寻找煤矿数智化的关键拼图 走进中煤陕西大海则煤矿看科技兴煤连接的未来图景
随着5G、人工智能、虚拟交互等技术的飞速发展，数字化、智能化转型这个看似遥远的概念，正在传统煤矿行业中悄然进行。在陕西榆林，中煤陕西能源化工集团有限公司大海则煤矿（以下简称“大海则煤矿”）采煤作业与新技术的融合创新应用，提升了管控的安全性，确保生产流程更加顺畅高效，科技力量正在扭转人们对煤矿行业“艰苦、危险、脏乱”的刻板印象，以5G为基础的新连接正在为煤矿行业智能化升级提供强有力支持，煤矿行业数智化发展的未来图景正逐步变成现实。
煤矿数智化是一个复杂的过程，涉及多方面技术的跨界配合、新技术和生产作业场景的融合应用等。近日，《人民邮电》报记者来到大海则煤矿，实地探访技术如何赋能煤矿行业，寻找煤矿数智化发展的关键拼图。
科技创新助推智能生产
在大海则煤矿生产指挥控制中心，大屏幕矗立在前，矿井各类实时生产信息、井上下动态监控视频一览无余。在AI视频识别、故障诊断、数字孪生、大数据管控平台等智能化系统帮助下，工作人员可对全工艺流程、全线设备运转状态精准掌握，重点设备管理无需奔赴现场，操作台上一键启停，智能化实现远程调控。
千万吨级矿井采掘工作面等远程设备“零时差”操控，形成“规划割煤、视频跟机、地面远控”的开采模式，实现工作面地质模型误差小于15cm，采煤机自动开采速度达10m/min，自适应规划割煤误差率小于5%，自动跟机误差在10%以内……大海则煤矿这些亮眼数据、新颖范式的背后，离不开高速率、大连接、低延时的5G网络支持，在此基础上，AI、大数据等才能进一步“施展拳脚”，让职工作业劳动强度大幅降低，实现生产质效提高。
大海则煤矿构建了一张融合通信网络，将5G、工业网、经营网、安监网等统一融合设计，并首次针对煤炭业务场景进行700M和2.6G混建及区域化部署，在矿井大巷区域部署700M，提升绕射和穿透能力，有效解决上山/下山环境起伏等死角覆盖问题，大大减少了所需部署基站的数量，支撑辅助运输车辆和人员定位通话等应用需求，在综采综掘等场景部署2.6G，满足大流量高联动需求超低延迟控制等应用需求。经过以上的梳理之后，通过基于工业互联网的设计，大海则煤矿原岗位规划1200多人，最终实际980余人，实现生产班井下单班作业人数控制在200人以内，人员减少幅度达到15%。另外，实现了采掘少人操作以及固定场景的无人值守，大大提升了人员管控能力，人均功效也提高了25%。
大海则煤矿实现了从全煤流向的视频AI覆盖和智能集中控制，大屏展示的是应用视频AI对主运皮带的异物、跑偏等功能的识别预警。针对提升设备，大海则在行业内最大的主井+罐笼提升设备中部署了巡检机器人，保障提升设备的安全稳定运转。经过提升和运输系统之后，到达的环节就是洗选及销售。大海则洗煤厂距离矿区不到三公里，结合煤质特点和煤炭洗选工艺应用数字孪生技术建立全天候无人洗煤厂，24小时无间断运转，生产现场无岗位工；洗选环节结束后，大海则的智能装车和煤炭运销应用实现数据与中煤集团的一体化销售平台自动对接，再由中煤集团的统一销售体系集中销售，实现煤炭洗选加工、采制、装车全流程的“无人化”。
智能化建设已成为煤矿行业的高度共识
在煤矿生产中，传感器和设备产生的数据量庞大，数据的高效处理和实时响应如何实现？马冠超董事长兼总经理介绍，基于大带宽、低延迟的5G网络，矿井内的各种传感器、高清摄像头和监测设备可以实时传输数据，设备之间的信息交互更加快速、准确，协调运作也更加高效，5G网络为生产管理提供了更精确的数据支持。
对于煤矿行业来说，智能化建设已经成为行业的高度共识。大海则煤矿智能化建设是5G、物联网、大数据、人工智能等现代信息技术与煤炭生产场景深度融合的结果。中煤陕西能源化工集团总工程师智宝岩介绍，大海则煤矿实现了井上井下“5G、Wi-Fi、IoT、工业以太环网”一网管控，井下采掘等主要巷道完成5G网络部署。在5G应用方面，5G+N应用与产业深度融合，实现了不少于20个岗位的无人值守，使得每吨煤的成本降低了12元。基于良好的网络覆盖和数据大带宽、低延迟传输的支持，大海则煤矿率先开展了深埋藏大采高条件下常态化的智能开采，实现人员主动防护、设备防碰撞预警、上窜下滑监测等功能。
据了解，大海则智能综采采用了两级安全管控架构，围绕环境与设备信息研发自适应规划截割控制功能，通过构建专线、工控网与5G传输互为备用的数据传输结构，研发基于透明地质和四维空间定位的自适应规划截割智能集控系统，解决蒙陕复杂地质环境下综采工作面无法连续、高效、常态化智能生产的行业难题，实现综采工作面常态化智能开采率高达80%。
机电副总尤峰介绍，除了多技术融合的智能综采、智能掘进外，大海则智能化选煤厂也实现了从原煤储运至产品装车的智能化系统全覆盖建设，选煤厂智能化应用率达85%以上，可24小时无间断运转，生产工人劳动定员减少48人，降低材料消耗约10%—15%，精煤回收率提高0.3%—0.5%。
此外，智能化技术的运用在大海则煤矿云数据中心、模块化机房、矿井5G多频组网、协同维护等方面，都有效整合了煤矿现有资源并极大提升了资源的利用率，基础设施建设和运维管理成本至少30%，维护工作量显著下降。
垂深距离630余米的矿井上下实现视频通话、实时交互，井下车辆的安全行驶、高效调度、路径优化、精准停靠，掘进工作面全参数、多系统融合联动实现多源异构数据的采集、传输、分析与决策……如今，大海则煤矿正在以安全高效绿色智能化的新型生产方式，为煤矿行业高质量发展的蓝图树立起新标杆。
