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以点带面,中煤信息将大海则煤矿智能化建设经验辐射全国

2021年12月5-7日,以“推进产业数字化升级 加速新型工业化进程”为主题的2021(第三届)全球工业互联网大会在浙江乌镇召开。中国工业经济联合会会长、原工业和信息化部部长李毅中、浙江省副省长卢山出席会议,中煤集团科技创新部副总经理、数字化创新中心主任王乐在矿山行业智能化分论坛通过视频致辞。中煤集团旗下中煤信息公司披露的“基于工业互联网的智能化煤矿开采新模式”引起了与会者的高度关注和极大兴趣;该解决方案成功应用于大海则煤矿,在基建期就取得了令人瞩目的经济效益和社会效益。

据中煤信息首席专家黄韶杰介绍,尚处于智慧矿山建设过程中的大海则煤矿,员工总数就已经从规划的1200多人减少到千人以内,单井下井人员控制在100人内;另外,采掘工作少人操作以及固定场景的无人值守,也大大提升了人员管控能力以及煤矿生产的安全性。初步统计,人均功效提升了25%,助力煤炭生产效率和安全管控能力大幅提升。

位于陕西榆林境内的大海则煤矿,是中煤集团近年来建设的最大矿井,不仅产量高、储量大(年产量为2000万吨、开采年限可达128年),而且发热量高达7400大卡;作为“国家首批智能化示范煤矿”之一,大海则煤矿的数字化转型实践,具有很强的行业示范力和影响力。

中煤信息首席专家黄韶杰

大海则煤矿智能化建设由信息公司牵头建设,联合中煤集团的单位共同建设。遵循“五个统一”(即统一规划、统一标准、统一投资、统一建设、统一管理)的原则,根据煤矿业务将大海则煤矿梳理出了生产技术、安全应急和机电设备等八条业务线,实现主业务的纵向贯通和多业务的横向联动。

全流程、全环节的智能化管理,筑牢智能矿山建设基础

基于工业互联网建设思路,结合煤矿的实际情况,大海则煤矿构建了工业互联网架构,在底层通过视频AI语音能力、视频能力以及地理信息能力共同支撑智能矿山的各类应用。

作为整个矿井工作环境最为恶劣也是工艺最为复杂的综采和掘进环节,大海则煤矿将勘探信息和地质信息结合,构建了工作面高精的地质模型,运用设备的设计模型和运行状态数据,辅以工作面部署5G的低延迟通信,实现工作面的安全少人常态化开采,将很多工作人员从危险的工作区域移动到相对安全舒适的工作环境中,极大地化解了风险。

采掘后的煤需要通过储运与提升系统到达井上。大海则煤矿规划了全流程视频摄像头的布置,通过底层AI能力,实现了煤块的识别和输煤皮带跑偏监控;借助部署的巡检机器人,满足了提升系统的安全运转与人员安全管理。

在洗选环节,大海则煤矿应用数字孪生技术,构建了一个功效超强、可24小时不间断运转的全天候无人洗煤厂,实现了洗煤业务的智能化运行。

在销售环节,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、采制化、装车全流程的“无人化”。

就这样,大海则煤矿从采、选、洗、运到销售全流程实现了无人化。此外,在人、机、料、法、环的支撑环节,应用地理信息系统,结合智能语音,精准人员定位、识别人员行为动作,安全性大大提升。

在设备管理方面,大海则煤矿构建了统一的设备管理云平台,从采购开始全流程的梳理。针对煤矿行业传统的预防性维护方式(16小时维护、8小时检修),大海则煤矿正在改用预防性的维护取代传统的维修方式。另外设备管理与物资、库存、辅运等应用联动,实现井下滴滴打车和物料的智能配送。

生产设计方面,大海则煤矿不同科室应用相同平台设计,通过图纸与各类数据有效融合,实现业务数据的高效同步及联动。

安全方面,通过数据平台侧的高效采集功能,实现煤矿数据的安全高效呈现以及综合展示、深入分析,为各类安全提供相应的依据和决策。

科学规划与布局信息基础设施

大海则煤矿的智能化建设,与信息技术的应用及基础设施建设方面的科学规划、布局密切相关。

在智慧矿山建设过程中,大海则煤矿采用了大量的智能化技术。如把传统的GIS能力提供给各个应用,设计图纸时就和很多业务应用关联起来;首次把语音AI、地理信息、模型构建整合在同一个平台中,实现了重大的创新。

在信息基础设施方面,大海则煤矿采用虚拟化技术,强化超融合应用,搭建起集团层级的数据中心,实现高性能的数据传输、分析处理和存储。

根据煤矿行业的特点,大海则煤矿对经营网、生产网、5G和安全网进行深度融合,建成了“矿井一张网”,率先在行业内进行了700M频段和2.6G频段的混合化部署——700M频段覆盖范围更广、照射能力比较强,被用于支撑辅运车辆和人员管理相关应用,以及相关的图像;针实时性和流量性要求比较高的综采和综掘等其他特殊的场景则部署2.6G频段,满足整个矿山一体化的建设需要。

在数据平台建设方面,由于传统软件与数据平台与工业互联网应用存在一定的差别,如在工业互联网标准架构中有一个边缘层,用于工业协议解析。借助IoT物联网,海则煤矿对单个煤矿进行协议梳理并沉淀到数据平台中,实现了工业互联网和矿山管理的有效结合。

针对传统烟囱式的数据服务,大海则煤矿在规划建设初期就禁止各业务应用私自为其他应用提供服务,所有应用数据服务必须通过平台统一提供,保证所有应用一体化标准性;所有应用都通过数据湖获取,所有的数据来源唯一,避免了数据混乱的现象。这使得提供统一的数据服务成为可能。

一支经验丰富的信息化支撑团队

中煤信息公司作为中煤集团的全资子公司,以信息化咨询、建设、实施、运营、维护五位一体的综合能力,服务于煤炭、煤化工、发电、装备制造、工程建设等领域,为客户提供智能矿山、智慧煤化工、智慧电厂、智慧工厂等转型升级动力。中煤信息公司以统一全方位的信息技术服务,提升能源行业产供销一体化协同运营水平,创新构建完整的 IT服务价值链,实现企业数字化转型的新突破,以卓越服务的信息技术为客户创造价值。

中煤信息首席专家黄韶杰向媒体介绍大海则智能化建设经验

谈到煤矿行业的智能化建设和数字化转型,黄韶杰表示,工业互联网对传统工业的影响较大,但工业互联网技术在行业内应用还没有把准关键点,而煤矿因为有很多特殊的行业属性,因此,信息公司基于工业互联网的建设思想, 选取大海则煤矿作为试点,采用微服务的方式,结合视频AI技术和智能语音技术,构建底层平台,支撑大海则煤矿上层所有安全、生产类应用,推动大海则煤矿智能建设循序渐进,最终建设大型矿山工业互联网。

目前,中煤信息基于多年技术能力的积累,聚焦行业,在智能矿山、智慧煤化工、智慧电厂、智慧工厂等方向持续发力,并探讨用工业互联网的能力增强煤矿高质量发展的模式,落实集团以及国家提出的“双碳”战略目标。

面对庞大的工业互联网市场,中煤信息正在努力建立良好的生态,把各类参与者联合起来,以更加成熟的解决方案、更加丰富的技术支持与服务能力以及更多的成功案例复制、推广应用到更广泛的行业。

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