從建成首個(gè)自動(dòng)化工作面到建成首個(gè)煤礦高精度透明工作面+“數(shù)字孿生”系統(tǒng)+5G無(wú)線通訊技術(shù)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場(chǎng)景，11年來(lái)，寧夏煤業(yè)公司金鳳礦通過(guò)應(yīng)用采掘智能化技術(shù)、開(kāi)展固定崗位無(wú)人值守系統(tǒng)建設(shè)、突破智能化關(guān)鍵技術(shù)等，金鳳礦在智能化礦井建設(shè)進(jìn)程中實(shí)現(xiàn)了從“零”到“N”的精彩蛻變，全員工效提升25％。3月30日，金鳳礦順利通過(guò)國(guó)家首批智能化示范煤礦驗(yàn)收，達(dá)到Ⅱ類(lèi)中級(jí)智能化示范煤礦。
智能開(kāi)采成果豐碩
進(jìn)入金鳳礦自動(dòng)化工作面，眼前的智能化采煤設(shè)備讓人眼前一亮，調(diào)度指揮中心下達(dá)的指令不時(shí)傳來(lái)，工作面運(yùn)行井然有序，各個(gè)細(xì)節(jié)則盡顯現(xiàn)代化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化的氣息和壯麗剛勁之美……
而在智能化礦井建設(shè)之初，面對(duì)技術(shù)、軟件、程序等名詞，將信息化、自動(dòng)化、數(shù)字化技術(shù)做到有機(jī)集成，對(duì)于習(xí)慣了人工操作設(shè)備的金鳳礦員工而言，這些都是未知的領(lǐng)域和全新的命題，智能化礦井如何建設(shè)、方向在哪，當(dāng)時(shí)的金鳳人還沒(méi)有頭緒。
一場(chǎng)從零起步、與時(shí)間賽跑的智能化礦井建設(shè)攻堅(jiān)戰(zhàn)就此打響。按照智能化建設(shè)總體設(shè)計(jì)方案，該礦對(duì)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、智能化管理機(jī)制、系統(tǒng)操作規(guī)程等建章立制，并專(zhuān)門(mén)開(kāi)設(shè)智能化建設(shè)專(zhuān)班，常態(tài)化開(kāi)展外培內(nèi)培，邀請(qǐng)廠家專(zhuān)業(yè)人員到礦解惑授業(yè)，大力培養(yǎng)信息化人才隊(duì)伍，不斷壯大智能化礦井建設(shè)中堅(jiān)力量。
自2012開(kāi)始建設(shè)智能化工作面至今，金鳳礦實(shí)現(xiàn)了從薄煤層自動(dòng)化開(kāi)采到復(fù)雜地質(zhì)條件下智能化開(kāi)采的常態(tài)化應(yīng)用，先后在6個(gè)薄煤層工作面成功應(yīng)用采煤機(jī)慣性導(dǎo)航自動(dòng)控制成套裝備、技術(shù)。通過(guò)應(yīng)用支架自動(dòng)快速跟機(jī)移架、自動(dòng)成組推移刮板運(yùn)輸機(jī)，自動(dòng)生成矯直曲線自動(dòng)找直等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控及覆蓋全系統(tǒng)的集中聯(lián)動(dòng)控制，為該礦智能化礦井建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
攻克全透明智能開(kāi)采技術(shù)
“這個(gè)工作面共有170個(gè)液壓支架，每個(gè)液壓支架都安裝了壓力傳感器，能感知到來(lái)自頂板的壓力大小，我們從數(shù)字孿生體的大屏幕上看到這根柱子變成紅色，表示來(lái)自頂板的壓力已經(jīng)超壓了，通過(guò)安全閥自動(dòng)泄壓，變成綠色表示欠壓，系統(tǒng)通過(guò)投入自動(dòng)補(bǔ)壓功能，為實(shí)景中的欠壓柱子補(bǔ)強(qiáng)壓力?！苯瘌P礦主管信息化工作的副總工程師張鐵聰介紹，依托這些數(shù)據(jù)和模型，操作人員可以更為精準(zhǔn)地判斷出設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。
自2021年起，金鳳礦聯(lián)合北京大學(xué)、龍軟科技有限公司、中美科工集團(tuán)積極探索在復(fù)雜地質(zhì)條件下實(shí)現(xiàn)透明化自適應(yīng)智能開(kāi)采技術(shù)，并率先在011815工作面實(shí)施地質(zhì)透明化智能開(kāi)采，利用槽波勘探、地質(zhì)雷達(dá)勘探等精細(xì)物探手段和礦井地質(zhì)勘探基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，構(gòu)建了工作面透明地質(zhì)、設(shè)備模型，基于地質(zhì)模型建立了井上下1:1實(shí)景的數(shù)字“孿生”系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了地面遠(yuǎn)程作業(yè)更方便、更直觀的透明可視化管理。
實(shí)施過(guò)程中，針對(duì)技術(shù)難點(diǎn)，該礦積極與北京龍軟、天地瑪珂公司合作，克服技術(shù)難關(guān)等各種困難，先后更新電液控程序5版，對(duì)天地瑪珂與龍軟科技系統(tǒng)融合、機(jī)尾三角煤截割、工作面防上竄下滑程序進(jìn)行調(diào)試更新；對(duì)011815風(fēng)機(jī)兩巷超前支護(hù)形式進(jìn)行變更，全面取消超前單體支護(hù)；對(duì)采煤機(jī)自適應(yīng)截割精度進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)比對(duì)調(diào)校，補(bǔ)償系統(tǒng)下發(fā)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)截割精度達(dá)到誤差不大于200mm的既定目標(biāo)；對(duì)工作面運(yùn)輸三機(jī)到順槽三條膠帶輸送機(jī)進(jìn)行調(diào)試，實(shí)現(xiàn)集控及隨煤量進(jìn)行皮帶調(diào)速；使用人員精確定位系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)支架防止誤動(dòng)作功能；通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)及工業(yè)環(huán)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)雙通道冗余等。自2022年11月份開(kāi)采至今，工作面綜合開(kāi)機(jī)率88%，自適應(yīng)采煤達(dá)到91%，常態(tài)化使用自適應(yīng)截割。
智能元素讓礦井“耳聰目明”
在推進(jìn)智能化礦井建設(shè)的過(guò)程中，金鳳礦堅(jiān)持從自身實(shí)際出發(fā)，以技術(shù)升級(jí)和新技術(shù)應(yīng)用為主線，堅(jiān)定不移依靠科技走煤炭生產(chǎn)智能升級(jí)之路。
在推進(jìn)采煤智能化建設(shè)的同時(shí)，金鳳礦堅(jiān)持技術(shù)迭代，積極探索掘進(jìn)智能化建設(shè)，先后在4個(gè)掘進(jìn)工作面全部配備掘錨一體機(jī)+掘進(jìn)遠(yuǎn)程集中控制+皮帶運(yùn)輸集中控制+自移機(jī)尾，實(shí)現(xiàn)了視頻全覆蓋+集中聯(lián)動(dòng)控制；引進(jìn)基于機(jī)器視覺(jué)的智能視頻采集、分析、控制裝備系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了膠帶運(yùn)輸?shù)闹悄苷{(diào)速、防縱撕、人員違章行為拒止、物料堆積檢測(cè)等功能，起到了節(jié)能降耗的效果，達(dá)到了安全預(yù)控目的；實(shí)現(xiàn)入井人員安全監(jiān)察、行為監(jiān)督及巡檢管控、有毒有害氣體預(yù)測(cè)、SOS求救的數(shù)據(jù)共享和可視化管理；聯(lián)合校企成功研制巡檢機(jī)器人應(yīng)用于井下變電所，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境參數(shù)自動(dòng)檢測(cè)、移動(dòng)視頻圖像采集、設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)、診斷等功能，構(gòu)建起“一套體系高效統(tǒng)管，一部手機(jī)直通金鳳”的智能管理格局，讓煤炭生產(chǎn)更加“耳聰目明”。
變化，見(jiàn)諸于具體而微的數(shù)字里，也印刻在閃光的足跡中。在推動(dòng)輔助系統(tǒng)智能升級(jí)的進(jìn)程中，金鳳礦先后在礦井主運(yùn)輸、供電、排水等系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻聯(lián)動(dòng)集中控制，減少固定崗位120余人次，礦井井下作業(yè)人員由每三班700人左右減至現(xiàn)在每三班不到500人左右，初步實(shí)現(xiàn)“少人則安”目標(biāo)。
抓創(chuàng)新就是抓發(fā)展，謀創(chuàng)新就是謀未來(lái)。構(gòu)建全礦井多單元、多系統(tǒng)集成的智能煤礦體系，全面實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)要素和管理信息的數(shù)字化精準(zhǔn)實(shí)時(shí)采集、網(wǎng)絡(luò)化實(shí)時(shí)傳輸、可視化展現(xiàn)，達(dá)到智能化運(yùn)行全覆蓋是金鳳礦堅(jiān)定不移的工作目標(biāo)，朝著這個(gè)目標(biāo)，全體金鳳人篤行不怠，踔厲奮發(fā)，讓礦山不斷煥發(fā)新的生機(jī)。（通訊員 楊艷萍）
