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國(guó)家能源集團(tuán)神延煤炭西灣露天煤礦：智能化推動(dòng)生產(chǎn)“加速度”

來(lái)源：中國(guó)能源新聞網(wǎng) 時(shí)間：2024-12-31 16:11

王楠竹

　　高空俯瞰，梯田般盤(pán)繞的露天礦坑里，煤層的黑色與巖土的灰白交錯(cuò)分明，停靠、開(kāi)鏟、卸載……一輛輛無(wú)人礦卡高效運(yùn)轉(zhuǎn)，晝夜不息，蘊(yùn)藏了億萬(wàn)年的烏金寶藏，正以安全智能高效的生產(chǎn)方式被開(kāi)采出來(lái)，運(yùn)向遠(yuǎn)方。

　　這里是國(guó)家能源集團(tuán)神延煤炭西灣露天煤礦，因富含特低硫、低灰、特高發(fā)熱量的優(yōu)質(zhì)煤炭，被喻為晉陜蒙礦區(qū)的“白菜心”，是陜西省能源保供的主力。今年以來(lái)，西灣露天煤礦以智能化手段推動(dòng)煤炭安全高效生產(chǎn)，提前15天完成全年1300萬(wàn)噸煤炭產(chǎn)銷任務(wù)，為陜西、云南、湖北等8個(gè)省市區(qū)能源保供提供源源不斷的動(dòng)力。

　　無(wú)人駕駛，運(yùn)輸操作靠計(jì)算

　　乘車沿盤(pán)山路蜿蜒而下，原本像素般點(diǎn)綴在礦坑黑灰色調(diào)間的明黃、靛藍(lán)逐漸還原了真實(shí)大小，那是重達(dá)220噸的礦用卡車、高達(dá)18.5米的電鏟有序進(jìn)行著剝離和運(yùn)輸作業(yè)。

　　“電鏟一鏟就有32噸煤?！蔽鳛陈短烀旱V智能化礦山建設(shè)辦公室副主任徐瑞軍介紹，西灣露天礦一天能產(chǎn)煤4萬(wàn)噸以上，可滿足30多萬(wàn)個(gè)城市家庭一天的供暖需求，也相當(dāng)于75年前全中國(guó)半天的煤炭開(kāi)采量。

　　這么大的開(kāi)采量需要多少工人？

　　“150多人?！毙烊疖娬f(shuō)，西灣露天煤礦以人工智能為核心，通過(guò)機(jī)械化換人、自動(dòng)化減人、智能化無(wú)人，實(shí)現(xiàn)減人增安、高效開(kāi)采。特別是投入應(yīng)用無(wú)人礦卡技術(shù)后，礦用卡車實(shí)現(xiàn)了“啟、裝、運(yùn)、卸、?！比鞒虩o(wú)人自主運(yùn)行，在生產(chǎn)任務(wù)不變、安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)不降的前提下，切實(shí)降低用工強(qiáng)度。

　　“現(xiàn)在我們所有礦卡都能自主規(guī)劃行進(jìn)路線、精準(zhǔn)?？啃遁d。除了每隔四、五天電鏟作業(yè)位置有大幅度移動(dòng)時(shí)，需要我們?nèi)斯ゑ{駛采集一次駕駛路線，再不用進(jìn)行別的人工干預(yù)了?！边\(yùn)輸段卡車駕駛員白輝輝熟練地駕駛著礦卡進(jìn)行裝卸運(yùn)輸作業(yè)，15分鐘就完成了線路采集工作。

　　科技創(chuàng)新賦能，讓煤炭生產(chǎn)的智能化水平不斷提升，同時(shí)也讓越來(lái)越多的員工得以離開(kāi)傳統(tǒng)煤炭生產(chǎn)高風(fēng)險(xiǎn)、高強(qiáng)度的崗位。

　　“露天煤礦的礦卡車型大、盲區(qū)多，作業(yè)安全隱患大。高粉塵、高噪音的生產(chǎn)環(huán)境對(duì)身體也有影響。”白輝輝對(duì)公司投用無(wú)人礦卡的探索十分滿意，“無(wú)人駕駛以后，一名司機(jī)在辦公室里遠(yuǎn)程監(jiān)控3輛礦卡，還有同事從駕駛員變成了‘程序員’?！?/p>

　　生產(chǎn)組織，“智慧大腦”巧管理

　　除了無(wú)人礦卡，西灣露天煤礦還有很多工作實(shí)現(xiàn)了無(wú)人化。

　　比如，智能無(wú)人裝車系統(tǒng)50秒就能裝滿一輛貨車，正以兩倍于人工的效率，給一線人員減了不少擔(dān)子，發(fā)運(yùn)效率也提升10%以上；智能穿爆系統(tǒng)，輸入煤巖、臺(tái)階參數(shù)等信息后，可自動(dòng)生成布孔設(shè)計(jì)并精準(zhǔn)尋孔，提升綜合作業(yè)效率……

　　大量無(wú)人化作業(yè)高度依賴數(shù)據(jù)分析和智能決策，西灣露天煤礦是如何實(shí)現(xiàn)的呢？

　　“靠的是一顆‘智慧大腦’完成統(tǒng)一調(diào)度?！备烊疖娮哌M(jìn)生產(chǎn)指揮中心，三幅巨型屏幕上實(shí)時(shí)顯示著煤炭生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)的畫(huà)面。細(xì)看屏幕，一道道線條勾勒出一輛輛無(wú)人駕駛電動(dòng)礦卡的行駛軌跡，載重、時(shí)速等數(shù)據(jù)應(yīng)有盡有。

　　這里承擔(dān)著礦區(qū)所有帶電設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)度管理的任務(wù)，涵蓋了煤炭生產(chǎn)的穿爆、采剝、輔助生產(chǎn)、供電、災(zāi)害防治、選煤等全部環(huán)節(jié)。而完成這些工作，僅需兩名調(diào)度員。

　　徐瑞軍解釋，這得益于2021年啟動(dòng)的智能礦山建設(shè)工作，西灣露天煤礦將智能礦山整體架構(gòu)與煤炭生產(chǎn)全流程結(jié)合，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)融合聯(lián)動(dòng)，形成了“采區(qū)卡車無(wú)人駕駛+地面系統(tǒng)無(wú)人值守”的露天煤礦生產(chǎn)模式。

　　礦區(qū)所有移動(dòng)設(shè)備的生產(chǎn)數(shù)據(jù)接入指揮中心，每天產(chǎn)生的交互數(shù)據(jù)大約有23萬(wàn)條。為了讓數(shù)據(jù)真正服務(wù)于生產(chǎn)決策、閉環(huán)管理，西灣露天煤礦搭建了智能綜合管控平臺(tái)，包括智能一體化生產(chǎn)控制系統(tǒng)、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、班組管理系統(tǒng)、礦山三維模型展示系統(tǒng)等多個(gè)模塊，解決了以往系統(tǒng)各自獨(dú)立引發(fā)的“信息孤島”問(wèn)題。

　　如今，這里已實(shí)現(xiàn)互通互聯(lián)、全面感知、高效管理——5G信號(hào)下礦、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上“云”、機(jī)器人穿梭巡檢、智能礦卡自動(dòng)作業(yè)、危險(xiǎn)邊坡智能預(yù)警、供配電系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制、坑下涌水自動(dòng)抽排……智能化礦山建設(shè)由此提速。

　　人員轉(zhuǎn)型，主動(dòng)擁抱新技術(shù)

　　在西灣露天煤礦遠(yuǎn)程駕駛艙，身著整潔工裝的電鏟遠(yuǎn)控操作員正精準(zhǔn)操縱著六公里之外的大型礦用電鏟完成行走、停靠、挖掘、回轉(zhuǎn)卸料等操作……

　　“這是我們正推進(jìn)的科研項(xiàng)目，通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)電鏟加裝高清攝像頭、防撞雷達(dá)、傾角儀等實(shí)時(shí)感知設(shè)備，使其實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、輔助裝車、自動(dòng)歸位等功能?！彪婄P遠(yuǎn)控運(yùn)維員李勇勇說(shuō)。

　　他正是白輝輝口中實(shí)現(xiàn)崗位變化的一員，今年8月他走下電鏟，加入了西灣露天煤礦智能化礦山建設(shè)團(tuán)隊(duì)。那時(shí)3號(hào)電鏟剛剛完成電鏟遠(yuǎn)程控制線控改造，具備了基本的遠(yuǎn)程操控和智能輔助功能。

　　據(jù)李勇勇介紹，國(guó)家能源集團(tuán)已有多家煤礦應(yīng)用了電鏟遠(yuǎn)控技術(shù)，西灣露天煤礦正在已有技術(shù)基礎(chǔ)上，創(chuàng)新開(kāi)發(fā)一鍵挖掘與卸載、健康管理、頭戴VR、裸眼3D等功能。其中，一鍵挖掘與卸載技術(shù)可以自動(dòng)挖掘與自找準(zhǔn)卸料，高效聯(lián)動(dòng)無(wú)人礦卡完成協(xié)同作業(yè)。健康管理支持?jǐn)?shù)字孿生、設(shè)備運(yùn)行詳情監(jiān)控與分析，實(shí)現(xiàn)智能遠(yuǎn)程運(yùn)維。

　　當(dāng)“古老蘊(yùn)藏”與現(xiàn)代科技相遇，“礦工”化身“程序員”的例子在西灣露天煤礦還有很多?！?0后”的無(wú)人駕駛運(yùn)維員馮保介也是其中之一。

　　見(jiàn)面時(shí)，馮保介正聚精會(huì)神盯著屏幕，查看無(wú)人駕駛卡調(diào)系統(tǒng)傳回的故障。他告訴我們，西灣露天煤礦的無(wú)人礦卡已經(jīng)常態(tài)化運(yùn)行半年多，平均效率達(dá)到人工的87%。但這項(xiàng)新技術(shù)在復(fù)雜路況安全性、輔助作業(yè)車輛協(xié)同、運(yùn)輸效率等方面還有很長(zhǎng)的路要走。

　　“比如，我們的無(wú)人礦卡運(yùn)輸煤炭時(shí)會(huì)經(jīng)過(guò)一段立交橋，沒(méi)有信號(hào)覆蓋，對(duì)車輛定位有較大影響，容易觸發(fā)車輛防護(hù)機(jī)制降低運(yùn)輸效率?！瘪T保介坦言。

　　對(duì)此，西灣露天煤礦正聯(lián)合中國(guó)中車開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)，通過(guò)感知手段對(duì)信號(hào)遮擋區(qū)域進(jìn)行識(shí)別，并將識(shí)別結(jié)果與車輛行進(jìn)路徑融合，運(yùn)用算法，輔助無(wú)人駕駛設(shè)備實(shí)現(xiàn)精確定位，從而徹底解決這一行業(yè)性難題。

　　“現(xiàn)在正在設(shè)計(jì)主機(jī)箱硬件，進(jìn)行計(jì)算軟件的可行性驗(yàn)證和架構(gòu)設(shè)計(jì)，后續(xù)會(huì)對(duì)軟硬件進(jìn)行部署、調(diào)試與測(cè)試?！瘪T保介笑著說(shuō)，“明年你再來(lái)時(shí)，就能看到無(wú)人駕駛的運(yùn)煤礦卡了。”

　　責(zé)任編輯：于學(xué)華