文/劉亞軍 居晉生

打造“最強大腦”，建設“一個中心”；打通“礦山筋脈”，建設“一張網(wǎng)”；打造“管家上線”，建設“一個平臺”；練好“強健內(nèi)功”，組建“一支隊伍”；應用“體系支撐”，探索“一條路徑”

推進煤礦智能化建設是煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心支撐，國家明確提出“到2025年，大型煤礦和災害嚴重煤礦基本實現(xiàn)智能化?！鄙轿鹘姑何魃矫弘娂瘓F公司屯蘭礦屬于煤與瓦斯突出礦井，五大自然災害俱存。為建設本質(zhì)安全型智能化礦井，屯蘭礦通過對礦井現(xiàn)有條件充分評估論證，建設性地提出構(gòu)建一個中心、一張網(wǎng)、一個平臺、一支隊伍、一條路徑“五個一”智能化礦山建設體系，通過以建設云數(shù)據(jù)中心、萬兆工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)等信息基礎(chǔ)設施為主要途徑，實現(xiàn)礦井各大生產(chǎn)系統(tǒng)自感知、自決策、自執(zhí)行。截至目前，智能化礦山建設已初具規(guī)模，為打造安全智能綠色高效礦井、實現(xiàn)企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。

一、打造“最強大腦”，建設“一個中心”

云數(shù)據(jù)中心是智能化礦山的大腦，是煤礦信息化基礎(chǔ)設施的重要組成部分，在煤礦智能化建設中具有重要的作用。

屯蘭礦云數(shù)據(jù)中心于2019年建設完成并投入使用，按照國家C級標準進行建設，占地面積170m2。機房采用華為模塊化數(shù)據(jù)中心解決方案，簡化了數(shù)據(jù)中心的管理，提高了數(shù)據(jù)中心標準化。機房配備有完善的動環(huán)監(jiān)測系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)中心的供電、消防、視頻、運行環(huán)境進行24小時實時監(jiān)測，可對采集到的數(shù)據(jù)實時分析，對機房內(nèi)的異常情況實時報警，確保數(shù)據(jù)中心安全運行。

云數(shù)據(jù)中心投用后，將現(xiàn)有的業(yè)務系統(tǒng)逐步遷移上云，淘汰了不安全、不穩(wěn)定的服務器，同時解決了“煤礦只要上信息化項目，就要購買物理服務器”的問題，縮短了項目實施周期，降低了項目投資成本，簡化了系統(tǒng)運維，實現(xiàn)了計算、存儲資源的動態(tài)管理，保障了智能礦山應用層的安全穩(wěn)定運行。

同時，建設“云數(shù)據(jù)中心”，基于服務器集群有效解決了硬件單點故障造成網(wǎng)站服務的中斷問題，同時避免了建設初期投入大量的硬件購置成本。通過超融合、虛擬化、云計算、信息安全等技術(shù)，實現(xiàn)網(wǎng)絡資源、計算資源、存儲資源的按需分配，同時可與集團云數(shù)據(jù)中心對接，構(gòu)成集團云數(shù)據(jù)災備中心，為智能化礦山云數(shù)據(jù)中心安全穩(wěn)定運行保駕護航。

云數(shù)據(jù)中心采用浪潮InCloud Sphere企業(yè)級服務器虛擬化技術(shù)，搭建礦端私有云，實現(xiàn)了計算、存儲資源的充分利用、高效部署以及機房的節(jié)能環(huán)保。按照當前使用情況，數(shù)據(jù)中心可虛擬出約150臺服務器，能夠滿足智能化礦井對數(shù)據(jù)處理的使用需求。

二、打通“礦山筋脈”，建設“一張網(wǎng)”

網(wǎng)絡是智能化礦山的“高速公路”，是實現(xiàn)信息化建設的根本。只有實現(xiàn)了網(wǎng)絡的聯(lián)通，才能具備智能化建設的基本條件。

屯蘭礦萬兆工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)于2019年開始建設，現(xiàn)已完成整個環(huán)網(wǎng)的建設。建成后的環(huán)網(wǎng)覆蓋全礦井下各盤區(qū)及地面4個風機房和1個抽放泵站。該環(huán)網(wǎng)主干網(wǎng)絡帶寬達到10Gbps，二級交換機接入網(wǎng)絡采用1000Mbit/s工業(yè)以太網(wǎng)，具備組環(huán)功能，網(wǎng)絡自愈時間小于30ms，為智能礦山建設提供了高帶寬、低延時、高冗余的數(shù)據(jù)傳輸保障。在有線網(wǎng)絡不斷拓展完善的同時，智能工作面、井下大巷、地面辦公樓等局部區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了WiFi無線通信，實現(xiàn)了礦井“有線+無線”覆蓋的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡。

屯蘭礦井下現(xiàn)有工業(yè)有線網(wǎng)四套：一是瓦斯專用環(huán)網(wǎng)；二是電力環(huán)網(wǎng)；三是硬視頻專用網(wǎng)，負責承載工業(yè)視頻數(shù)據(jù)傳輸；四是綜合數(shù)據(jù)環(huán)網(wǎng)，承載頂板監(jiān)測、皮帶運輸、智能化工作面、架空人車、人員定位等井下所有生產(chǎn)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸。

建設“一張網(wǎng)融合通信”，基于煤礦原有無線通信系統(tǒng)和工業(yè)環(huán)網(wǎng)，逐步推進“有線+無線”通信專網(wǎng)系統(tǒng)在煤礦井下的全覆蓋，網(wǎng)絡覆蓋下的視頻、數(shù)據(jù)通信，有效整合人、車、物、井下環(huán)境的精準感知，通過移動、固定設備的遠程精準控制，建設煤礦智能型通信網(wǎng)絡，為實現(xiàn)礦山的信息化、自動化和智能化提供更高速、更可靠、更高效的信息傳輸通道。

三、打造“管家上線”，建設“一個平臺”

隨著礦井信息化、智能化建設的快速推進，由于沒有統(tǒng)一的平臺與標準規(guī)范，數(shù)據(jù)孤島、系統(tǒng)林立的現(xiàn)象逐步凸顯。而根據(jù)礦井安全生產(chǎn)實際與標準要求，也需要一套對礦井安全、生產(chǎn)、經(jīng)營全方位信息化管理、動態(tài)實時監(jiān)控、智能指揮決策的數(shù)字化管控平臺。

屯蘭礦結(jié)合山西焦煤安全生產(chǎn)經(jīng)營數(shù)字化管控平臺的建設，開展礦端平臺建設。焦煤安全生產(chǎn)經(jīng)營數(shù)字化管控平臺屯蘭礦端系統(tǒng)基于GIS圖譜技術(shù)協(xié)同的決策管理平臺，通過空間數(shù)據(jù)引擎，建立地測防治水、生產(chǎn)技術(shù)、“一通三防”、機電運輸、安全管理、經(jīng)營管理等一體化數(shù)據(jù)庫，以分布式的網(wǎng)絡應用為基礎(chǔ)環(huán)境，實現(xiàn)了安全生產(chǎn)運營統(tǒng)一集成；通過礦井各專業(yè)子系統(tǒng)與平臺的集成，實現(xiàn)排水監(jiān)控、瓦斯抽采監(jiān)測、大型設備在線監(jiān)測、瓦斯監(jiān)測、作業(yè)人員定位監(jiān)測、綜合自動化控制、工業(yè)視頻等系統(tǒng)的實時監(jiān)測監(jiān)控，并實現(xiàn)了采掘工作面的關(guān)聯(lián)報警、一鍵應急救援；通過龍軟GIS3.2，實現(xiàn)了煤礦各大系統(tǒng)相關(guān)圖表與數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，并支持多專業(yè)專題圖形處理的分布式協(xié)同工作等，保證圖形數(shù)據(jù)在線編輯的一致性。此外，基于大數(shù)據(jù)管理、處理技術(shù)以及統(tǒng)一GIS服務平臺，實現(xiàn)了煤礦“水、火、瓦斯、煤塵、頂板”安全生產(chǎn)信息及產(chǎn)、運、銷等經(jīng)營管理數(shù)據(jù)的集成管理、大數(shù)據(jù)應用和生產(chǎn)決策，實現(xiàn)安全生產(chǎn)經(jīng)營數(shù)據(jù)實時管控、日結(jié)日清，提高了經(jīng)營礦井管控水平。

隨著屯蘭礦“安全生產(chǎn)經(jīng)營數(shù)字化管控平臺”建設完成，數(shù)據(jù)采集、傳輸、分析、輸出和決策支持模型的建立完善，實現(xiàn)了對礦區(qū)內(nèi)各個生產(chǎn)、安全子系統(tǒng)的全面集成融合和數(shù)據(jù)共享交換，大大提高了煤礦信息化技術(shù)、管理及運營水平，降低了安全生產(chǎn)事故的發(fā)生概率。同時，建設供電、排水、壓風、局部通風、主運輸、輔助運輸、智能卡領(lǐng)料系統(tǒng)、班組核算、電費考核等“N”個專業(yè)應用系統(tǒng)，逐步實現(xiàn)了全礦井人、財、物、產(chǎn)、供、運整個信息鏈的信息融通，實現(xiàn)了礦山資源與開采環(huán)境智能化、技術(shù)設備智能化、生產(chǎn)過程控制可視化、信息傳輸網(wǎng)絡化、生產(chǎn)管理與決策及生產(chǎn)經(jīng)營科學化，保障了礦井安全生產(chǎn)。

四、練好“強健內(nèi)功”,組建“一支隊伍”

培養(yǎng)與智能化系統(tǒng)、設備相適應的人才，是煤礦智能化建設的成功之本。屯蘭礦組建“一支隊伍”，即培養(yǎng)、儲備煤礦智能化人才，以解決煤礦智能化管理、運維方面的人才匱乏的問題。

屯蘭礦立足實際、著眼長遠，積極構(gòu)建新時期人才培養(yǎng)體系，成立以技術(shù)創(chuàng)新辦公室為核心的智能化建設人才培養(yǎng)領(lǐng)導小組，加大人才“菜單式”培訓力度，設立信息化技術(shù)培訓平臺，本著“缺什么，補什么”的原則，通過采取專題培訓、技能大師“傳幫帶”、到設備廠家學習、邊建設邊培訓等多種方式，形成以職工創(chuàng)新工作室為依托的人才培養(yǎng)模式，加快培養(yǎng)了一批智能化建設領(lǐng)軍人才，打造了一支適應智能化礦井發(fā)展的素質(zhì)高、技術(shù)好、作風硬的專業(yè)技術(shù)人才隊伍。截至目前，全礦共培養(yǎng)了20多名專業(yè)智能化管理人員，18名信息化管理和運維工程師，60多名井下各類巡檢工，10多名地面集控工，在各個崗位發(fā)揮了重要的作用。

同時，加快完善機制，強化責任落實，建立由科研、業(yè)務部門以及合作院校組成的技術(shù)指導服務隊伍，結(jié)合實際，研究攻克智能化建設中的難題。每年初根據(jù)智能化礦井建設需求，制定并下發(fā)各系統(tǒng)本年度的重點科研項目，由各專業(yè)副總牽頭，相關(guān)職能部門技術(shù)負責人配合按計劃組織實施，對項目進展情況實行月匯總、季考核制度，采取完成一項、驗收一項、獎勵一項的辦法，激勵全員參與解決智能化建設過程中存在的問題。

五、應用“體系支撐”，探索“一條路徑”

“一條路徑”，即“屯蘭模式”。智慧礦山建設是多個系統(tǒng)融合運行的系統(tǒng)工程，基礎(chǔ)設施建設是重中之重，要做好頂層設計、分步實施，以完善的設計規(guī)劃與扎實的分步實施為煤礦智能化建設提供重要保障。

屯蘭礦根據(jù)國家部委、山西省能源局印發(fā)的《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展指導意見》《煤礦智能化建設指南》《山西省煤礦智能化建設實施意見》等文件要求，按照“總體規(guī)劃、分步實施、減人提效、穩(wěn)步推進”的總體要求，堅持“前瞻性、先進性、可靠性、實用性、開放性”的設計原則，制定《屯蘭礦智慧礦山1.0建設方案》。

《屯蘭礦智慧礦山1.0建設方案》瞄準建設高級智能化礦井目標，對照《智能化煤礦（井工）分類、分級技術(shù)條件與評價》標準，按照智能化煤礦評價指標體系，從信息基礎(chǔ)設施、智能地質(zhì)保障、智能掘進、智能開采、智能主煤流運輸、智能輔助運輸、智能通風與壓風、智能供電與排水、智能安全、智慧管理等方面進行建設與完善。同時，按照前瞻性與分步實施原則、先進性與成熟性原則、實用性與易用性原則、安全性原則、可擴展性原則統(tǒng)籌推進，提出一年一個大項目投入，逐步形成屯蘭礦智能化礦山標準規(guī)范體系與智能管控體系，實現(xiàn)減人提效、安全綠色的智能化礦山建設目標。

屯蘭礦智能化礦井基礎(chǔ)設施建設始于2017年，歷時5年的發(fā)展建設，嚴格按照智慧礦山1.0方案實施，于2019年建設投運云數(shù)據(jù)中心，2020年建設投運萬兆工業(yè)環(huán)網(wǎng)，2021年建設安全生產(chǎn)經(jīng)營數(shù)字化管控平臺，2022年初建設投運現(xiàn)代化的生產(chǎn)調(diào)度指揮中心，探索出了一條獨具特色的“屯蘭模式”。

六、構(gòu)建“五個一”智能化礦山建設體系取得的成效

通過構(gòu)建“五個一”智能化礦山建設體系，屯蘭礦在安全生產(chǎn)、經(jīng)濟效益等方面取得顯著成效。

一是建設智能化體系，推進安全管理。通過平臺管控實現(xiàn)安全信息一體化管理，進而提高了礦井安全系數(shù)；通過“一張網(wǎng)”通信融合以及礦井“一張圖”等實現(xiàn)“人、機、環(huán)、管”融合，進而提高了突發(fā)應急事件的處置效率，大大提高了煤礦安全系數(shù)；通過智能化礦井建設實現(xiàn)安全管理科學化、規(guī)范化、系統(tǒng)化、標準化，堵塞了安全管理漏洞，提高了職工安全意識與安全技能，杜絕了重傷以上事故，保持了安全生產(chǎn)平穩(wěn)健康發(fā)展態(tài)勢。

二是推行智能化開采，提高生產(chǎn)成效。屯蘭礦智能化建設為采掘提供了全新的自動化生產(chǎn)組織方式以及一整套工作面無人化自動裝備，大大提高了礦井生產(chǎn)效率，實現(xiàn)了煤礦生產(chǎn)集約化、自動化與信息化，提升了集團公司的核心競爭力。其中，已建成的智能化綜采工作面日產(chǎn)量達到5600噸，采煤效率提高66.7%；智能掘進工作面進尺效率與現(xiàn)同等條件相比提高26%。

三是構(gòu)建智能化礦山，創(chuàng)造經(jīng)濟成效。通過智能化建設，大幅削減了人工與設備維護成本，實現(xiàn)了“減人提效、節(jié)能降耗”，其中已建成智能化綜采工作面的生產(chǎn)班作業(yè)人員方面減少53.5%；智能化掘進工作面的生產(chǎn)班人員減少38%；井下變電所全部實現(xiàn)無人值守；南三下組煤變電所引進智能巡檢機器人等，通過流程優(yōu)化、閉環(huán)管控，減少了中間環(huán)節(jié)，間接經(jīng)濟效益十分明顯。云數(shù)據(jù)中心、集控中心等項目的建設，實現(xiàn)了網(wǎng)絡、系統(tǒng)、數(shù)據(jù)集中管理，減少了維護與運行成本，創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟效益。