同煤集团:智能矿山的未来已来

点击次数:   更新时间:2020-08-29 13:28     作者:顶呱刮彩票

  智能化综放开采、巡检机器人、大数据决策平台,走进同煤集团塔山煤矿各种各样的智能化工业应用场景让人们为之震撼……随着大数据、人工智能、物联网、云计算应用到矿业领域,煤炭行业开启了一场新的革命,同煤集团以国家“十三五”资源领域重点研发计划“深地资源勘查开采”重点专项“千万吨级特厚煤层智能化综放开采关键技术研究及示范”项目作为突破口,在塔山煤矿先行先试,积极探索特厚煤层智能化综放开采技术,在开启同煤集团煤炭绿色智能开采新模式的同时,推进“管理数字化、装备自动化、系统智能化”现代化智能矿井。

  按下一键启停开关,采煤机、电液控支架、刮板运输机等设备有序启动,采煤工序进入自动化跟机状态,完成工作面煤机记忆截割、成组移架推溜,支架自动跟机等生产工序……智能化在同煤集团塔山煤矿触手可及,颠覆了人们对煤矿的传统认知。

  “生产调度指挥中心,工作面一切设备就绪,可以启动。”综采一队技术员张振伟在200米深的井下向地面智能调度指挥中心报告着。随着地面调度员门建清轻点“一键启动”按钮,井下泵站、皮带、转载机、运输机、采煤机等装备依次启动。

  “老话说,‘选矸(石)苦,选矸(石)脏’。过去,要用手拣出矸石,遇到大块的还得人工破碎,一个班下来,几十号‘煤黑子’能把澡堂子变成墨水缸。现如今,这个苦差事马上已经成为历史,我们从源头上控制矸石产量。通过煤矸精准识别技术,实现实时监测顶煤厚度和放煤体量,以及控制放顶煤开采的含矸率,并配合智能化放煤软件,达到智能化精准放煤。”综采队二队队长李瑞金介绍道。

  引入最先进的技术,同煤集团以最高标准推进塔山智慧矿山建设,致力于以“自动控制为主,远程干预为辅”的全自动化生产模式,达到“无人跟机作业,有人安全巡视,地面远程操控”的目标。历经两年时间的量身打造,2019年,塔山煤矿8222智能化综放开采示范工程创建,实现了年产1500万吨特厚煤层智能化开采。目前,生产期间工作区域由原来8人联合操作减至2人巡视

  携手龙田公司联合研发“国产惯性导航装置的人工智能采煤系统”。该系统首次在工业生产中运用军用光纤陀螺仪,采用无线传输方式,实现了数百米井下采煤机厘米级的定位,使采煤机自动精准定位、工作面自动调直。同时,利用地理信息系统建立工作面三维模型,模拟采煤机行走过程中顶、底板的起伏情况,实现采煤机自动调高控制。

  针对人工拣矸过程中误选、漏选、分选效率低的问题,推进基于视觉扫描的煤矸石智能分拣机器人的研发。“利用大数据来识别物料,并配合自主控制的多组机械臂,实现煤矸石的自动分拣。相信在不远的将来,我们将能拥有另一位机器人好伙伴。”塔山矿生产技术部部长王御军介绍道。

  除了智能化开采,同煤集团也在下大力气解决制约智能化矿山建设的关键问题:“矿山云图智能决策大数据平台”建设。

  走进塔山煤矿调度指挥中心,涵盖全矿井生产安全各类实时数据一目了然,采煤、掘进、机电、运输、通风、地测防治水、安全预控、应急救援、地面生产环节、综合调度等11个模块21个底层子系统多维关联,实现了矿井安全生产管理等重要环节“监、管、控一体化”的全流程数字化运行模式。

  这21个子系统中,有不少显得聪明而实用。矿上网约车就是其中之一。基于UWB的高精度定位技术,将定位精度由原来的200米提升至30厘米甚至更高,实现井下无轨胶轮车日常运行网上及移动端申请、车辆运行无人化自动调配、车辆数据统计分析、人员乘用及物料运输车辆全面数字化、智能化管控。“同时,我们还配置了全自动轻型胶轮车运行性能在线监测系统,在线检测车辆动力、制动、侧滑等问题,由目测和经验检查变成了电脑检测,大大提高无轨胶轮车辅助运输效能。”塔山矿车队队长李俊杰介绍道。

  在皮带和产量监测上,大数据平台通过对皮带机输送量和驱动功率进行建模分析,根据计算判断未来时间段煤量叠加后是否造成上一级皮带超载运行,并以图表、曲线、文字等方式提出分级预警,调度室根据预警等级合理调配生产,确保主运输系统安全高效运行。“现在我们还在尝试引入皮带综合保护控制系统,进行智能联动控制升级,由预警提示、人工干预提升至智能分析、自主调控运输系统的运行模式。”塔山矿监控中心书记刘宏杰介绍道。

  煤炭开采历来是“高危行业”,潜伏着水、火、瓦斯、冲击地压等灾害。这些情况,在塔山煤矿也同样存在。

  在8222智能化综放开采工作面,水文动态监测预警系统显得格外与众不同。该系统通过对采掘工作面、放水点、供排水管路等数据采集,实现地下水包括奥灰水、采空区积水、含水层及供排水的参数监测,“我们建立了集水文数据采集处理、数据网络共享、水害预警、辅助决策于一体的系统,实时掌握水文动态,预防水害事故发生。同时,对主排水系统、主扇系统、瓦抽系统和制氮系统的升级改造,通过传感器实时采集大型设备重要部位运行过程中温度、油质、压力等信息参数,利用故障特征频率分析和趋势变化管理智能诊断功能及时发现设备的潜在故障,对设备的早期故障进行预警预告,做到早发现早处理。”塔山矿监控中心主任张慧说。

  新增的安全双重预防管理信息系统更是对井下安全系数的完善和提升。系统平台内置动态风险评估模型,自动绘制安全风险四色图,贴合现场实际的可视化预警。利用配套的手持终端进行风险清单自动推送,巡检人员照单排查,终端支持现场拍照取证,使井下现场隐患违章的实时采集提交,极大的缩减了人员排查成本,有效的提升了人员工作效率及矿井的安全管理水平,实现了风险、隐患一体化管理,解决了风险分级管控和隐患排查治理“两张皮”的问题。

  感知无处不在、数据无处不在、智能无处不在。“智能化的防治手段让数据汇集并可视化展示,在帮助我们及时了解矿井运行状态、监测各项关键指标的同时,辅助决策管理,并对突发矿井进行应急联动指挥等目标。”刘宏杰说。

  2020年,同煤集图将智慧矿山建设作为厚植煤炭产业发展优势、应对变革挑战、重构产业模式、赢得发展先机的重要战略举措。目前,已制定完成塔山矿智能化矿山三年建设规划,力争到2021年全面建成智慧矿山,成为行业5G应用和智能化开采的开拓者和引领者。


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