近日，國家能源集團印發(fā)《煤礦智能化建設指南（試行）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《指南》）?！吨改稀钒ňっ旱V、露天煤礦、選煤廠(chǎng)三部分及配置建議表，重點(diǎn)介紹了智能化采煤、智能化掘進(jìn)、智能化采剝、智能化穿爆、智能化選煤廠(chǎng)等初級、中級、高級建設內容。

一直以來(lái)，國家能源集團致力于煤礦智能化頂層設計，成立煤礦智能化建設辦公室，負責統籌協(xié)調、經(jīng)驗共享、檢查督導、年度考核等工作。各涉煤子分公司作為智能化建設工作的主體單位，負責建立組織機構、逐級落實(shí)責任、健全考核機制、建設人才體系，全面推進(jìn)煤礦智能化建設工作。

截至2021年1月底，國家能源集團16個(gè)智能化煤礦示范工程已開(kāi)工建設；智能化采煤工作面已建成25個(gè)，計劃年底建成65個(gè)；智能化掘進(jìn)工作面已建成10個(gè)，計劃年底建成43個(gè)；智能化選煤廠(chǎng)已建成5個(gè)，計劃年底建成19個(gè)；5個(gè)露天煤礦已開(kāi)展無(wú)人駕駛礦用卡車(chē)現場(chǎng)測試，1個(gè)露天煤礦已實(shí)現5臺220噸無(wú)人駕駛礦用卡車(chē)編組重載運行；已研發(fā)應用5類(lèi)21種煤礦機器人。

神東礦區：全面對標世界一流

在神東榆家梁煤礦43101薄煤層智能綜采工作面，巡檢機器人來(lái)回穿梭，國家能源集團神東煤炭集團總經(jīng)理王存飛在現場(chǎng)詳細介紹實(shí)現自主智能割煤的“秘密武器”——三維激光掃描巡檢機器人。

“這種機器人通過(guò)智能攝像頭、慣性導航系統、三維激光掃描裝置，可以替代煤機司機的眼、耳、皮膚，實(shí)時(shí)監測和準確記錄工作面煤層地質(zhì)變化和煤機、支架的運行軌跡?！蓖醮骘w說(shuō)，“它的最大巡檢速度可達每分鐘60米，10分鐘內可完成工作面的掃描。通過(guò)對比工作面各項數據采集和智能分析，自主制定未來(lái)10刀煤的割煤策略，從而實(shí)現自主智能割煤?！?/p>

井工煤礦綜采工作面智能開(kāi)采是國內外煤炭行業(yè)長(cháng)期的研究方向，但受煤層賦存變化大、探測手段少、物探精度低，尤其是煤巖識別技術(shù)長(cháng)期無(wú)法突破，導致無(wú)法精確預測回采方向煤層情況，綜采智能化只能局限在記憶割煤的技術(shù)上。

面對這一挑戰，國家能源集團開(kāi)創(chuàng )性地提出“基于精確三維地質(zhì)模型和掃描構建工作面絕對坐標數字模型的自主智能割煤技術(shù)”，即通過(guò)預知煤層變化趨勢，識別出工作面當前精確的坐標信息，采煤機可根據煤層分布情況自動(dòng)調節采高，實(shí)現了沿煤層的自主割煤，并在神東榆家梁煤礦43101薄煤層智能綜采工作面成功應用，解決了長(cháng)期困擾智能化開(kāi)采的煤巖無(wú)法識別難題。

榆家梁煤礦通過(guò)綜采工作面智能化建設，支架跟機拉架自動(dòng)化率達到90%以上，人工干預率降低到10%以下。采煤機人工干預頻次降低到2次/分。

神東上灣煤礦12306綜采工作面應用了成套設備的智能控制平臺、設備故障預警以及專(zhuān)家決策平臺、巡檢機器人、設備速度自適應控制技術(shù)、設備集中自動(dòng)注油技術(shù)、自移機尾自動(dòng)化等，實(shí)施了設備集中控制和預警、專(zhuān)家決策、煤巖識別、安全供電、礦壓監測等多種智能信息化管理，智能工作面集中控制系統全部實(shí)現了國產(chǎn)化。

為確保各類(lèi)機電設備的通信接口協(xié)議的一致性和兼容性，國家能源集團從集團層面制定并發(fā)布機電設備通信接口協(xié)議，通過(guò)協(xié)議的推廣應用，加快了設備改造的進(jìn)度，降低了數據集成的難度，提高了通信的實(shí)時(shí)性及可靠性，實(shí)現了多品牌機電設備間的互聯(lián)互通。

如今，上灣煤礦利用無(wú)線(xiàn)遙控及遠程干預技術(shù)，實(shí)現了控制臺電工、機頭看護工、自移機尾司機三崗合一，減少生產(chǎn)人員19人，創(chuàng )造了單個(gè)工作面最高日產(chǎn)5.84萬(wàn)噸、最高月產(chǎn)146萬(wàn)噸的新紀錄。

目前，國家能源集團在神東礦區建成了全國首個(gè)億噸礦區中央智能生產(chǎn)控制指揮中心，實(shí)現了對五礦六井全部系統的集中控制、關(guān)聯(lián)分析、故障診斷與決策管理，集中控制范圍達620平方公里，打造了國內首個(gè)億噸級智能礦區。

據悉，神東煤炭集團目前已制定了《創(chuàng )建世界一流示范企業(yè)行動(dòng)方案》，設定了45項指標，明確了路線(xiàn)圖和時(shí)間表；確定了對標世界一流管理的32項內容、27個(gè)標桿對象、69項主要差距、68項提升目標和108項具體措施；啟動(dòng)了智能礦山、機器人研發(fā)與應用等5個(gè)重點(diǎn)項目；取得了中低階煤層瓦斯含量精準測定技術(shù)、8.8米一次采全高成套綜采設備及開(kāi)采技術(shù)、6000米可伸縮單點(diǎn)驅動(dòng)膠帶機等18項全球領(lǐng)先水平的一流業(yè)績(jì)。

寧煤礦區：創(chuàng )造條件推進(jìn)智能化

鼠標輕輕一點(diǎn)，轉載機、采煤機依次啟動(dòng)記憶割煤，支架自動(dòng)跟機移架、推溜、降架、護幫一氣呵成，智能采煤系統源源不斷地將煤炭輸送到地面……這是寧夏首個(gè)常態(tài)化智能開(kāi)采工作面——國家能源集團寧夏煤業(yè)棗泉煤礦220704工作面作業(yè)的場(chǎng)景。

“220704智能化采煤工作面攻克了大傾角智能化開(kāi)采過(guò)程中防止支架‘上竄下滑’的自動(dòng)控制等技術(shù)難題。自2020年3月開(kāi)始實(shí)現了常態(tài)化應用，跟機率為91.6%，記憶截割率為94.9%?！睏椚V副礦長(cháng)張曉龍說(shuō)。

與神東礦區不同，寧夏煤業(yè)所轄14對礦井地質(zhì)條件各異，水、火、瓦斯、煤塵、頂板、地熱、動(dòng)壓七害俱全，并且經(jīng)常會(huì )遇到大傾角開(kāi)采，生產(chǎn)中又面臨采掘失調，同時(shí)艱苦崗位招工越來(lái)越難，職工老齡化矛盾凸顯。

“沒(méi)條件也要創(chuàng )造條件上智能化，把職工從危險的作業(yè)環(huán)境中解放出來(lái)?！睂幭拿簶I(yè)領(lǐng)導班子成員達成共識。

“寧夏煤業(yè)的智能化從一開(kāi)始就沒(méi)有追求高大上，而是從解決工作面綠色安全高效開(kāi)采的最根本問(wèn)題著(zhù)手?！睏椚V副總工程師馬昆說(shuō)。

2013年至今，寧夏煤業(yè)已累計建成20個(gè)自動(dòng)化采煤工作面。2020年，棗泉煤礦、羊場(chǎng)灣煤礦二分區、任家莊煤礦分別有一個(gè)工作面在15度左右傾角下，采煤機記憶截割率、支架跟機移架率都達90%以上。梅花井煤礦111801工作面在26度傾角下，支架跟機移架率達100%。

作為寧夏及國家能源集團智能礦山示范建設工程，金鳳煤礦通過(guò)“工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)+總線(xiàn)+無(wú)線(xiàn)”的混合架構組網(wǎng)，讓井上井下多媒體綜合信息雙向、實(shí)時(shí)、高效、可靠傳輸，礦井有了“千里眼”和“順風(fēng)耳”。

據悉，寧夏煤業(yè)在國內率先研發(fā)了單向開(kāi)采自動(dòng)化連續推進(jìn)技術(shù)、智能控制優(yōu)化“單向進(jìn)刀”開(kāi)采控制工藝，提高遠程干預的準確性和效率；平均開(kāi)采速度達到6.3米/分鐘，日最高產(chǎn)量達到1.17萬(wàn)噸；首次應用了工作面全景視頻拼接、“有線(xiàn)+無(wú)線(xiàn)”一網(wǎng)到底的智能控制技術(shù)；創(chuàng )新打造了工作面高清可視化技術(shù)體系，實(shí)現了攝像儀的自清潔、自清洗，解決了動(dòng)態(tài)生產(chǎn)情況下可視化操作的難題。

露天礦區：多場(chǎng)景應用新技術(shù)

“露天煤礦智能開(kāi)采要通過(guò)持續優(yōu)化生產(chǎn)工藝設計和生產(chǎn)裝備，實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程的高效協(xié)同智能作業(yè)?！睖誓芄枮跛芈短烀旱V機電副礦長(cháng)郭安斌說(shuō)。

2020年9月25日，在國家能源集團準能集團黑岱溝露天煤礦礦坑下，編號為508的930E礦用卡車(chē)勻速行駛在1200平盤(pán)道路上。駕駛室里，方向盤(pán)自動(dòng)旋轉、調整，車(chē)輛安然駛向前方。無(wú)人駕駛礦用卡車(chē)在準能集團正逐漸變成現實(shí)。

不久前，內蒙古呼倫貝爾氣溫達到零下30多攝氏度，在這種嚴寒天氣下，在國家能源集團大雁公司（神寶能源）寶日希勒露天煤礦生產(chǎn)現場(chǎng)，世界首個(gè)極寒工況5G+220噸無(wú)人駕駛礦用卡車(chē)空載最高運行車(chē)速達到38千米/時(shí)，較有人駕駛的30千米/時(shí)提升了26.7%，重載速度達到32千米/時(shí)，并向預定目標40千米/時(shí)推進(jìn)。5臺無(wú)人駕駛礦用卡車(chē)在智能調度平臺的統一管理下，與電鏟、推土機等設備編組協(xié)同高效運轉，同時(shí)每臺無(wú)人駕駛礦用卡車(chē)均安裝了耐低溫裝置與傳感器，具備在極寒天氣下作業(yè)的能力。

這是國家能源集團新技術(shù)多場(chǎng)景研發(fā)應用的一個(gè)縮影。

國家能源集團將神寶露天礦原有卡調系統、超速預警系統、監控系統整合為統一平臺；對現有車(chē)載安保設備進(jìn)行整合改造，增設道路交通監控設備，研發(fā)終端安全管控軟件平臺；采集多源異構數據進(jìn)行統一分析管理；將安保系統與調度系統整合為一套主機兩塊屏幕，實(shí)現了防碰撞預警、盲區監控、駕駛員行為分析等功能；形成了統一的集團露天煤礦礦用車(chē)輛安保系統的整合升級改造實(shí)施標準，開(kāi)發(fā)統一的礦用安全生產(chǎn)調度指揮平臺，形成了露天煤礦建設的標準。

準能集團利用數字礦山項目新建或整合了60多個(gè)信息系統，形成了集中統一的“數據中心”，做到了數據的共享和高效利用，實(shí)現了公司生產(chǎn)、安全、經(jīng)營(yíng)、機電、技術(shù)等各個(gè)管理領(lǐng)域的信息化全覆蓋。

在此基礎上，準能集團在露天煤礦的穿、采、運、排各個(gè)環(huán)節，建設了自動(dòng)采集、監測和智能調度等系統，初步實(shí)現了原煤生產(chǎn)、洗選裝車(chē)、鐵路運輸、矸石發(fā)電、輔助生產(chǎn)等全產(chǎn)業(yè)鏈的一體化聯(lián)動(dòng)管理，實(shí)現生產(chǎn)現場(chǎng)無(wú)人或少人，作業(yè)人員減少350人；大型設備的利用效率提升3%，物料消耗成本降低2元/噸。

此外，國家能源集團還建立了露天煤礦數據標準化體系，通過(guò)統一的數據中心，將采礦設計、原煤生產(chǎn)、洗選裝車(chē)以及應急指揮、決策支持等業(yè)務(wù)整合，實(shí)現一體化數據管理。管理人員使用大數據分析系統，縱向分析露天煤礦內部各生產(chǎn)環(huán)節的影響，橫向分析煤炭洗選、設備維修等環(huán)節的關(guān)聯(lián)影響，可以做到快速準確地決策與處置。同時(shí)，以每天鐵路運輸的要車(chē)計劃為依據，指導煤炭洗選、倉儲和裝車(chē)，以及原煤生產(chǎn)環(huán)節的實(shí)時(shí)調整，實(shí)現了煤炭全產(chǎn)業(yè)鏈一體化聯(lián)動(dòng)管理。

選煤廠(chǎng)：開(kāi)創(chuàng )“黑燈無(wú)人”時(shí)代

通過(guò)智能化改造與應用，神東上灣選煤廠(chǎng)發(fā)生了重大的生產(chǎn)變革。

該廠(chǎng)的技術(shù)管理員張新元用4個(gè)轉變來(lái)描述：“區域巡視向無(wú)人值守轉變、調度室集中控制向移動(dòng)集中控制轉變、人工數據采集向系統自動(dòng)采集轉變、運行狀態(tài)由經(jīng)驗分析向大數據智能分析轉變?！?/p>

上灣選煤廠(chǎng)裝車(chē)車(chē)間職工武美榮的雙手再也不用高度緊張地工作在裝車(chē)操作臺前，自開(kāi)發(fā)應用智能裝車(chē)系統后，她只需要根據裝車(chē)數量，設置好參數，就可以實(shí)現自動(dòng)裝車(chē)。

如今，該廠(chǎng)建立了涵蓋洗選生產(chǎn)工藝全過(guò)程的數字化模型，構建了智能決策系統，并進(jìn)一步打造了智能加藥、無(wú)人裝車(chē)、煤泥水智能處理等多個(gè)輔助環(huán)節智能系統，建成了全國智能化水平最高的智能洗煤廠(chǎng)，開(kāi)創(chuàng )了“黑燈無(wú)人”洗煤廠(chǎng)的先河。

寧夏煤業(yè)各個(gè)洗煤廠(chǎng)已經(jīng)實(shí)現所有設備遠程一鍵集中啟停車(chē)，生產(chǎn)工藝環(huán)節各單元設備智能化運行。

洗煤廠(chǎng)生產(chǎn)車(chē)間內，區域巡檢人員兩人一組，全面取代了現場(chǎng)設備崗位操作人員。再也看不到工人人工挑選矸石的“熱鬧”場(chǎng)景，取而代之的是各廠(chǎng)生產(chǎn)廠(chǎng)房?jì)?，各種設備在穩定運行，智能加藥、無(wú)人裝車(chē)……陣陣機器轟鳴聲不斷傳來(lái)。

在原煤智能破碎運輸方面，國家能源集團寧夏煤業(yè)目前實(shí)現了實(shí)時(shí)報警、智能巡檢、智能配倉、皮帶縱撕保護和智能故障識別等功能。在智能干選方面，他們在靈新選煤廠(chǎng)實(shí)現分選過(guò)程無(wú)人值守，使用無(wú)線(xiàn)跳頻擴頻通信遠程控制技術(shù)，實(shí)現遠程一鍵集中啟停車(chē)操作。在智能重介方面，他們首次利用機器視覺(jué)技術(shù)對太西無(wú)煙煤的粒度和密度組成進(jìn)行在線(xiàn)實(shí)時(shí)檢測，實(shí)現了重介選煤生產(chǎn)過(guò)程的智能控制與管理。在智能跳汰方面，他們實(shí)時(shí)智能調節設備工藝參數，實(shí)現洗后產(chǎn)品質(zhì)量的精準控制。在智能配煤裝車(chē)方面，他們按照不同用戶(hù)的熱值需求，自動(dòng)精準配煤裝車(chē)，具備智能配倉、精準配煤、自動(dòng)裝車(chē)、智能管理等功能，實(shí)現了洗選加工全工藝環(huán)節的智能化。

此外，國家能源集團首次在國內外工業(yè)企業(yè)成功應用智能云端技術(shù)，實(shí)現了生產(chǎn)集控系統操作站、視頻監控、安全監測、電子計量系統、原煤自動(dòng)給配煤系統、現場(chǎng)生產(chǎn)設備運行數據等在云端服務(wù)器上的有機整合應用，做到生產(chǎn)狀態(tài)綜合實(shí)時(shí)監測，智能手機終端可隨時(shí)隨地查看現場(chǎng)生產(chǎn)情況，實(shí)現了管理和現場(chǎng)的無(wú)縫連接。

新目標：2025年煤礦全部實(shí)現智能化

目前，國家能源集團已經(jīng)掌握5類(lèi)具有知識產(chǎn)權的智能采煤核心技術(shù)，分別為薄煤層等高無(wú)人化智能開(kāi)采技術(shù)、中厚煤層透明自主智能開(kāi)采技術(shù)、厚煤層采煤機器人智能開(kāi)采技術(shù)、大傾角厚煤層單向智能開(kāi)采技術(shù)、直立煤層綜放智能開(kāi)采技術(shù)；5類(lèi)智能掘進(jìn)技術(shù)，分別為智能綜掘技術(shù)、全斷面智能快掘技術(shù)、智能連掘技術(shù)、復雜條件智能快掘技術(shù)、TBM智能快掘技術(shù)；3類(lèi)卡車(chē)無(wú)人駕駛技術(shù)，分別為300噸級卡車(chē)無(wú)人駕駛技術(shù)、220噸級卡車(chē)編組無(wú)人駕駛技術(shù)、100噸級卡車(chē)編組無(wú)人駕駛技術(shù)；5類(lèi)21種機器人，分別為掘進(jìn)類(lèi)機器人（3種）、采煤類(lèi)機器人（4種）、運輸類(lèi)機器人（2種）、安控類(lèi)機器人（10種）、救援類(lèi)機器人（2種），實(shí)現了5大類(lèi)煤礦機器人全覆蓋。

國家能源集團成立了煤礦智能化建設領(lǐng)導小組，健全了監督考核機制；結合自身特點(diǎn)，制定了煤礦智能化建設規劃及目標；梳理完善了煤礦智能化建設相應的制度體系和考核辦法；加大對人力、物力、財力投入，制定操作性強的財政支持政策和評優(yōu)評先政策。

此外，國家能源集團積極做好智能化建設人才培養和儲備工作，做好自主培訓，將智能化相關(guān)技術(shù)納入安全培訓考核內容，同時(shí)借鑒國內外領(lǐng)先技術(shù)，按照煤礦賦存條件、礦井產(chǎn)能、災害防治等情況，對集團煤礦智能化建設進(jìn)行頂層設計，制定智能礦山總體規劃和分類(lèi)分級的建設標準，搭建智能礦山的總體應用架構、數據架構、IT基礎設施架構和安全架構，研發(fā)設計智能礦山軟件平臺。

據了解，在充分發(fā)揮神東煤炭、寧夏煤業(yè)、準能公司、信息公司等內部煤礦智能化建設團隊技術(shù)力量的同時(shí)，國家能源集團與中國煤炭科工集團聯(lián)合成立煤礦智能化協(xié)同創(chuàng )新中心，并積極引入其他科研實(shí)力較強的第三方研發(fā)單位，著(zhù)力攻克煤礦智能化關(guān)鍵核心技術(shù)，形成世界領(lǐng)先的智慧煤礦建設方案和標準體系，解決國家能源集團智能化建設的現實(shí)需求和技術(shù)難題，帶動(dòng)和支撐全國煤礦智能化發(fā)展。

截至目前，國家能源集團已開(kāi)展大柳塔等9個(gè)國家首批智能化示范煤礦、補連塔等10個(gè)集團生產(chǎn)智能化示范煤礦、保德等4個(gè)集團安全智能化示范煤礦建設。未來(lái)，國家能源集團還將打造高效智能神東示范礦區、安全智能寧東示范礦區、綠色智能準能示范礦區。到2025年，該集團各煤礦全部實(shí)現智能化，推動(dòng)煤礦安全生產(chǎn)治理體系和治理能力現代化，2025年力爭煤礦智能化技術(shù)引領(lǐng)行業(yè)水平，實(shí)現少人高效生產(chǎn)。