國家能源集團神東煤炭：智向未來
來源：中國能源新聞網(wǎng) 時間：2023-12-27 15:52
陳舒睿
國家能源集團神東煤炭集團，地處蒙、陜、晉三省區(qū)交界。這里，煤海綿延，資源富集，創(chuàng)造了中國煤炭工業(yè)的奇跡，承載了國家能源安全的重責(zé)大任。這里，地層深處，智慧閃現(xiàn)，一片智能化發(fā)展的新藍海，正伴隨著烏金滾滾，在數(shù)據(jù)時代的大潮中，醞釀涌動。
零突破 國產(chǎn)操作系統(tǒng)上新
神東煤炭集團是我國首個兩億噸煤炭生產(chǎn)基地。13個主力礦井，構(gòu)成了神東能源生產(chǎn)的基本盤。這些礦井協(xié)同生產(chǎn)、安全保供，輸出了“全國每20噸煤炭就有一噸來自神東”的產(chǎn)業(yè)價值，是國家能源安全的重要支撐力量。
自成立以來，神東從未停止對先進生產(chǎn)模式的探索。從最初的人工挖煤，到機械化作業(yè)，再到自動化控制，深邃的礦井中，如今又迎來了智能化遠程化作業(yè)的變革。
圖為大柳塔煤礦綜采一隊采煤機檢修工正在更換采煤機滾筒截齒
在大柳塔煤礦高闊明亮的地面控制室內(nèi)，大學(xué)生智能化采煤班煤機司機段大毛坐在未來感十足的駕駛艙中，雙目緊盯顯示屏，熟練地操作著搖桿。面前的智能遠程操控系統(tǒng)、跟機視頻系統(tǒng)、全景視頻拼接系統(tǒng)、數(shù)字畫面孿生系統(tǒng)閃動，井下滾筒煤機運行軌跡一覽無遺。
“井下作業(yè)強度大，安全風(fēng)險高。用了這個新系統(tǒng)，不用下井，坐著就能把煤采了。旁邊這大窗戶，太陽照進來，陽光正落在腳邊?！倍未竺吲d地說。
新系統(tǒng)是神東自主開發(fā)的煤礦“一站式”智能遠程操控臺，幫助煤礦工人告別重體力勞動，從井下遷移到地面，不僅降低人員安全風(fēng)險和勞動強度，還實現(xiàn)了國產(chǎn)操作系統(tǒng)在煤礦領(lǐng)域“零”的突破。
參與遠程操作系統(tǒng)開發(fā)的神東機電管理部方中喜介紹說：“操作系統(tǒng)和芯片一樣，都是工業(yè)應(yīng)用的核心之一。神東堅持自主開發(fā)，探索軟件國產(chǎn)化應(yīng)用，建設(shè)了國內(nèi)首套自主知識產(chǎn)權(quán)的礦山操作系統(tǒng)，填補了這方面的空白。”
國產(chǎn)化上新，神東“云”厥功至偉。神東在國家能源集團智能管控平臺及基石系統(tǒng)建設(shè)框架下，依托堅實的自動化、信息化建設(shè)基礎(chǔ)，建設(shè)神東智能管控平臺，搭建基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的神東“云”，滿足2億噸級礦井群智能生產(chǎn)管理的需求。
在“云”構(gòu)架下，神東圍繞煤炭開采經(jīng)驗進行數(shù)據(jù)化轉(zhuǎn)化，建設(shè)“智慧大腦”，實現(xiàn)了對13個煤礦和11座選煤廠的生產(chǎn)監(jiān)控和聯(lián)動控制，5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋了29個綜采工作面、56個連采工作面。平臺集成了90個算法服務(wù)，425個功能模塊，68個數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。通過PC端和移動終端，平臺每天承載約 2200萬次的數(shù)據(jù)訪問量，提供62種全天候決策服務(wù)，全面提升了神東生產(chǎn)保供的能力，把能源的飯碗又一次牢牢地端在了中國人自己的手上。
大數(shù)據(jù) 新賽道的起點
智能化是礦山建設(shè)的方向，大數(shù)據(jù)是當(dāng)之無愧的頂流。收集分析數(shù)據(jù)，發(fā)掘數(shù)據(jù)價值，神東不斷創(chuàng)造驚喜。
2023年3月，神東發(fā)布了礦山大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化白皮書，作為國內(nèi)首個礦山大數(shù)據(jù)的國家級標(biāo)準(zhǔn)，神東以大范圍的大數(shù)據(jù)體驗，貢獻了寶貴的應(yīng)用成果。
2023年6月，國家礦山安全監(jiān)察局發(fā)布了神東主要參編的《智能化礦山數(shù)據(jù)融合共享規(guī)范》系列行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，有效解決礦山、裝備和通信企業(yè)面臨的數(shù)據(jù)編碼不統(tǒng)一、通信接口不兼容、傳輸協(xié)議不開放、系統(tǒng)集成難度大、智能化建設(shè)成本高等突出問題，打通“數(shù)據(jù)孤島”，破除“信息煙囪”，推動智能化礦山各類數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通、集中集成，為實現(xiàn)過程可視可控、安全可防可測、要素可調(diào)可配的礦山高水平智能化奠定了基礎(chǔ)。
圖為上灣煤礦生產(chǎn)調(diào)度中心調(diào)度員正密切關(guān)注著井下設(shè)備的運行情況
在神東，礦山數(shù)據(jù)是以10萬億級儲量起步的。依靠分布在礦井群中的110萬個測點，以及30多類數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，神東攢下了“海量”的數(shù)據(jù)家底，為搭建各種應(yīng)用場景創(chuàng)造了條件。
在部署智能遠程操控系統(tǒng)應(yīng)用的礦井中，大數(shù)據(jù)幫助井下設(shè)備實現(xiàn)了聯(lián)通聯(lián)動。通過井下5G基站、傳感器網(wǎng)絡(luò)，大數(shù)據(jù)輔助操作系統(tǒng)主導(dǎo)遠程作業(yè)，同時接入生產(chǎn)管理、機器人、視頻、通訊、故障診斷、保護動作、無人駕駛等井下輔助生產(chǎn)系統(tǒng)，展現(xiàn)了神東“生態(tài)化協(xié)作”的新成果，礦工人身安全從根本上得到保障，安全效益大幅提升。
讓數(shù)據(jù)參與采煤作業(yè)，最早試點應(yīng)用的榆家梁煤礦綜采二隊隊長趙云飛對此極為感慨：“傳統(tǒng)采煤三機聯(lián)動，智能化采煤以后，大家發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)接入設(shè)備越來越多，但管理還越來越輕松。大數(shù)據(jù)真是太牛了！”
開機率是礦山生產(chǎn)能力的重要指標(biāo)。通過大數(shù)據(jù)的分析計算，13個礦井生產(chǎn)效率一覽無遺。來自神東生產(chǎn)管理部的數(shù)據(jù)顯示，智能管控平臺體系中的機電設(shè)備有效生產(chǎn)時間分析系統(tǒng)組件模塊上線運行后首月，神東煤炭所有綜采工作面有效開機率平均上漲3%，石圪臺22308綜采面開機率平均上漲10%，寸草塔煤礦31112綜采面開機率平均上漲17%，全公司大約提升了480萬噸的煤炭保障能力，礦井生產(chǎn)從傳統(tǒng)計劃型向著整體協(xié)同、智能匹配、最優(yōu)生產(chǎn)的柔性供給模型策略轉(zhuǎn)變。
在人工智能的前沿領(lǐng)域，神東也加快了攻關(guān)的速度?！敖衲暌涌霢I人工智能技術(shù)研發(fā)，深入挖掘大數(shù)據(jù)價值，加快推進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)?！鄙駯|黨委委員、副總經(jīng)理賀海濤在2023年機電工作會上，對AI人工智能進行重點部署。
新的賽道上，神東已應(yīng)用了34種229臺機器人，其中20種136臺輔助作業(yè)類機器人代替了采煤、掏槽、管路抓舉、鉆孔、噴漿等重體力作業(yè)，14種93臺巡檢、救援類機器人可在變電所、水泵房、主運輸巷道等場景實現(xiàn)機器人巡檢。
操控型機器人只是智能化的初級應(yīng)用。神東志不只此。
在神東技術(shù)研究院，一批新型AI機器人已經(jīng)悄然在礦井中試點應(yīng)用。神東煤炭技術(shù)研究院洗選加工研發(fā)部陳凡介紹說：“我們在石圪臺煤礦安裝了膠帶機撿礦機器人，正在對它進行訓(xùn)練。通過場景感知，讓它‘學(xué)會’對原煤中的異物，自己進行識別和抓捕，有效提升原煤精細度和品質(zhì)，這是我們對‘煤石（矸石）混雜’這一煤礦行業(yè)世界級難題的一個研究方向?！?/p>
新的賽道風(fēng)景獨好，神東審時而動，率先向著未知進發(fā)。
勇變革 為產(chǎn)業(yè)工人畫像
曾幾何時，勞動密集、重體力、臟黑、高危，成為煤炭產(chǎn)業(yè)的固有標(biāo)志。
數(shù)據(jù)交互時代，產(chǎn)業(yè)工人形象隨之變化。在神東，智能化建設(shè)提供了平臺，煤礦工人在創(chuàng)新中擁有了新的身份標(biāo)簽。
為了深耕國產(chǎn)化核心技術(shù)，2018年神東煤炭集團黨委決定成立神東工業(yè)控制自動化項目組，抽調(diào)了一批具有六年左右井下經(jīng)驗的技術(shù)骨干，專職開展計算機應(yīng)用和程序開發(fā)，主要研究方向為國產(chǎn)操作系統(tǒng)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用、自主可信工業(yè)通信協(xié)議、礦山行業(yè)大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系、煤炭行業(yè)5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，讓軟件貼近煤炭生產(chǎn)現(xiàn)場，讓煤炭工人走進程序開發(fā)，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)工人向軟件工程師的角色轉(zhuǎn)變。
今年10月25日，在第二十屆中國國際煤炭采礦技術(shù)交流及設(shè)備展覽會上，首次亮相的CZT2201“一站式”智能遠程操控臺，已在神東多個礦井成功應(yīng)用，計劃在神東的13座礦井全面推廣。這個集成的綜合性遠程操控臺，將煤機操控、溫控、壓控、液控、位移等多種工序信息，轉(zhuǎn)化為3600余個數(shù)據(jù)量，編程為可視化的操作界面。煤礦工人告別了井下高危環(huán)境，用“程序操控員”的職業(yè)身份，重新定義采煤作業(yè)的工作內(nèi)容和崗位規(guī)范。
大學(xué)生智能化采煤班，被譽為神東新時代發(fā)展的名片。在神東13個礦井中，活躍著90余個大學(xué)生智能化采煤班。采煤班成員主要為研究生及本科學(xué)歷，平均年齡31歲，不僅是生產(chǎn)的骨干，還擔(dān)負(fù)著為神東智能化建設(shè)、高質(zhì)量發(fā)展探索新路徑的重要作用。大學(xué)生智能化采煤班自成立以來，創(chuàng)新了20余項智能化班組管理法，打造出一批在行業(yè)叫得出、有影響的班組，累計40余個大學(xué)生智能化班組、110余名大學(xué)生智能化班組員工受到國家級、省部級和行業(yè)協(xié)會表彰，是神東先進生產(chǎn)力代表的后起之秀，為煤礦產(chǎn)業(yè)由勞動密集型向高科技產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型貢獻了頂級人才。
智能創(chuàng)造，萬眾創(chuàng)新。近年來，神東立足智慧化建設(shè)，發(fā)動職工廣泛參與創(chuàng)新創(chuàng)效活動，建設(shè)了各類創(chuàng)新工作室33個，職工創(chuàng)新創(chuàng)效成果迎來井噴。2021至2023兩年間，職工累計為神東貢獻創(chuàng)新創(chuàng)效成果3643項，48%成果來自一線職工，“薄煤層采煤優(yōu)化”“洗選精準(zhǔn)配煤技術(shù)”“新型柔膜吊掛裝置”“智能無絞車回撤支架工藝”等726項推廣成果經(jīng)轉(zhuǎn)化創(chuàng)造經(jīng)濟效益超40億元，涌現(xiàn)了一大批高端化智能人才、創(chuàng)新領(lǐng)軍人才，為助力我國煤炭產(chǎn)業(yè)接續(xù)發(fā)展輸送了源源不斷的新生力量。
迎接新技術(shù)、新模式、新應(yīng)用、新業(yè)態(tài)。在智能化建設(shè)的藍圖中，神東人堅定邁步世界一流示范礦井的征程。洞見未來，功成不必在我。一代代神東人正接續(xù)發(fā)力，堅持智能化發(fā)展方向，堅持獨立自主，讓創(chuàng)新實踐點亮探索的燈塔，在地層深處照見“煤”好未來。
責(zé)任編輯：許艷
校對：江蓬新
