǎng)速、高可靠的5G技術(shù)，解決了這一難題。從2018年起，山東能源集團先后投入上億元，組建研發(fā)團隊攻關(guān)礦用5G技術(shù)，山東省也拿出上千萬元的財政資金扶持。研發(fā)團隊創(chuàng)新設(shè)計三層環(huán)型組網(wǎng)，全面提升信號傳輸?shù)目煽啃浴?020年8月，山東能源集團順利拿到礦用5G系統(tǒng)“安全標志證”。2020年10月，全球首套礦用高可靠5G專網(wǎng)系統(tǒng)在鮑店煤礦正式投入運營。

“原來（4G）的延時大概在2秒到3秒，使用5G之后，時間縮短至25毫秒左右?！滨U店煤礦調(diào)度信息中心技術(shù)主管梁慶朋介紹，在智能化綜放工作面上，分布著50多個高清攝像頭、1000多個傳感器。利用這套5G專網(wǎng)系統(tǒng)，可以將現(xiàn)場畫面、壓力、溫度等信息實時傳送到地面控制中心。

據(jù)了解，鮑店煤礦采煤工作面部署了4臺礦用5G基站，在溜頭溜尾每2臺礦用5G基站與礦用5G基站控制器之間組成環(huán)型鏈路，其中位置相同的2臺基站按照異頻部署。同時，該礦部署了礦用邊緣計算控制器，實現(xiàn)了本地業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分流，降低了數(shù)據(jù)傳輸時延，提高了系統(tǒng)組網(wǎng)可靠性。

鮑店煤礦還利用山東能源集團自主研發(fā)的高精度慣導定位導航及工作面自動取直算法系統(tǒng)，結(jié)合5G CPE將高精度慣導裝置采集到的采煤機姿態(tài)、位置等參數(shù)，以及5G高清攝像儀采集的現(xiàn)場音頻、視頻等信息，高速率、高可靠性、低時延回傳至采煤控制中心以及礦調(diào)度指揮中心，為實現(xiàn)采煤工作面三機一架的有序協(xié)同聯(lián)動和連續(xù)高效作業(yè)提供了技術(shù)支撐。

“借助5G專網(wǎng)，依托‘最強大腦’，工作人員在地面平臺就可以遠程操控地下幾百米的采煤設(shè)備，實現(xiàn)無人智能化開采?！绷簯c朋介紹，采煤機主控系統(tǒng)配置SGC模塊，實現(xiàn)了包括端頭三角煤在內(nèi)全工藝段的記憶截割，記憶截割率達93%以上；及時調(diào)整優(yōu)化跟機移架程序，自動跟機率達90%以上；時序控制自動放煤采用自動一刀一放、人工兩刀一補方式，每刀自動兩輪放煤量達75%。

如今，礦工不再需要親自去操作設(shè)備，只需拿著遙控器，進行巡檢視檢。大部分時間，開采設(shè)備都是在自動化運行，只有出現(xiàn)異常情況時，礦工才需要去處理。

礦工不僅脫離了高粉塵的工作環(huán)境，擺脫了高強度的體力勞動，而且極大保障了人身安全。

抓牢設(shè)備升級的“牛鼻子”

“裝備升級是引領(lǐng)智能開采的原動力，要讓智慧礦山展現(xiàn)‘真功夫’，裝備升級這個‘牛鼻子’必須得抓牢?！惫⒄J為。

按照山東能源集團打造安全、綠色、智能、高效“四型”礦井的要求，鮑店煤礦制定了智能化礦井建設(shè)實施方案，選擇配備國內(nèi)外最先進智能裝備，縱深推進數(shù)字化礦井建設(shè)，高質(zhì)量建成了集全面實時感知、集約融合共享、高效協(xié)同運行的綜合信息管控系統(tǒng)，智能化集控中心，5G+萬兆環(huán)網(wǎng)等，打造了“自動控制為主，人工干預為輔”的智能化生產(chǎn)新模式，礦井各系統(tǒng)智能化建設(shè)水平實現(xiàn)大幅提升。

該礦堅持以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和礦山物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合礦井生產(chǎn)系統(tǒng)、環(huán)境安全、精確定位等系統(tǒng)，充分應用大數(shù)據(jù)融合分析、預測預警、綜合自動化三維展示、三維GIS-全息地質(zhì)模型構(gòu)建等功能，構(gòu)建形成了全面感知、實時互聯(lián)、動態(tài)預測、協(xié)同控制的綜合信息管控平臺，實現(xiàn)了多部門、多專業(yè)、多層面集中應用，交互共享和決策支持，以及智能操控與協(xié)同聯(lián)動控制，有效提升了礦井綜合管理效率。

該礦積極打造數(shù)字化輔助運輸交通系統(tǒng)，高效采用單軌吊、膠輪車等運輸裝備，全力打造了地面裝車至采掘工作面料場的“一站式”直達運輸模式。實現(xiàn)了人員入井后，乘坐膠輪車至各智能化綜放工作面“半小時”工作圈，節(jié)省了體力和時間，每年創(chuàng)效500余萬元。

同時，該礦深入實施機電系統(tǒng)自動化、智能化升級改造，實現(xiàn)了重點區(qū)域和關(guān)鍵崗位的遠程控制、無人值守、動態(tài)巡檢。其中，井下供配電系統(tǒng)實現(xiàn)了無人值守、運行監(jiān)視、故障分析，以及遙測、遙信、遙控、遙調(diào)“四遙”功能；排水系統(tǒng)實現(xiàn)了無人值守、遠程數(shù)字傳輸、地面集中可視化監(jiān)控；主煤流運輸系統(tǒng)實現(xiàn)了設(shè)備點檢、誤入報警、專家智能決策、語音互聯(lián)互通等功能，井下11條主運膠帶及5臺給煤機全部實現(xiàn)了遠程集控。

“現(xiàn)在，我們通過裝備升級，實現(xiàn)了減員提效、安全高效的目標。”鮑店煤礦采煤副礦長徐長厚介紹說，單軌吊運輸系統(tǒng)的應用，創(chuàng)下了國內(nèi)單軌吊遠距離、大坡度、整體支架安全直達運輸?shù)榷鄠€紀錄；自動雙臂錨桿鉆車的應用，使支護效率提升了30%以上；智能化開采的應用，使綜放工作面生產(chǎn)人員由原來的每班14人至16人減少到現(xiàn)在的7人，減少用工50%以上。

全面升級智能化管理系統(tǒng)

在鮑店煤礦礦燈房，準備下井的職工只需要通過“便攜儀智能化管理系統(tǒng)”刷個臉，就能快速地獲取屬于自己的下井裝備。

在現(xiàn)場筆者看到，這套“便攜儀智能化管理系統(tǒng)”由很多類似超市儲物柜一樣的柜子組成，工人只需要找到屬于自己的柜子，然后通過刷臉、刷卡等方式開箱，就可以快速領(lǐng)取下井的裝備。

“現(xiàn)在，職工領(lǐng)礦燈和自救器再不用排隊等待了，節(jié)約了不少時間?！滨U店煤礦副礦長駱建營說。依托智慧化園區(qū)系統(tǒng)，職工可通過刷臉方式實現(xiàn)考勤、用餐、出入礦井，以及領(lǐng)取工作服、便攜儀、礦燈等“一站式”服務(wù)。

鮑店煤礦堅持“專業(yè)融合、數(shù)據(jù)共享”原則，利用互聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)，全面建成了集智能考勤、智能消費、智能發(fā)放為一體的智慧化園區(qū)系統(tǒng)，以及集煤炭生產(chǎn)、設(shè)備運行、生產(chǎn)調(diào)度、人員定位、安全監(jiān)測等一體化綜合信息管控平臺，實現(xiàn)了統(tǒng)一場景下各系統(tǒng)運行狀態(tài)的集中展示與實時管理，為設(shè)備遠程操控、數(shù)據(jù)智能分析、精準監(jiān)測預警、科學合理調(diào)度等提供了保障。

“人員精確定位系統(tǒng)應用UWB技術(shù)，定位精度達0.3米，實現(xiàn)了井下人員數(shù)量、作業(yè)區(qū)域和行走軌跡實時查詢；安全監(jiān)控系統(tǒng)應用綜合分站、新型電源、激光甲烷傳感器等設(shè)備，可實時監(jiān)測井下有害氣體濃度、環(huán)境參數(shù)和機電設(shè)備運行狀態(tài)。”郭英說。

據(jù)了解，通過每個人身上的定位儀，監(jiān)控中心可以實時監(jiān)控井下的所有情況。井下候車室有多少人，各個工作面內(nèi)多少人在工作，甚至這些人屬于哪些單位、叫什么名字，都清楚地顯示在實時監(jiān)控的LED顯示屏上。

梁慶朋告訴筆者，在2021年9月18日的礦井頂板事故演練中，該礦利用應急協(xié)調(diào)指揮系統(tǒng)，安全監(jiān)控、人員精確定位、語音廣播等多系統(tǒng)鏈路融合，僅用時3分鐘就通知到井下作業(yè)區(qū)域的所有人員。

同時，鮑店煤礦搭建了沖擊地壓預警平臺，建成了沖擊地壓監(jiān)測預警中心，實現(xiàn)了礦井各監(jiān)測設(shè)備數(shù)據(jù)和工作狀態(tài)綜合展示、實時更新和統(tǒng)一管理；安裝了井下采掘作業(yè)區(qū)域精確定位系統(tǒng)、井口智能安檢系統(tǒng)、智能化礦燈便攜儀無人值守發(fā)放系統(tǒng)等，全面升級了人員智能化管理系統(tǒng)。

瞄準“高端智庫”

在鮑店煤礦辦公樓西側(cè)，有座不起眼的藍色小樓，被礦區(qū)職工家屬親切地稱為“大師的搖籃”。

這座藍色小樓是鮑店煤礦2015年4月在煤炭系統(tǒng)首家建成的“大眾創(chuàng)新、全員創(chuàng)效”基地，被評為“山東省技師工作站”。

這里設(shè)有山東能源集團勞模（技能大師）創(chuàng)新工作室10個、礦智能化生產(chǎn)創(chuàng)新工作室1個、“兗礦工匠之星”創(chuàng)新工作室1個，其中3個被評為煤炭行業(yè)技能大師創(chuàng)新工作室。

該基地成立以來，累計完成了創(chuàng)新創(chuàng)效項目2600余個，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益。其中，《瓦斯異常區(qū)瓦斯與煤自燃耦合規(guī)律及協(xié)同預控技術(shù)》等13項科技成果獲得了省部級以上科技進步獎、技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)秀成果獎；《特厚煤層大斷面巷道頂煤連續(xù)化高效控制關(guān)鍵技術(shù)及應用》等14項成果達到了行業(yè)國際先進水平；25項專利獲得了國家知識產(chǎn)權(quán)局授權(quán)。2018年10月，“智慧煤流運輸系統(tǒng)創(chuàng)新項目”參加全國“雙創(chuàng)周”展演。

為打造智能化建設(shè)“高端智庫”，鮑店煤礦將智能開采與創(chuàng)新人才培養(yǎng)相結(jié)合，在綜采二區(qū)精挑細選出20名業(yè)務(wù)技能熟練、綜合素質(zhì)高的大專以上學歷職工，成立了大學生班組。

據(jù)了解，大學生班組自成立以來，在智能開采中積極發(fā)揮青年先鋒作用。

在智能化工作面調(diào)試期間，支架工謝添發(fā)揮專業(yè)優(yōu)勢，主動鉆研，上網(wǎng)對比資料進行模擬試驗，修改支架自動跟機時間、范圍以及工藝觸發(fā)位置。最終，謝添成功優(yōu)化了自動割三角煤支架收護幫和插板的配置，有效降低了設(shè)備損壞率，減輕了對頂板的破壞。

“大學生班組每個人的學習能力都很強，他們利用一切機會，主動與區(qū)隊技術(shù)員交流，把智能開采中遇到的難題逐個攻破，這種學習精神有效帶動了全區(qū)比學趕幫超的氛圍，推進了智能化開采的全面應用?！本C采二區(qū)區(qū)長王彥明說。

敢為人先、敢打硬仗，這支年輕的隊伍率先“操刀”試驗自動放煤和自動割三角煤程序。他們發(fā)揮多面手、一專多能優(yōu)勢，從操作支架、智能操作、檢修維修等入手，承擔了新工藝在智能化綜放工作面的試驗應用推廣工作，收到了良好的效果。

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