“十三五”期間，山西將煤礦智能化建設作為消除事故隱患的治本之策

開啟本安型煤礦建設新時代

作為我國重要的煤炭生產供應基地，山西在“十三五”期間認真貫徹落實新發(fā)展理念，大力推進煤礦智能化建設，并將其作為提高礦井本質安全度，防范化解煤礦重大安全風險、從根本上消除事故隱患的治本之策。山西在打造能源革命排頭兵方面邁出堅實步伐，蹚出了一條安全發(fā)展新路。

順勢而上以“智”采煤

“十三五”以來，我國煤炭工業(yè)向信息化、智能化方向轉變。2016年，山西一批煤礦推進以采煤為核心的智能化，開始“破冰”之旅。通過引進新技術、新裝備，部分煤礦在理想條件下，實現(xiàn)了井下工作面順槽內“可視化遙控操作”“自動工藝控制”“一鍵啟停”、地面緊急停機等目標。

中煤華晉集團公司山西華寧焦煤有限責任公司是山西最早應用智能化開采的煤礦之一。2018年，該企業(yè)完成了首個6.3米大采高智能化工作面建設，成為山西首座集自動化、檢測、視頻、通訊、網絡、控制、計算機等多種技術的本質安全型礦井。

2016年，山西焦煤正利煤業(yè)公司提出建設智能化采煤工作面的構想，并確定在14-1104采煤工作面建設首個智能化綜采工作面。2019年5月，該礦第二個智能化綜采工作面14-1106采煤工作面也投入運行。通過實現(xiàn)采煤機智能化協(xié)調控制，采煤機記憶割煤，液壓支架、采煤機、運輸設備“一鍵啟?！钡?3項功能，該礦降低了設備事故率，減少了井下現(xiàn)場一線特別是高風險崗位人員，降低了煤炭百萬噸死亡率。

以出臺《山西省煤礦智能化建設實施意見》等文件為標志，山西煤礦智能化發(fā)展進入示范培育階段。以“少人則安、無人則安”為目標，以“自動化減人邁向智能化無人”為路徑，以“數(shù)字化、網絡化、智能化”為引領，圍繞“安全、高效、綠色、智能”，該省選取了正利煤業(yè)公司等10座煤礦和14-1106采煤工作面等50個綜采工作面作為試點，建成多種類型、不同模式的智能化煤礦，打造出一批標桿示范礦井。

同煤塔山煤礦承擔的“千萬噸級特厚煤層智能化綜放開采關鍵技術研究及示范”國家研發(fā)計劃重點項目，創(chuàng)建了年產1500萬噸智能化綜放開采示范工程，建立以數(shù)據決策為導向的全新安全生產管理模式，完成了煤礦智能化綜放開采技術性變革。該項目獲得了國家科技進步一等獎，是14年來山西煤炭系統(tǒng)首次獲得的國家級大獎。目前，該礦已形成以“兩網、一平臺”為基礎的智能化礦山雛形。

2020年8月19日，山西煤監(jiān)局、山西省工信廳、山西省能源局組織中國煤炭工業(yè)協(xié)會、安標國家中心等單位專家，通過了對潞安集團高河能源公司智能化綜采工作面的現(xiàn)場驗收。該工作面應用集成MOS智能管控平臺與UWB精確定位等新技術，形成了“一鍵啟停、鼠標割煤”的智能化開采生產模式，實現(xiàn)了設備一鍵啟動及360度視頻監(jiān)控智能化生產，使“以自動控制為主、人工遠程干預為輔”的理想變成了現(xiàn)實。

瞄準智能化，地方煤礦也不遑多讓。呂梁東義集團煤氣化有限公司鑫巖煤礦已建成了2個智能化采煤工作面、26個智能化子系統(tǒng)，19個固定崗位實現(xiàn)了遠程集控無人值守。

通過以點帶面、示范引領，山西煤礦智能化建設加速發(fā)展。目前，該省已建成智能化礦井3座、智能化綜采工作面72個，煤礦智能化開采水平位居全國前列。全省已有179座煤礦主排水泵房、468個井下變電所、397部帶式輸送機實現(xiàn)無人值守，極大提升了安全生產能力。

夯實“地基”以“聯(lián)”設防

5G網絡，因其數(shù)據利用更高效、延時更短、可靠性更高、安全性更好，被稱作煤礦智能化的“地基”?！?G技術對煤礦來說是剛需，是安全生產的堅強保障。”陽煤集團董事長翟紅說。

翟紅介紹，由于煤礦井下地質條件復雜多變、支護強度大、信號衰減快等，在井下推廣無線通信意義重大。5G技術把有線、無線徹底打通，不僅具有語言通信、信息下載等功能，而且實現(xiàn)了工業(yè)監(jiān)測監(jiān)控的安全可靠，是井下安全生產的有力支撐。

2020年6月，全國首座5G煤礦——陽煤集團新元煤礦落成儀式在太原舉行。該礦在井下534米處建成5G專用網絡，并推出機電硐室無人巡檢、掘進面無人操作、綜采面無人操作3項5G應用，實現(xiàn)了礦井無人化、自動化、可視化運行。

同年6月，山西在龐龐塔煤礦建成覆蓋100多公里巷道的全國乃至全球第一張煤礦井下5G專網。依托5G網大帶寬、廣連接、低時延三大特性，龐龐塔礦構建了4G、5G、NB-IoT于一體的超融合高質量網絡。

同煤塔山等4座煤礦也陸續(xù)實現(xiàn)了5G入井。同煤集團在實現(xiàn)一張網管理的基礎上，以萬物互聯(lián)理念為指引，不斷推動5G在分析決策、自主學習、動態(tài)預測、協(xié)同控制等方面的應用，構建“感知無處不在、聯(lián)接無處不在、數(shù)據無處不在、計算無處不在、智能無處不在”的協(xié)同生態(tài)和交互體系，實現(xiàn)實時監(jiān)測監(jiān)控、輔助決策、對突發(fā)礦井進行應急聯(lián)動指揮等目標。該集團大力開發(fā)應用智能化生產裝備，加快以技術革命帶動煤炭綠色開采、“三化牽引”（數(shù)字化、網絡化、智能化）提升煤礦智能化水平。同時融合大數(shù)據、云計算等技術，將企業(yè)在煤、電上的優(yōu)勢與電信運營商在數(shù)據中心、云計算應用上的優(yōu)勢結合起來，逐步打造煤—電—儲—云產業(yè)集群。

山西推動精英數(shù)智、華為公司、煤科院聯(lián)合打造“煤礦大腦”平臺，建設覆蓋全礦區(qū)的通信和感知網絡、基于5G的“云邊端”控制架構、大數(shù)據分析和人工智能決策及適應各種作業(yè)要求的智能裝備系統(tǒng)，全方位感知煤礦安全生產過程。這種“看得見、管得了、控得住”的煤礦生產過程，助力煤礦企業(yè)創(chuàng)建“零事故”防線。

增強“內核”以“慧”管安

山西推進新一代智能技術、系統(tǒng)與煤炭工業(yè)深度融合，從基礎理論和關鍵技術以及創(chuàng)新應用方面不斷增強煤礦智能化的內核。該省通過資源與開采環(huán)境數(shù)字化、技術裝備智能化、生產過程可視化、信息傳輸網絡化、生產管理與決策自主化，努力改變煤礦傳統(tǒng)的生產組織與用工形式，同時打破安全、環(huán)境等對煤炭開發(fā)利用的制約，使煤礦智能化逐步向生產、經營、運銷、制造全產業(yè)鏈延伸，從煤炭行業(yè)內鏈條向行業(yè)上下游擴展。

同煤集團將智能化煤礦具像化，即利用大數(shù)據、云計算、人工智能等先進技術，實現(xiàn)生產管理由機械化礦井單環(huán)節(jié)、單因素孤立監(jiān)測安全生產要素向智能化礦井多環(huán)節(jié)、多因素聯(lián)合自動分析預警轉變，向平臺信息共享、基礎決策智能化轉變。

陽煤集團聯(lián)合中國移動、清華大學、中國礦業(yè)大學（北京）、中煤科工、華為公司等70多家單位，成立5G智慧礦山聯(lián)盟，構建智慧礦山合作平臺，加快關鍵核心技術突破，引導資源共建共享，推動5G與礦山行業(yè)融合創(chuàng)新。該企業(yè)還組建了煤礦智能工程公司，努力打造集技術研發(fā)、人才培養(yǎng)、商業(yè)推廣應用為一體的煤礦智能化運營平臺，促進控制總線與5G的技術融合演進，催生視頻AI軟硬件的系統(tǒng)解決方案和各種物聯(lián)網產品的研發(fā)和應用，倒逼應用端技術和產品升級。目前，3D立體激光掃描變電站巡檢機器人已成功研發(fā)并投入使用。

龐龐塔礦與中國聯(lián)通、華為公司合作的邊緣計算平臺及全面感知、智能控制等核心智慧應用也正在加緊部署實施。

據山西焦煤集團霍州呂臨能化公司安全生產部副部長韓曉東介紹，視頻采集、智能分析、全面感知、三維展示、設備健康管理和VR高清直播等智慧應用正在龐龐塔礦搭建。該礦采用5G+MEC技術，逐步實現(xiàn)采煤工作面無人、自主控制，地面監(jiān)測及輔助控制。目前，該礦制定的基于5G+機器人的智能掘進工作面解決方案、基于5G+齒軌車遠程駕駛/無人駕駛解決方案也即將實施。

山西是全國煤礦智能化先行先試的優(yōu)質試驗田，目前，各行業(yè)都在積極融入該省煤礦的智能化建設，一大批院士團隊率先進入。智慧礦山協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)盟理事長付國軍指出，智慧礦山建設的終極目標就是無重大人員傷亡，這也意味著必須通過新一代信息技術與煤炭工業(yè)深度融合，進一步推動煤炭工業(yè)數(shù)字化、網絡化、智能化發(fā)展，拿出“智慧礦山整體標準化解決方案”，實現(xiàn)由會管煤礦向“慧”管煤礦的轉變。

煤礦智能化建設是一個逐步實現(xiàn)、持久完善的過程。山西省政府將煤礦智能化改造列為綜改20項重大事項之一，在全國率先頒布《山西省智能煤礦建設指導規(guī)范》（DB14），省應急管理廳等五廳局印發(fā)了《關于加快推進全省煤礦“機械化換人、自動化減人、智能化作業(yè)”科技強安專項行動的實施意見》，并將煤礦智能化改造資金投入列入安全費用使用范圍，明確為智能化改造建設可適當提高安全費用的提取標準。政府強力推動、企業(yè)參與，山西在煤礦智能化建設方面前景廣闊、突破可期。智能化必將進一步助力煤礦企業(yè)提升安全保障度，構筑發(fā)展新優(yōu)勢，推動其轉型升級高質量發(fā)展。