蘇紅俊

（國(guó)能準(zhǔn)能集團(tuán)有限責(zé)任公司 哈爾烏素露天煤礦，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300）

國(guó)家能源集團(tuán)公司哈爾烏素露天煤礦位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市準(zhǔn)格爾旗，礦區(qū)面積67 km2。當(dāng)前，哈爾烏素露天煤礦開(kāi)采中智能化系統(tǒng)應(yīng)用已經(jīng)初具規(guī)模，大大提升了實(shí)際生產(chǎn)水平，但應(yīng)用仍存在如下的問(wèn)題[1]：①由于工作環(huán)境復(fù)雜惡劣，需要格外增派人員配合電鏟司機(jī)作業(yè)，遙控人員容易誤操作，引發(fā)安全事故；②遙控人員與電鏟司機(jī)協(xié)同作業(yè)時(shí)，需要隨時(shí)溝通進(jìn)而操作，不僅增加工作人員的負(fù)擔(dān)，而且降低工作效率；③智能追蹤技術(shù)在礦山機(jī)電領(lǐng)域應(yīng)用極少，礦山資源作為人類(lèi)生產(chǎn)和生活必不可少的推動(dòng)力，智能追蹤技術(shù)將為其帶來(lái)新的科技革命和產(chǎn)業(yè)變革。因此，在充分立足現(xiàn)實(shí)條件基礎(chǔ)上，進(jìn)行綜合分析，最終提出最優(yōu)化建議。

1 哈爾烏素露天煤礦智能化發(fā)展

1.1 智能化技術(shù)改進(jìn)了傳統(tǒng)作業(yè)困境

哈爾烏素露天煤礦在積極推動(dòng)智慧化技術(shù)與生產(chǎn)管理有效結(jié)合的過(guò)程中，尤其是人工動(dòng)手操作裝車(chē)技術(shù)的應(yīng)用，突破了傳統(tǒng)的管理方式，提升了現(xiàn)代管理的效率[2]。

哈爾烏素選煤廠2 套快速定量裝車(chē)站此前一直采用人工手動(dòng)作裝車(chē)，對(duì)人的依賴(lài)性強(qiáng)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，裝車(chē)效率不高。為提升裝車(chē)作業(yè)效率，減輕職工負(fù)擔(dān)，針對(duì)存在的問(wèn)題，科學(xué)技術(shù)研究院聯(lián)合天津美騰科技股份有限公司經(jīng)過(guò)2 年的持續(xù)攻關(guān)，成功研制了全自動(dòng)智能裝車(chē)系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用圖像、激光、紅外等多項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)，通過(guò)開(kāi)發(fā)智能控制程序，實(shí)現(xiàn)了裝車(chē)和配煤過(guò)程的全自動(dòng)運(yùn)行。2020 年1 月至今，2套智能裝車(chē)系統(tǒng)已連續(xù)安全運(yùn)行近1 年，累計(jì)自動(dòng)裝車(chē)4 200 余列，大幅減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，裝車(chē)效率得到提升，指標(biāo)滿(mǎn)足要求。智能裝車(chē)系統(tǒng)取代了繁重的體力勞動(dòng)，降低管理成本，大幅提高裝車(chē)合格率，提升崗位效率和管理水平，取得了顯著的成效。

1.2 智慧化安全管理體系全面建設(shè)

哈爾烏素露天煤礦生產(chǎn)中強(qiáng)化安全管理，塑造良好的安全管理氛圍，是煤礦實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的重要條件。哈爾烏素露天煤礦在生產(chǎn)中積極與智慧化技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)建了系統(tǒng)的智慧化安全管理體系[3-4]。

智能防撞預(yù)警系統(tǒng)有效滿(mǎn)足了當(dāng)前安全生產(chǎn)的要求。這一系統(tǒng)主要原理為GPS 模塊將采集得到實(shí)時(shí)的單個(gè)運(yùn)輸車(chē)輛位置坐標(biāo)，采用高精度GPS 定位技術(shù)得到車(chē)輛的精確坐標(biāo)位置；之后運(yùn)用射頻通信技術(shù)，將車(chē)輛之間的坐標(biāo)互換，同時(shí)將車(chē)輛的坐標(biāo)和信息通過(guò)液晶屏幕顯示；最后通過(guò)語(yǔ)音模塊導(dǎo)出，根據(jù)事先預(yù)定的報(bào)警，給出相應(yīng)的預(yù)警信號(hào)[5-7]。

在創(chuàng)新應(yīng)用中，哈爾烏素露天煤礦智能防撞預(yù)警系統(tǒng)取得了巨大的成功，獲得了諸多專(zhuān)利：一種露天礦車(chē)輛防撞預(yù)警系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)專(zhuān)利、一種露天礦車(chē)輛預(yù)警預(yù)控系統(tǒng)專(zhuān)利、一種露天礦車(chē)載監(jiān)控及超速和防撞預(yù)警裝置專(zhuān)利等，這些專(zhuān)利的申請(qǐng)彰顯了智能化安全體系構(gòu)建發(fā)揮了重要促進(jìn)作用。

1.3 智能化提升了企業(yè)發(fā)展市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力

露天煤礦智能調(diào)度系統(tǒng)的應(yīng)用能充分滿(mǎn)足生產(chǎn)高效的要求，在快速而精準(zhǔn)的操作下實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)轉(zhuǎn)，提升作業(yè)效率。哈爾烏素露天煤礦智能組織調(diào)度指揮系統(tǒng)，是集無(wú)人運(yùn)輸和有人運(yùn)輸為一體的全方位、多層次的統(tǒng)一調(diào)度指揮系統(tǒng)。該系統(tǒng)依托我國(guó)自主研發(fā)的智慧礦山技術(shù)，開(kāi)創(chuàng)性地將無(wú)人駕駛礦卡、露天礦智能作業(yè)與監(jiān)控系統(tǒng)作為全礦生產(chǎn)作業(yè)設(shè)備智能化生產(chǎn)的核心抓手，實(shí)現(xiàn)無(wú)人運(yùn)輸、有人運(yùn)輸、有人與無(wú)人混編作業(yè)的全方位調(diào)度管理，為全礦無(wú)人化建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在對(duì)露天礦采運(yùn)排作業(yè)進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程智能化生產(chǎn)指揮和生產(chǎn)管理的過(guò)程中，露天煤礦智能生產(chǎn)調(diào)度指揮系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)所有生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)在網(wǎng)、在線(xiàn)，為智慧礦山的生產(chǎn)管理提供完備的信息化基礎(chǔ)[8-9]。

哈爾烏素露天煤礦智能生產(chǎn)調(diào)度指揮系統(tǒng)融合設(shè)備智能調(diào)度、無(wú)人礦卡運(yùn)輸、地圖管理更新、設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析等關(guān)鍵技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)礦山全部有人設(shè)備和無(wú)人設(shè)備安全運(yùn)行、協(xié)同高效工作、采運(yùn)排智能化生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，將智能化工作與資產(chǎn)效益提升充分結(jié)合，從根本上提升企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

2 哈爾烏素露天煤礦智能系統(tǒng)構(gòu)建存在問(wèn)題

2.1 跟蹤系統(tǒng)需要及時(shí)改進(jìn)

在哈爾烏素露天煤礦智能系統(tǒng)構(gòu)建中，切實(shí)需要建設(shè)高水平的、定位精確高的職能跟蹤系統(tǒng)，尤其體現(xiàn)在露天煤礦綜采設(shè)備激光跟蹤應(yīng)用上。這一系統(tǒng)的應(yīng)用主要是為了積極改變以往煤礦綜采設(shè)備無(wú)法精確定位，導(dǎo)致安全事故發(fā)生，設(shè)備生產(chǎn)效率低下等問(wèn)題。露天煤礦智能跟蹤系統(tǒng)對(duì)于裝車(chē)設(shè)備、防撞預(yù)警系統(tǒng)等應(yīng)用起著重要的支持作用。而在當(dāng)前應(yīng)用中，關(guān)于智能化系統(tǒng)科學(xué)化構(gòu)建存在一定偏差，在一定程度上導(dǎo)致跟蹤系統(tǒng)建設(shè)未能受到足夠重視，未能根據(jù)地質(zhì)特征實(shí)現(xiàn)及時(shí)調(diào)整?，F(xiàn)代化煤礦發(fā)展中，根據(jù)智能化技術(shù)的發(fā)展，建設(shè)無(wú)人開(kāi)采體系是非常重要的。而在煤礦安全生產(chǎn)相關(guān)規(guī)定中，采剝工作面推進(jìn)過(guò)程中必須使工作面做到工作幫整齊，挖掘后的地表平整，也就是所謂的“幫齊地平”。為了保證工作面的幫齊地平，及時(shí)針對(duì)工作面進(jìn)行調(diào)整、調(diào)水平、調(diào)高低等一系列的操作，這對(duì)于工藝的要求也是非常高的。而面對(duì)哈爾烏素露天煤礦在綜采面跟蹤設(shè)備的應(yīng)用改進(jìn)中，需要明確的是工作面的環(huán)境本身帶有較大的復(fù)雜性，跟蹤系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)存在一定的局限性，在運(yùn)用可視化技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程干預(yù)尚未能就統(tǒng)一的地理坐標(biāo)實(shí)現(xiàn)精確的描述。而綜采設(shè)備則未能結(jié)合煤層地質(zhì)特征上自行適應(yīng)調(diào)整相關(guān)的設(shè)備參數(shù)，這樣人工需要進(jìn)行不斷地頻繁干預(yù)，在一定程度上嚴(yán)重影響了露天采掘設(shè)備的智能感知能力和智能決策水平。面對(duì)這一問(wèn)題，哈爾烏素煤礦的相關(guān)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到，必須形成精確定位的跟蹤技術(shù)是綜采工作智能化系統(tǒng)構(gòu)建的核心問(wèn)題之一。而跟蹤系統(tǒng)的建設(shè)是多樣化的，一方面，前期需要對(duì)工作面進(jìn)行地質(zhì)勘探；另一方面，因工作面環(huán)境復(fù)雜，需要克服煤塵、水汽、電磁干擾和設(shè)備機(jī)體振動(dòng)以及散熱條件差等不利因素的影響，具有較強(qiáng)的適用性，同時(shí)定位誤差不會(huì)積累，能長(zhǎng)時(shí)間高精度穩(wěn)定工作。

哈爾烏素露天煤礦跟蹤系統(tǒng)應(yīng)用中，未能針對(duì)傳統(tǒng)定位方法基礎(chǔ)上的多種定位方法進(jìn)行綜合的應(yīng)用，以此在定位過(guò)程中未能實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，導(dǎo)致跟蹤定位存在較大的誤差。傳統(tǒng)的定位方法是將采掘設(shè)備的某一特定坐標(biāo)為定位進(jìn)行精準(zhǔn)的檢測(cè)，定位基準(zhǔn)伴隨著工作面的推進(jìn)而不斷的變化，該方法能夠?qū)Σ擅涸O(shè)備的位置實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)，但存在較大的誤差。超聲帶定位方法相比傳統(tǒng)的定位方法能夠通過(guò)納秒微差級(jí)的非正弦曲線(xiàn)波窄脈沖進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的定位，且抗干擾能力較強(qiáng)，傳播速度快，投入成本也是較小的，但在露天煤礦采掘工作面中，由于設(shè)備所在平盤(pán)的車(chē)輛密度較高，車(chē)輛的金屬表面會(huì)對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行反射，從而導(dǎo)致刷新率調(diào)低，也影響了其定位的精度和效率。慣性導(dǎo)航定位法作為一件智能自主的導(dǎo)航系統(tǒng)，需要陀螺儀和加速度計(jì)的積分運(yùn)算和航跡推算，從而實(shí)現(xiàn)為采掘設(shè)備提供位置、速度和方位，根據(jù)多種參數(shù)的計(jì)算，精確確定采煤設(shè)備的位置坐標(biāo)和相應(yīng)的姿態(tài)，慣性導(dǎo)航對(duì)外部的信息依賴(lài)度較低，能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的獨(dú)立作業(yè)，但初始化的時(shí)間較長(zhǎng)。組合定位法能夠在一定程度上彌補(bǔ)慣性導(dǎo)航定位的不足，也就是將慣性導(dǎo)航與其他定位方式進(jìn)行充分的結(jié)合，在積累誤差的基礎(chǔ)上進(jìn)行充分的矯正，對(duì)慣性導(dǎo)航傳感器的精度要求更高，而且多種組合定位方法的應(yīng)用會(huì)在一定程度上增加投入成本。設(shè)備視覺(jué)定位法是通過(guò)采用多個(gè)不同位置的攝像機(jī)對(duì)圖形圖像進(jìn)行采集，再通過(guò)圖像識(shí)別算法為目標(biāo)實(shí)現(xiàn)精確定位，但由于其工作面照度的粉塵大會(huì)在一定程度上影響圖像的質(zhì)量，對(duì)于采掘設(shè)備未能實(shí)現(xiàn)精確的定位。激光掃描法作為一種非常規(guī)接觸式的測(cè)量方法，能夠通過(guò)激光測(cè)距，在檢驗(yàn)測(cè)算的基礎(chǔ)上精確得到目標(biāo)未知信息，其抗干擾能力也是較強(qiáng)的，但其對(duì)工作環(huán)境的要求較高，一旦粉塵、水霧較高的話(huà)無(wú)法實(shí)現(xiàn)精確的地位，難以滿(mǎn)足智能化工作面的需要。

在針對(duì)多種方法研究之后，發(fā)現(xiàn)哈爾烏素露天煤礦在跟蹤系統(tǒng)運(yùn)用中需要多種方法相互補(bǔ)充、相互應(yīng)用。而當(dāng)前相關(guān)技術(shù)人員以及管理人員在多種方法組合應(yīng)用上存在較大的質(zhì)疑性，認(rèn)為其不但增加投入的成本，反而未能達(dá)到預(yù)期的效果，這一工作在后期需要及時(shí)的改進(jìn)和研究。

2.2 系統(tǒng)集成水平需要提升

智能化系統(tǒng)的構(gòu)建需要1 套完整的集成系統(tǒng)，而系統(tǒng)集成的高水平建設(shè)則需要在高效運(yùn)轉(zhuǎn)的電纜應(yīng)用上實(shí)現(xiàn)。通過(guò)實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，哈爾烏素煤礦電纜建設(shè)未能及時(shí)改進(jìn)，硬件設(shè)備應(yīng)用不合理，未能給系統(tǒng)高效集成提供支持。故后期在哈爾烏素露天煤礦電纜系統(tǒng)構(gòu)建中，需要積極借鑒外部成功經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建現(xiàn)代化的電纜管理體系。相關(guān)人員切實(shí)能明確到礦用電纜信息識(shí)別及管理系統(tǒng)是一項(xiàng)能夠在煤礦特殊工作環(huán)境下保障人員安全、提高露天設(shè)備作業(yè)效率、降低運(yùn)營(yíng)生產(chǎn)成本、降低人工單耗的項(xiàng)目，能夠?yàn)楣ぷ魅藛T提供每根運(yùn)維電纜的連接信息，當(dāng)前隨動(dòng)信息在系統(tǒng)中能夠準(zhǔn)確變更；能夠協(xié)助操作人員從多根同時(shí)存在的電纜中，準(zhǔn)確找到在控制柜處人工斷電的電纜線(xiàn)路；能夠簡(jiǎn)化工作人員每日繁瑣的臺(tái)賬管理工作。

在針對(duì)相關(guān)專(zhuān)業(yè)人員調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，其中部分人員談到“目前尚未見(jiàn)針對(duì)露天煤礦特殊環(huán)境、電纜工作線(xiàn)路信息每日大量隨動(dòng)變更的實(shí)際情況而專(zhuān)門(mén)研發(fā)的電纜信息識(shí)別及管理系統(tǒng)”從這一訪談中能充分明確面對(duì)電纜信息管理系統(tǒng)的建設(shè)相關(guān)人員在思想上是較為滯后的，未能創(chuàng)新型地引導(dǎo)實(shí)際工作落實(shí)。但是項(xiàng)目研發(fā)露天礦專(zhuān)用電纜信息識(shí)別及管理系統(tǒng)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)電纜臺(tái)賬管理自動(dòng)化功能，兼具輔助解決露天礦供電安全隱患的特色功能，為保障國(guó)有資產(chǎn)、提高生產(chǎn)效率、保護(hù)員工生命安全做出貢獻(xiàn)。

通過(guò)以上2 個(gè)方面切實(shí)能認(rèn)識(shí)到系統(tǒng)集成需要1 個(gè)高效運(yùn)轉(zhuǎn)的電纜系統(tǒng)作為基礎(chǔ)，只有這樣才能獲得強(qiáng)有力的硬件支持，才能為其他系統(tǒng)的高效應(yīng)用奠定基礎(chǔ)，后期智能化系統(tǒng)建設(shè)切實(shí)需要改進(jìn)這一方面。

2.3 智能化安全管理有待優(yōu)化改進(jìn)

哈爾烏素露天煤礦智能化發(fā)展中，重點(diǎn)方面需要優(yōu)化改進(jìn)安全管理體系，這也是智能化系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵，對(duì)于整體上促使煤礦實(shí)現(xiàn)智能化發(fā)展起著非常重要作用。通過(guò)實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前哈爾烏素露天煤礦智能化安全管理體系建設(shè)中存在一定滯后性，未能與經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)有效對(duì)接，安全管理和經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)存在不平衡的現(xiàn)象，這與上述安全經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)理論是不符合的。就露天煤礦而言，安全生產(chǎn)是非常重要的，在哈爾烏素露天煤礦發(fā)展中，一方面，在一定程度上認(rèn)識(shí)了智能化安全管控體系構(gòu)建的重要性，但是為積極投入相關(guān)人力、財(cái)力和物力加強(qiáng)實(shí)際建設(shè)，導(dǎo)致實(shí)際工作落實(shí)存在較大的差距；另一方面，智能化安全管理體系建設(shè)是一項(xiàng)較為復(fù)雜的工作，需要循序漸進(jìn)實(shí)現(xiàn)，尤其在應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建安全管理體系中更加應(yīng)該注重有序推及和目標(biāo)規(guī)劃。但由于當(dāng)前繁重的生產(chǎn)壓力，在一定程度上未能給予智能化安全管控體系足夠支持，這些工作是后期急需改進(jìn)的重要方面。

2.4 智能化人員隊(duì)伍構(gòu)建存在問(wèn)題

智能化系統(tǒng)的構(gòu)建確實(shí)需要建設(shè)1 支相匹配的人員隊(duì)伍，不但能夠從智力、思想方面提供強(qiáng)有力的支持，而且在實(shí)踐操作方面內(nèi)能夠有效引導(dǎo)。針對(duì)哈爾烏素露天煤礦智化人員隊(duì)伍構(gòu)建，發(fā)現(xiàn)人員隊(duì)伍構(gòu)建存在不合理的現(xiàn)象。①學(xué)歷層面上：智能化技術(shù)構(gòu)建直接需要研發(fā)型的人員隊(duì)伍，而當(dāng)前研究生及以上學(xué)歷的人員僅僅占據(jù)35%，大學(xué)本科人員占據(jù)65%，其他人員占據(jù)10%，在專(zhuān)門(mén)的研發(fā)人員隊(duì)伍中具有科研能力的人員非常少，人員一般從事的多為工作實(shí)踐落實(shí)層面，這就在一定程度上導(dǎo)致了專(zhuān)業(yè)研發(fā)能力低下，無(wú)法實(shí)現(xiàn)高水平的研發(fā)；②科學(xué)的研發(fā)規(guī)劃未能及時(shí)形成：通過(guò)上述調(diào)查能夠發(fā)現(xiàn)，智能化系統(tǒng)構(gòu)建是一項(xiàng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)層面較多的工作，因此需要形成科學(xué)的研發(fā)規(guī)劃，而當(dāng)前在實(shí)際研發(fā)工作過(guò)程中，由于頂層人員未能加強(qiáng)重視，面對(duì)哈爾烏素露天煤礦的當(dāng)下及未來(lái)發(fā)展形成智能化建設(shè)的目標(biāo)，因此在綜合落實(shí)過(guò)程中存在一定的盲目性；③健全的管理機(jī)制與規(guī)范未能及時(shí)形成：針對(duì)智能化系統(tǒng)的構(gòu)建需要針對(duì)人員形成有效的激勵(lì)機(jī)制，只有人員在激勵(lì)機(jī)制的有效支持下才能夠高效地落實(shí)到相關(guān)系統(tǒng)的研發(fā)與準(zhǔn)備過(guò)程當(dāng)中。而當(dāng)前通過(guò)實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，哈爾烏素露天煤礦的管理機(jī)制與規(guī)范均存在不健全的現(xiàn)象，未能激勵(lì)人員高效參與到相關(guān)工作當(dāng)中，在一定程度上也妨礙了智能化研發(fā)工作的落實(shí)。

2.5 智能化監(jiān)管體系有待加強(qiáng)

哈爾烏素煤礦智能化發(fā)展中需要建設(shè)相配套的監(jiān)管體系，深入到煤礦智能化發(fā)展的全方面實(shí)現(xiàn)高效分析，分析其中存在問(wèn)題，及時(shí)反饋給專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員，提升智能化系統(tǒng)構(gòu)建和應(yīng)用效率。當(dāng)前監(jiān)管體系的建設(shè)需要獨(dú)立于煤礦自身管控體系之外，只有這樣才能公平、公正處理，切實(shí)為煤礦智能化發(fā)展提供建議。但縱觀當(dāng)前煤礦智能化監(jiān)管體系建設(shè)中，忽視了監(jiān)管體系建設(shè)的重要性，導(dǎo)致監(jiān)管體系整體建設(shè)水平低下。尤其現(xiàn)有的監(jiān)管人員隊(duì)伍缺乏對(duì)智能化技術(shù)運(yùn)作的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，在面對(duì)大數(shù)據(jù)運(yùn)行相關(guān)監(jiān)管工作落實(shí)中未能及時(shí)辨別分析，產(chǎn)生安全風(fēng)險(xiǎn)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)等問(wèn)題。

3 哈爾烏素露天煤礦智能系統(tǒng)構(gòu)建優(yōu)化

3.1 目標(biāo)定位提升跟蹤系統(tǒng)建設(shè)水平

就哈爾烏素露天煤礦的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展而言，在煤礦智能化系統(tǒng)構(gòu)建中，無(wú)論是裝車(chē)系統(tǒng)還是智能防撞預(yù)警系統(tǒng)，都需要精確定位的跟蹤系統(tǒng)作為基礎(chǔ)。因此，哈爾烏素煤礦的相關(guān)工作人員在智能化系統(tǒng)構(gòu)建和改進(jìn)中必須精確的定位實(shí)現(xiàn)多種技術(shù)的綜合應(yīng)用，能夠切實(shí)形成適用于哈爾烏素露天煤礦工作面的高精度的定位跟蹤系統(tǒng)。在定位跟蹤系統(tǒng)應(yīng)用中，可以強(qiáng)化對(duì)于激光跟蹤定位法的應(yīng)用，通過(guò)多臺(tái)定位跟蹤，激光跟蹤機(jī)器組成1 整套完善的跟蹤系統(tǒng)。①多種組合奠定激光定位跟蹤系統(tǒng)，多臺(tái)激光跟蹤定位機(jī)器的應(yīng)用能夠根據(jù)采煤設(shè)備的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)跟蹤，當(dāng)采掘設(shè)備行走至某平盤(pán)臺(tái)階時(shí)，激光跟蹤器對(duì)該設(shè)備進(jìn)行精準(zhǔn)跟蹤定位，系統(tǒng)后臺(tái)計(jì)算出設(shè)備的坐標(biāo)位置，直到采掘設(shè)備離開(kāi)此平盤(pán)，由下平盤(pán)的工作面激光跟蹤器繼續(xù)跟蹤定位，從而實(shí)現(xiàn)在工作面全過(guò)程、全方位的對(duì)設(shè)備進(jìn)行精確跟蹤定位，根據(jù)采掘設(shè)備位置擬定出該設(shè)備的運(yùn)行軌跡，進(jìn)而得到移動(dòng)破碎站推移曲線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)采掘設(shè)備精確定位功能；②工作面激光跟蹤器在應(yīng)用中需要結(jié)合運(yùn)動(dòng)目標(biāo)定位跟蹤原理實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化的跟蹤，通過(guò)工作面激光跟蹤器的應(yīng)用，在借助典型的電、機(jī)、光一體化測(cè)量?jī)x器，研究運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤定位的基本原理。目標(biāo)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)在長(zhǎng)、寬、高形成的三維立體空間，使該系統(tǒng)穩(wěn)定對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)實(shí)施實(shí)時(shí)跟蹤。

3.2 提升系統(tǒng)集成水平實(shí)現(xiàn)智能化控制

哈爾烏素露天煤礦系統(tǒng)集成水平提升是一項(xiàng)綜合性強(qiáng)的，但是又具有一定復(fù)雜性的工作。實(shí)際推進(jìn)系統(tǒng)集成水平提升中，需要有計(jì)劃、有目標(biāo)的推進(jìn)落實(shí)。首先，不同層面系統(tǒng)的獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)和高效應(yīng)用。在針對(duì)不同智能化系統(tǒng)高效運(yùn)轉(zhuǎn)基礎(chǔ)上，提升同一類(lèi)別系統(tǒng)的集成水平，為整體系統(tǒng)集成水平提升奠定基礎(chǔ)。如針對(duì)挖掘機(jī)斗齒斷裂丟失，容易造成破碎站卡堵的現(xiàn)狀，哈爾烏素露天煤礦設(shè)計(jì)了1 套斗齒監(jiān)控系統(tǒng)并成果應(yīng)用。此監(jiān)控系統(tǒng)將基于AI 智能影像識(shí)別技術(shù)應(yīng)用到露天采礦領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)缺失檢測(cè)，并提供聲音和圖像報(bào)警信息。這一監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的應(yīng)用能隨時(shí)根據(jù)作業(yè)變化實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息反饋，實(shí)現(xiàn)集中作業(yè)和處理。這一技術(shù)適用于在露天采礦挖掘機(jī)等設(shè)備上，且操作過(guò)程中能通過(guò)安裝1 套斗齒監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)成像器將掃描到斗齒的熱信號(hào)轉(zhuǎn)化為立體圖像并傳輸?shù)今{駛室內(nèi)的監(jiān)視器上，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)缺失檢測(cè)，并提供聲音和圖像報(bào)警信息?？梢约皶r(shí)發(fā)現(xiàn)斗齒斷裂并回收，避免斷裂斗齒進(jìn)入破碎站，提升生產(chǎn)效率，預(yù)防衍生事故的發(fā)生。同時(shí)，需要注重的是監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)可以在滿(mǎn)是塵土的空氣中，在劇烈震動(dòng)或晃動(dòng)的大型機(jī)械設(shè)備上使用，成像器可以將掃描到斗齒的熱信號(hào)轉(zhuǎn)化為立體圖像并傳輸?shù)今{駛室內(nèi)的監(jiān)視器上。通過(guò)AI 智能判斷，過(guò)濾無(wú)效的干擾信息。哈爾烏素露天煤礦首次基于AI 智能影像識(shí)別技術(shù)應(yīng)用到露天采礦領(lǐng)域，在單斗挖掘機(jī)鏟斗上安裝1 套斗齒監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)缺失檢測(cè)，并提供聲音和圖像報(bào)警信息。在提高采掘生產(chǎn)能效同時(shí)，還可以有效地預(yù)防衍生事故、次生事故的發(fā)生。這一系統(tǒng)每套共計(jì)34 萬(wàn)元，整機(jī)質(zhì)保期是2 年，所以2 年內(nèi)不發(fā)生運(yùn)行成本。質(zhì)保期過(guò)后，預(yù)計(jì)每年維護(hù)費(fèi)用約2 萬(wàn)元。在后期應(yīng)用中，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)斗齒斷裂并回收，避免斷裂斗齒進(jìn)入破碎站，安裝后斗齒缺失檢測(cè)預(yù)警準(zhǔn)確率為100%，在提高設(shè)備生產(chǎn)能效的同時(shí)，還可以積極防止事故的發(fā)生，建議在露天礦進(jìn)行推廣使用。

通過(guò)以上監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)的應(yīng)用，能切實(shí)明確系統(tǒng)集成水平的不斷提升能在一定程度上提升作業(yè)效率，而且對(duì)于控制成本投入也起著分非常重要的作用。因此，這就需要智能化團(tuán)隊(duì)認(rèn)識(shí)到系統(tǒng)集成的高效性，切實(shí)給予足夠的重視，在分布系統(tǒng)集成實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)上，為整體系統(tǒng)的高效集成奠定基礎(chǔ)。

無(wú)論是智能裝車(chē)系統(tǒng)還是智能防撞預(yù)警系統(tǒng)的應(yīng)用，都需要在跟蹤系統(tǒng)定位精確的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)集中且具有靈活性的調(diào)整。這一方面而言，需要系統(tǒng)集成在統(tǒng)一調(diào)配中，根據(jù)工作進(jìn)度實(shí)現(xiàn)不同程度調(diào)整。同時(shí)結(jié)合工作面的作業(yè)狀況及時(shí)收集相關(guān)數(shù)據(jù)和參數(shù)，根據(jù)反饋建議，不斷提升系統(tǒng)集成的綜合性、科學(xué)性。

3.3 優(yōu)化構(gòu)建智能化安全管理體系

露天煤礦實(shí)現(xiàn)高效發(fā)展中，積極借助智能化技術(shù)建設(shè)現(xiàn)代化安全管理體系具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。實(shí)際構(gòu)建落實(shí)中，一方面，在原有的安全管理體系基礎(chǔ)上有序地引入現(xiàn)代化管理技術(shù)，通過(guò)現(xiàn)代化技術(shù)的使用從煤礦自身發(fā)展出發(fā)，構(gòu)建智能化安全管控體系，智能化安全管控體系建設(shè)形成之后需要定期進(jìn)行測(cè)驗(yàn)評(píng)估，面對(duì)安全管理體系中存在的不當(dāng)問(wèn)題實(shí)現(xiàn)積極應(yīng)對(duì)處理，以此切實(shí)為煤礦實(shí)現(xiàn)智能化發(fā)展?fàn)I造良好的安全管控環(huán)境；另一方面，建設(shè)相對(duì)應(yīng)的智能化安全技術(shù)人員隊(duì)伍，智能化安全管理體系需要技術(shù)人員在大數(shù)據(jù)運(yùn)行基礎(chǔ)上，通過(guò)綜合分析探究煤礦安全生產(chǎn)過(guò)程，及時(shí)辨別風(fēng)險(xiǎn)，通知相關(guān)人員加以有效管控。因此，哈爾烏素露天煤礦安全生產(chǎn)人員隊(duì)伍構(gòu)建需要熟悉智能化技術(shù)操作知識(shí)，具有大數(shù)據(jù)高效運(yùn)算分析能力，煤礦管理層面需要加強(qiáng)人員培訓(xùn)教育，通過(guò)引進(jìn)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員或?qū)Ξ?dāng)前人員崗位培訓(xùn)教育等多方面落實(shí)，提升人員隊(duì)伍建設(shè)的高水平。

3.4 強(qiáng)化人員隊(duì)伍構(gòu)建發(fā)揮智力支持

1）煤礦智能化發(fā)展的頂層設(shè)計(jì)。企業(yè)與相關(guān)部門(mén)要把握好煤礦未來(lái)發(fā)展方向，做好智能化建設(shè)的發(fā)展藍(lán)圖，根據(jù)煤礦類(lèi)別量身定制智能化建設(shè)規(guī)劃，建立健全煤礦智能化建設(shè)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與相應(yīng)的獎(jiǎng)懲措施。突破重點(diǎn)難點(diǎn)、多角度各層次穩(wěn)步推進(jìn)、鞏固提升，由點(diǎn)到面逐步推進(jìn)煤礦智能化建設(shè)，激發(fā)煤炭企業(yè)的內(nèi)生動(dòng)力和創(chuàng)新活力；相關(guān)部門(mén)應(yīng)該加強(qiáng)政策和規(guī)劃引導(dǎo)，加大支持力度，營(yíng)造煤礦智能化發(fā)展的良好環(huán)境，鼓勵(lì)煤礦企業(yè)積極投身到智能化建設(shè)當(dāng)中去；同時(shí)相關(guān)部門(mén)要把握好煤礦智能化建設(shè)方向，統(tǒng)一的指揮管理，保證總體規(guī)劃和建設(shè)方案要與上級(jí)智能化規(guī)劃、信息化規(guī)劃一致，在相關(guān)部門(mén)把好舵、企業(yè)煤礦使好力的前提下，共同推動(dòng)煤礦智能化建設(shè)的目標(biāo)。

2）技術(shù)與裝備保障。隨著我國(guó)制造業(yè)水平的不斷提高，煤機(jī)裝備的智能化水平不足也制約著煤礦智能化建設(shè)的發(fā)展，新基建、新技術(shù)、新材料、新裝備、新產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)上不斷取得突破。要針對(duì)煤礦智。能化核心技術(shù)與裝備加強(qiáng)攻關(guān)，從特殊材料、智能制造技術(shù)、設(shè)備的適應(yīng)性與可靠性等關(guān)鍵技術(shù)的理論基礎(chǔ)與應(yīng)用開(kāi)發(fā)方面開(kāi)展產(chǎn)－學(xué)－研協(xié)同創(chuàng)新，不斷研發(fā)新裝備并應(yīng)用實(shí)踐。然后，不斷優(yōu)化完善管理機(jī)制，結(jié)合煤礦自身?xiàng)l件探尋智能化煤礦建設(shè)模式，在宏觀規(guī)劃下發(fā)展個(gè)性化的智能化建設(shè)技術(shù)路徑與激勵(lì)政策，開(kāi)展智能化示范煤礦建設(shè)；加強(qiáng)運(yùn)維人才培養(yǎng)，支撐新技術(shù)、新裝備應(yīng)用，以期為智能化煤礦的管理、運(yùn)行提供保障；組織建設(shè)全國(guó)煤礦大數(shù)據(jù)中心及應(yīng)用云平臺(tái)，形成智能化煤礦高質(zhì)量運(yùn)行的新模式。

3）資金投入保障。設(shè)立煤礦智能化專(zhuān)項(xiàng)資金，大力支持煤礦智能化研發(fā)，將煤礦智能化裝備納入國(guó)家智能制造發(fā)展規(guī)劃，對(duì)高端綜采綜掘智能化裝備、重大災(zāi)害應(yīng)急救援智能裝備等重大裝備研發(fā)和應(yīng)用給予一定的財(cái)稅政策支持。企業(yè)對(duì)于煤礦智能化建設(shè)的實(shí)際需求給予配。套資金支持；同時(shí)，生產(chǎn)計(jì)劃、相關(guān)指標(biāo)及重點(diǎn)工作任務(wù)方面，應(yīng)充分考慮煤礦智能化建設(shè)水平、試驗(yàn)運(yùn)行狀況、管理變革、人才建設(shè)等方面因素，做出合理規(guī)劃。對(duì)相關(guān)單位列入智能化煤礦建設(shè)及技術(shù)研發(fā)方面投入的資金，應(yīng)給予視同研發(fā)投入的政策支持。

培養(yǎng)智能化建設(shè)人才隊(duì)伍，建立智能化建設(shè)人才梯隊(duì)。要配套推進(jìn)運(yùn)行維護(hù)體系建設(shè)，形成信息技術(shù)人員和業(yè)務(wù)骨干相結(jié)合的聯(lián)合運(yùn)行維護(hù)團(tuán)隊(duì)，在煤礦智能化建設(shè)期間，設(shè)置專(zhuān)職業(yè)務(wù)部門(mén)，負(fù)責(zé)本煤礦的智能化建設(shè)和管理。在隊(duì)伍構(gòu)建中，要始終秉持培養(yǎng)人才為核心，高層次人才隊(duì)伍是推動(dòng)煤礦智能化建設(shè)和行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的最重要力量。

可以通過(guò)2 個(gè)方面充實(shí)、拓展人才隊(duì)伍。一是加大自有人才培養(yǎng)力度，設(shè)立智能化開(kāi)采技術(shù)培訓(xùn)平臺(tái)；二是加大人才激勵(lì)以及引進(jìn)力度，在職級(jí)評(píng)定、工資待遇等方面向智能化開(kāi)采技術(shù)研發(fā)及服務(wù)人員傾斜，吸引相關(guān)領(lǐng)域的高學(xué)歷、高技能人才投身到煤礦智能化建設(shè)事業(yè)中去。

3.5 優(yōu)化監(jiān)管體系建設(shè)

哈爾烏素露天煤礦智能化體系構(gòu)建是1 個(gè)循序漸進(jìn)，不斷改進(jìn)落實(shí)的過(guò)程。因此，在實(shí)際落實(shí)過(guò)程中，需要不斷優(yōu)化監(jiān)管體系，以此切實(shí)發(fā)現(xiàn)智能化體系構(gòu)建存在問(wèn)題，提升智能化系統(tǒng)構(gòu)建水平。哈爾烏素露天煤礦智能化監(jiān)管體系建設(shè)中，一方面，引進(jìn)第3 方監(jiān)管人員隊(duì)伍，在擁有獨(dú)立權(quán)限基礎(chǔ)上，公平、公正針對(duì)露天煤礦智能化體系構(gòu)建現(xiàn)狀分析，探究其中存在問(wèn)題，直接反饋相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)人員，及時(shí)改進(jìn)，將損害控制在最小范圍內(nèi)；另一方面，督促建設(shè)高水平監(jiān)管人員隊(duì)伍，智能化體系構(gòu)建需要建設(shè)1 支高水平監(jiān)管人員隊(duì)伍，不但熟悉煤礦生產(chǎn)運(yùn)作，而且能加強(qiáng)大數(shù)據(jù)分析，具有較高的“管理敏感度”，為煤礦高效生產(chǎn)提供支持。

4 結(jié)語(yǔ)

哈爾烏素露天煤礦在實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展中，積極構(gòu)建智能化系統(tǒng)具有非常必要的現(xiàn)實(shí)意義。智能化系統(tǒng)構(gòu)建對(duì)于滿(mǎn)足安全生產(chǎn)、高效生產(chǎn)起著非常重要作用。面對(duì)哈爾烏素露天煤礦當(dāng)前智能化系統(tǒng)構(gòu)建現(xiàn)狀分析，切實(shí)認(rèn)識(shí)到其在定位跟蹤系統(tǒng)方面存在不足、目標(biāo)系統(tǒng)集成不合理以及智能化隊(duì)伍構(gòu)建不科學(xué)等方面。針對(duì)這些問(wèn)題，需要精確定位，提升系統(tǒng)集成水平、強(qiáng)化人員隊(duì)伍構(gòu)建，發(fā)揮智力支持，以此將智能化技術(shù)真正貢獻(xiàn)于哈爾烏素露天煤礦實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)效發(fā)展中。