5G+智能采煤、5G+智能輔助運(yùn)輸、5G+無(wú)人機(jī)巡檢、5G+高清工業(yè)應(yīng)用視頻、5G+智能視頻分析平臺(tái)……各種各樣的5G 工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景讓人們?yōu)橹鸷?。在晉能控股集團(tuán)，用數(shù)字化、智能化技術(shù)武裝起來(lái)的5G+智慧礦山正在大放異彩，一個(gè)世界一流的高科技、高效率、智能化、環(huán)境友好型的現(xiàn)代能源旗艦勁旅正乘風(fēng)破浪，揚(yáng)帆起航。

“5G+”鋪就智能開(kāi)采“高速路”

2020 年11 月13 日上午8 時(shí)，晉能控股煤業(yè)集團(tuán)塔山礦調(diào)度指揮中心技術(shù)工人魏志強(qiáng)開(kāi)始了他一天的“采煤”工作。

“采煤設(shè)備確認(rèn)完畢，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程操控”……沒(méi)過(guò)幾秒鐘，正在井下8234 智能化工作面進(jìn)行安全巡查的綜采三隊(duì)黨支部書(shū)記李珂通過(guò)5G 可視手機(jī)向指揮中心進(jìn)行了確認(rèn)。只見(jiàn)魏志強(qiáng)輕點(diǎn)鼠標(biāo)，井下的采煤機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)等井下綜采設(shè)備相繼聯(lián)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。沒(méi)有機(jī)械的轟鳴、沒(méi)有飛揚(yáng)的煤塵，在整潔敞亮的調(diào)度指揮中心，只見(jiàn)在監(jiān)控屏幕上各類(lèi)數(shù)據(jù)的跳動(dòng)間，塔山礦8234 智能化工作面就源源不斷地將煤炭輸送到了地面儲(chǔ)煤倉(cāng)。

“這個(gè)5G 可視手機(jī)，圖像和聲音都特別清晰，沒(méi)有一點(diǎn)延遲，比咱們?cè)诘孛嬉曨l都流暢?！蔽褐緩?qiáng)介紹說(shuō)，“為了進(jìn)一步增加地面與井下生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)溝通的及時(shí)性，切實(shí)做到隨時(shí)掌握生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)情況，并能有效解決生產(chǎn)過(guò)程中存在問(wèn)題，我們礦依托已經(jīng)建成的井上下全覆蓋5G 網(wǎng)絡(luò)，為全礦相關(guān)生產(chǎn)區(qū)隊(duì)配備了礦用本安型5G 可視手機(jī)。該手機(jī)采用華為麒麟9905G SOC 旗艦級(jí)芯片，搭載EMUI 操作系統(tǒng)，在5G 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下能達(dá)到下載739Mbps，上傳139Mbps 的上網(wǎng)速率，是原來(lái)地面4G 網(wǎng)絡(luò)速率的15 倍，網(wǎng)絡(luò)傳輸能力實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，有效地保證了視頻和通話(huà)質(zhì)量的流暢性和穩(wěn)定性。”

“不光是5G 手機(jī)，基于5G 高速網(wǎng)絡(luò)，我們已實(shí)現(xiàn)高清工業(yè)視頻、智能視頻分析平臺(tái)、巡檢機(jī)器人、NB 無(wú)線(xiàn)傳感器等5G+應(yīng)用，5G+智慧礦山已走在了行業(yè)前列?！彼降V機(jī)電副總經(jīng)理張興介紹說(shuō)。目前，塔山礦正在積極探索5G 技術(shù)與人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新信息技術(shù)的融合，大力推進(jìn)5G 聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心建設(shè)，加快推進(jìn)“5G+智慧礦山”等一系列重大項(xiàng)目，為建設(shè)“創(chuàng)新、綠色、卓越、高效”的晉能控股集團(tuán)全面發(fā)力。

而在距離塔山煤礦大約8 公里的同忻礦，5G+智慧礦山建設(shè)也取得新突破。由“煤炭技能大師”楊繼彪帶領(lǐng)的研究生團(tuán)隊(duì)已完成了智能化綜放操作系統(tǒng)的第八次升級(jí)。

從2013 年8 月同忻礦“千萬(wàn)噸級(jí)高效綜采關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化示范工程”立項(xiàng)啟動(dòng)到2016 年底正式運(yùn)行，同忻礦建成國(guó)內(nèi)首個(gè)“智能化綜放工作面”，填補(bǔ)了煤炭行業(yè)智能化綜放工作面生產(chǎn)空白，獲煤炭工業(yè)科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。經(jīng)過(guò)4 年多的實(shí)踐探索，同忻礦智能化綜放工作面創(chuàng)新改進(jìn)支護(hù)初撐力智能補(bǔ)壓、三角區(qū)域割煤參數(shù)制定、融合小煤柱開(kāi)采、煤礦堅(jiān)硬頂板地面壓裂控制技術(shù)等30 多項(xiàng)，由最初的只能完成簡(jiǎn)單的系統(tǒng)指令到如今全系統(tǒng)智能融合，5G網(wǎng)絡(luò)一網(wǎng)承載，精確割煤、精準(zhǔn)放煤，自主完成智能化綜放工作面操作系統(tǒng)版本從4.0 到10.0 的升級(jí)，三代智能化綜放工作面從“水土不服”到全面符合實(shí)際安全生產(chǎn)條件，使智能化綜放開(kāi)采技術(shù)再完善、再提升，成為行業(yè)第一、世界一流。

“現(xiàn)在我們把井下放煤控制設(shè)備全部搬到了地面聯(lián)合樓‘創(chuàng)新工作室’里，通過(guò)大屏幕便可以實(shí)時(shí)觀看井下的采掘、運(yùn)輸、檢修等情況，真正實(shí)現(xiàn)了井下放煤與地面操控同步推進(jìn)……”同忻礦信息中心副主任宋春儒說(shuō)，“5G 建設(shè)項(xiàng)目為8102 智能化綜采工作面的數(shù)據(jù)傳輸和遠(yuǎn)程控制開(kāi)通了一條高速公路，讓智能化開(kāi)采通訊‘高速路’更快、更穩(wěn)定、更高效?！?/p>

“利用5G 網(wǎng)絡(luò)廣連接、大帶寬、超低時(shí)延的特性，井下可接入的設(shè)備更多了，我們從中獲取的數(shù)據(jù)將更為全面、精準(zhǔn)，以便更及時(shí)、準(zhǔn)確、高效地解決問(wèn)題。”宋春儒指著調(diào)度指揮中心大屏幕說(shuō)，“接入更多的設(shè)備，就意味著礦井的‘感官’更為敏銳，只要出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，便會(huì)通過(guò)4K 高清視頻畫(huà)面、NB 傳感器等設(shè)備將‘看到’的場(chǎng)景、‘感知’到的數(shù)據(jù)都能精準(zhǔn)迅速回傳至地面總調(diào)度室，我們就知道采取哪種措施在什么地方解決問(wèn)題。同時(shí)，‘搭乘’5G 網(wǎng)絡(luò)，井上井下實(shí)時(shí)通話(huà)，指令下達(dá)沒(méi)有了時(shí)延，安全性和生產(chǎn)效率都大大提高了?！?/p>

“以前放煤時(shí)，需要4 個(gè)工人操作一個(gè)工作面100 個(gè)放頂煤液壓支架，每個(gè)人需要按照經(jīng)驗(yàn)判斷時(shí)間，一個(gè)一個(gè)放，員工勞動(dòng)強(qiáng)度很高，且工作環(huán)境也不好?，F(xiàn)在有了可實(shí)時(shí)調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)的全自動(dòng)化放煤系統(tǒng)和5G 網(wǎng)絡(luò)，100 個(gè)放頂煤液壓支架只需一人操作便可定時(shí)同時(shí)放下，更加安全高效?！闭f(shuō)起放煤系統(tǒng)，該礦放煤操作員張?chǎng)稳鐢?shù)家珍。如今，矸石分離的效果更好了，原煤回收率相對(duì)提升了5～6 個(gè)百分點(diǎn)，原煤開(kāi)采量每個(gè)班提升了10%，工人們都笑得合不攏嘴了。

5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋后，應(yīng)用變得十分關(guān)鍵。在該礦聯(lián)合樓五樓的智能化創(chuàng)新工作室，圍繞智能系統(tǒng)應(yīng)用，技術(shù)人員們正在埋頭進(jìn)行著軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)和應(yīng)用設(shè)備的研發(fā)改造升級(jí)，加速5G 網(wǎng)絡(luò)與礦井實(shí)際應(yīng)用的深度融合。

“數(shù)智化”開(kāi)啟智慧礦山“新模式”

2020 年8 月18 日，塔山礦8222 工作面順利通過(guò)了國(guó)家“十三五”資源領(lǐng)域重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目——“千萬(wàn)噸級(jí)特厚煤層智能綜放開(kāi)采關(guān)鍵技術(shù)及示范”中期檢查驗(yàn)收，智能化工作面建設(shè)取得了階段性成效。提起這件事，每個(gè)“塔山人”的心里都是喜滋滋的，眉眼中透著自豪。

“這是我國(guó)年產(chǎn)1500 萬(wàn)噸特厚煤層智能化綜放工作面建設(shè)示范工程，從2019 年2 月正式投入生產(chǎn)至今，已經(jīng)累計(jì)生產(chǎn)原煤1400 萬(wàn)噸。智能化讓煤炭開(kāi)采更加安全高效?！彼降V監(jiān)控中心主任張慧說(shuō)，“我們還投入使用了產(chǎn)量平衡時(shí)空預(yù)警系統(tǒng)、無(wú)軌膠輪車(chē)智能調(diào)度系統(tǒng)、安全雙重預(yù)防管理信息系統(tǒng)和智能巡檢機(jī)器人等一大批在行業(yè)內(nèi)達(dá)到世界先進(jìn)水平的優(yōu)秀科技成果，礦井基本實(shí)現(xiàn)人員、設(shè)備、環(huán)境實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)感知。截至目前，我們礦井已完成4 個(gè)智能化綜放工作面的建設(shè)，礦井智能化工作面占比達(dá)到100%，實(shí)現(xiàn)了效率、效益的雙提升?！?/p>

在塔山礦調(diào)度指揮中心，工作人員正緊盯大屏幕觀察著井下采掘設(shè)備、通風(fēng)、運(yùn)輸?shù)葘?shí)時(shí)數(shù)據(jù)，分析判斷著當(dāng)前井下的生產(chǎn)狀態(tài)。在這里，全礦安全生產(chǎn)各類(lèi)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)一目了然，在三維模擬的形式下，井下生產(chǎn)更為立體、直觀。綜合調(diào)度、生產(chǎn)管理、機(jī)電管理、位置服務(wù)等模塊系統(tǒng)多維關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了綜采設(shè)備的遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制及“監(jiān)、管、控一體化”全流程數(shù)字化運(yùn)行。

張慧指著調(diào)度指揮中心大屏幕說(shuō)：“礦山云圖智能決策大數(shù)據(jù)平臺(tái)集中了煤礦開(kāi)采的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)與應(yīng)用系統(tǒng)的融合。通過(guò)三維模擬的形式，一分鐘就可以掌握井下和井上安全生產(chǎn)環(huán)節(jié)的情況。你看，通過(guò)綜合調(diào)度模塊，可以實(shí)時(shí)了解工作面設(shè)備的開(kāi)停狀態(tài)；通過(guò)計(jì)量設(shè)備模塊，盤(pán)區(qū)主風(fēng)機(jī)等數(shù)據(jù)全部都能實(shí)時(shí)調(diào)取出來(lái)……有什么問(wèn)題，一目了然，解決問(wèn)題更方便、精準(zhǔn)了?！?/p>

而同樣在同忻礦調(diào)度室旁的數(shù)據(jù)中心控制室里，15 臺(tái)各種數(shù)據(jù)采集電腦正在實(shí)時(shí)分析和采集井下的各種安全數(shù)據(jù)為調(diào)度中心的安全決策提供依據(jù)。

“‘?dāng)?shù)字化智慧調(diào)度管理中心’集成了一通三防、主扇運(yùn)行、瓦斯抽放監(jiān)測(cè)等24 個(gè)綜合安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，井上井下完全遠(yuǎn)程集中自動(dòng)化控制，安全全面可控?！蓖玫V智能化系統(tǒng)研發(fā)負(fù)責(zé)人陳軍介紹說(shuō)。同忻礦開(kāi)發(fā)了設(shè)備終身數(shù)據(jù)庫(kù)，設(shè)備維檢人員通過(guò)設(shè)備信息APP，就可自動(dòng)采集、統(tǒng)計(jì)、分析和反饋設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，并精準(zhǔn)、快速地查明設(shè)備故障原因、消除了安全生產(chǎn)隱患。我們還通過(guò)數(shù)據(jù)比對(duì)，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中各種詳細(xì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究后，先后分析完成了智能化工作面礦壓監(jiān)測(cè)及頂板斷裂位置研究、特厚煤層堅(jiān)硬頂板條件下孤島工作面小煤柱留設(shè)寬度的研究應(yīng)用和智能化工作面頂板斷裂方式及礦壓規(guī)律研究等技術(shù)理論。安全管理人員依據(jù)所采集的大數(shù)據(jù)，進(jìn)行總結(jié)、分析，創(chuàng)新實(shí)施了采用“三支架+木垛”聯(lián)合尾巷支護(hù)方案、圍巖壓力和圍巖變形在線(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、錨桿組合間合理排距等工作新方法，創(chuàng)造近千萬(wàn)元經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了礦井“‘管控營(yíng)’一體化、安全可靠化、管理高效化、效益最大化”。此外，安全生產(chǎn)過(guò)程中的各種大數(shù)據(jù)，還為礦井“工作面地面覆蓋層打孔抽排瓦斯”“煤水共采、廢熱利用”等重點(diǎn)項(xiàng)目實(shí)施提供了可靠的方案依據(jù)。

“路線(xiàn)圖”打造智慧礦山“排頭兵”

5G 賦能智慧礦山，是當(dāng)前煤炭產(chǎn)業(yè)與時(shí)代同頻共振，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要途徑。晉能控股集團(tuán)堅(jiān)持以“六新”突破為牽引，按照山西省委“四為四高兩同步”的總體思路和要求，重新梳理了智慧礦山建設(shè)思路,立足當(dāng)前、規(guī)劃未來(lái),制定了智慧礦山建設(shè)“路線(xiàn)圖”，確保5G+智慧礦山建設(shè)做到統(tǒng)籌規(guī)劃、合理布局、推進(jìn)有序，推動(dòng)企業(yè)高質(zhì)量轉(zhuǎn)型發(fā)展。

“我們計(jì)劃通過(guò)三年來(lái)打造5G+智慧礦山。2020年，重點(diǎn)完善綜合自動(dòng)化、基礎(chǔ)平臺(tái)及應(yīng)用系統(tǒng)，建成統(tǒng)一完備的傳輸網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)管理平臺(tái)、系統(tǒng)平臺(tái)、智能分析平臺(tái)；2021 年，深度融合自動(dòng)化與信息化，提升礦山智能化的應(yīng)用水平；2022 年，完成智能分析、智能聯(lián)動(dòng)、智能決策平臺(tái)軟件的應(yīng)用，最終實(shí)現(xiàn)礦井‘管控營(yíng)’一體化、安全可靠化、管理高效化、效益最大化的目標(biāo)?！蓖玫V信息中心副主任宋春儒說(shuō)。

同樣，根據(jù)智慧礦山建設(shè)規(guī)劃，塔山礦計(jì)劃通過(guò)40 個(gè)項(xiàng)目、3 年時(shí)間來(lái)完成智慧礦山建設(shè)。

目前，晉能控股集團(tuán)正圍繞礦山智慧大腦綜合基礎(chǔ)平臺(tái)、智能裝備和機(jī)器人、煤礦大數(shù)據(jù)三大方向，構(gòu)建起5G+萬(wàn)兆工業(yè)環(huán)網(wǎng)有線(xiàn)無(wú)線(xiàn)雙網(wǎng)融合的網(wǎng)絡(luò)大平臺(tái)基礎(chǔ)。規(guī)劃建設(shè)一個(gè)集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享、各專(zhuān)業(yè)快速聯(lián)動(dòng)于一體的智能化調(diào)度指揮中心，使其成為智慧礦山的‘大腦’。同時(shí)，依托5G+智能化聯(lián)創(chuàng)實(shí)驗(yàn)室，規(guī)劃在人工智能、工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、智慧能耗管理、基于無(wú)人駕駛的井下智慧交通、基于萬(wàn)物互聯(lián)的煤礦大數(shù)據(jù)分析等方面，深入開(kāi)展5G+研究，切實(shí)推動(dòng)人工智能技術(shù)與現(xiàn)代煤炭開(kāi)發(fā)利用的深度融合，全面推進(jìn)“5G+智慧礦山”建設(shè)，全面打造具有自主感知、自主決策的集成智慧礦山示范礦井。