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    編者按：煤礦智能化代表著煤炭工業(yè)先進(jìn)生產(chǎn)力的發(fā)展方向，也是破解當(dāng)前煤炭行業(yè)發(fā)展難題的重要手段。近年來(lái)，煤礦智能化建設(shè)持續(xù)推進(jìn)，從頂層設(shè)計(jì)、制度安排到示范煤礦建設(shè)、技術(shù)裝備研發(fā)應(yīng)用推廣等，取得了積極進(jìn)展，呈現(xiàn)出五大特點(diǎn)。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，截至目前全國(guó)煤礦智能化建設(shè)總投資規(guī)模已超過(guò)1000億元。截至今年8月末，國(guó)家首批智能化示范建設(shè)煤礦已完成建設(shè)投資近60億元，預(yù)計(jì)有47處智能化示范建設(shè)煤礦將于年內(nèi)建成投產(chǎn)；全國(guó)已建成超過(guò)500個(gè)智能化采掘工作面，有力促進(jìn)了煤礦井下減人提效、安全生產(chǎn)。煤礦智能化建設(shè)已成為行業(yè)內(nèi)一項(xiàng)具有高度共識(shí)、頗具市場(chǎng)活力、企業(yè)積極擁護(hù)的創(chuàng)新型、基礎(chǔ)性工作。

橫向覆蓋范圍

單個(gè)工作面➡單個(gè)煤礦➡煤炭企業(yè)➡整個(gè)礦區(qū)

★關(guān)鍵詞：自動(dòng) 自主 聯(lián)動(dòng) 系統(tǒng)

▶國(guó)家能源集團(tuán)神東煤炭公司錦界煤礦綜采一隊(duì)所在的綜采工作面采用了由采煤機(jī)器人，支架機(jī)器人，供電、供液、照明等輔助系統(tǒng)組成的機(jī)器人群協(xié)同作業(yè)，通過(guò)集中控制協(xié)同作業(yè)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了各個(gè)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、信息交互和協(xié)同控制。

▶國(guó)家能源集團(tuán)整合內(nèi)部研發(fā)力量，通過(guò)自主創(chuàng)新，突破掌握了“5類智能采煤、5類智能掘進(jìn)、3類卡車無(wú)人駕駛、5類機(jī)器人”等關(guān)鍵技術(shù)，應(yīng)用機(jī)器人200余臺(tái)（套），替代850余名操作工；自主研發(fā)的DCS 控制系統(tǒng)已在4個(gè)選煤廠應(yīng)用；已在神東布爾臺(tái)、神延西灣等煤礦采用國(guó)產(chǎn)PLC控制系統(tǒng)替代進(jìn)口系統(tǒng)， 實(shí)現(xiàn)自主可控。

▶皖北煤電智能公司麻地梁煤礦已打造5G+智能采煤系統(tǒng)、智能掘進(jìn)系統(tǒng)、智能調(diào)度遠(yuǎn)程集控系統(tǒng)等十大智慧礦山系統(tǒng)，同時(shí)通過(guò)建設(shè)“一網(wǎng)、一庫(kù)、一平臺(tái)”，將十大系統(tǒng)融合成有機(jī)整體。

▶陜煤集團(tuán)黃陵礦業(yè)公司首創(chuàng)AI+NOSA智能風(fēng)險(xiǎn)管控系統(tǒng)，融合了AI識(shí)別、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等多項(xiàng)前沿尖端技術(shù)，開(kāi)發(fā)了對(duì)45種違規(guī)行為和12種標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)的智能監(jiān)管程序，可以對(duì)井下“三違”、非標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管、智能預(yù)警、后臺(tái)記錄、現(xiàn)場(chǎng)制止和聯(lián)動(dòng)閉鎖。

麻地梁煤礦對(duì)原煤生產(chǎn)系統(tǒng)等進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，并逐步開(kāi)展設(shè)備購(gòu)置與安裝，供貨廠家按要求為設(shè)備配齊傳感器，各類控制系統(tǒng)開(kāi)放接口協(xié)議，確保適配綜合管控平臺(tái)。

目前，黃陵礦業(yè)公司所屬4對(duì)礦井輔助系統(tǒng)已經(jīng)全部實(shí)現(xiàn)“無(wú)人值守、機(jī)器人巡檢”，建成60套機(jī)器人巡檢系統(tǒng)。

產(chǎn)業(yè)鏈延伸

生產(chǎn)數(shù)字化➡生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)數(shù)字化➡“全產(chǎn)業(yè)鏈”數(shù)字化

★關(guān)鍵詞：減人 高效 精準(zhǔn) 降本

▶淮北礦業(yè)集團(tuán)研發(fā)了煤炭智能精準(zhǔn)裝車計(jì)量系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一套集靜態(tài)軌道衡稱重信息采集、車輛位置判斷、裝車量智能分配、給煤機(jī)控制、牽引機(jī)器人控制等于一體的閉環(huán)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)裝車過(guò)程不虧噸、不超載、不偏載、不集重，杜絕了“以煤補(bǔ)車損”潛虧現(xiàn)象，扭轉(zhuǎn)了人工操作計(jì)量誤差較大的局面。

▶國(guó)家能源集團(tuán)神東上灣選煤廠建立了涵蓋洗選生產(chǎn)工藝全過(guò)程的數(shù)字化模型，構(gòu)建了智能決策系統(tǒng)，并進(jìn)一步打造了智能加藥、無(wú)人裝車、煤泥水智能處理等多個(gè)輔助環(huán)節(jié)智能系統(tǒng)，建成了全國(guó)智能化水平最高的智能洗煤廠，開(kāi)創(chuàng)了“黑燈無(wú)人”洗煤廠的先河。

▶陜煤集團(tuán)榆北煤業(yè)曹家灘公司打造礦井運(yùn)營(yíng)可視化，建設(shè)三維智能管控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了“一圖管控生產(chǎn)流程、一鍵啟停生產(chǎn)設(shè)備、一鏡盡覽生產(chǎn)動(dòng)態(tài)、一平臺(tái)把控生產(chǎn)安全”。利用運(yùn)行全場(chǎng)景、全系統(tǒng)的智能化系統(tǒng)，曹家灘公司減少用工百余人。榆北煤業(yè)聯(lián)合華為公司等打造“5G+智慧礦區(qū)”，建成了煤炭行業(yè)真正意義上的集成系統(tǒng)最多、融合程度最強(qiáng)、勞動(dòng)效率最高的智慧園區(qū)。

應(yīng)用系統(tǒng)集成

專業(yè)系統(tǒng)集成➡部分業(yè)務(wù)局部集成➡相關(guān)系統(tǒng)全面集成

★關(guān)鍵詞：專網(wǎng) 平臺(tái) 可靠

▶10月17日，山東能源集團(tuán)發(fā)布了全球首套礦用高可靠5G專網(wǎng)系統(tǒng)，包括礦用5G核心網(wǎng)、5G基站、5G基站控制器、5G高可靠控制器、5G邊緣計(jì)算控制器、5G智能手機(jī)等，具有專網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行、分層環(huán)型組網(wǎng)、多元參數(shù)平衡、控制面與用戶面下沉四大特點(diǎn)。目前，實(shí)現(xiàn)的5G技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景主要有工作面自動(dòng)找直、掘進(jìn)機(jī)遠(yuǎn)程控制、單軌吊無(wú)人駕駛、無(wú)軌膠輪車智能駕駛、遠(yuǎn)程檢維修等。

▶10月26日，煤炭行業(yè)“煤智云”大數(shù)據(jù)中心建設(shè)項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì)舉行。煤炭行業(yè)“煤智云”大數(shù)據(jù)中心建設(shè)由中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)起，中國(guó)煤炭科工集團(tuán)牽頭，聯(lián)合行業(yè)內(nèi)外優(yōu)勢(shì)資源共同打造。該項(xiàng)目包含基礎(chǔ)設(shè)施層、平臺(tái)支撐層、智能應(yīng)用層、運(yùn)營(yíng)運(yùn)維體系、安全管理體系、信息集成與應(yīng)用服務(wù)六大模塊，面向煤礦智能化建設(shè)涉及的科研、研發(fā)、技術(shù)、產(chǎn)品、工程、服務(wù)等業(yè)務(wù)，圍繞煤礦和礦區(qū)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的采集、傳輸、存儲(chǔ)、建模、分析、可視化等全過(guò)程、全生命周期、全要素的數(shù)據(jù)價(jià)值利用，旨在構(gòu)建數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、建立行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系、打通信息交互鏈條。

▶F5G（the 5th Generation Fixed Network），即第五代固定網(wǎng)絡(luò)，是歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)于2020年2月定義的第五代固定網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)。F5G在煤礦的應(yīng)用主要包括三類產(chǎn)品，即光環(huán)網(wǎng)頭端設(shè)備（ORH）、光環(huán)網(wǎng)終端設(shè)備（ORE）和無(wú)源光環(huán)網(wǎng)設(shè)備（ORP)。

F5G技術(shù)在河南能源永煤公司陳四樓煤礦應(yīng)用后，為礦區(qū)辦公網(wǎng)絡(luò)、視頻監(jiān)控、井上信息回傳提供了超大帶寬接入。基于光時(shí)域反射儀的智能光路診斷，讓礦區(qū)能快速定位光纖鏈路故障，縮短業(yè)務(wù)暫停時(shí)間。F5G的安全、極簡(jiǎn)、便捷，提供了一種通信新思路，讓煤礦建設(shè)信息高速公路成為可能。

F5G技術(shù)在河南能源永煤公司陳四樓煤礦應(yīng)用后，為礦區(qū)辦公網(wǎng)絡(luò)、視頻監(jiān)控、井上信息回傳提供了超大帶寬接入。

操作手段

人工近距離操作➡無(wú)人遠(yuǎn)程遙控➡系統(tǒng)自適應(yīng)調(diào)控

★關(guān)鍵詞：無(wú)人 少人 高性能

▶中國(guó)煤炭科工集團(tuán)沈陽(yáng)研究院自主研制了首臺(tái)搭載華為礦鴻系統(tǒng)的煤礦四足巡檢機(jī)器人。它將礦鴻系統(tǒng)與機(jī)器人運(yùn)動(dòng)、決策以及交互系統(tǒng)相融合，具有避障越障、音頻識(shí)別、視覺(jué)識(shí)別等功能。

▶國(guó)家能源集團(tuán)準(zhǔn)能集團(tuán)實(shí)現(xiàn)多臺(tái)無(wú)人駕駛礦用卡車與電鏟多工作面同時(shí)編組運(yùn)行作業(yè)。“準(zhǔn)能集團(tuán)露天煤礦無(wú)人運(yùn)輸作業(yè)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”項(xiàng)目通過(guò)搭建一套包括地面控制中心系統(tǒng)、車地?zé)o線通信系統(tǒng)、車載控制系統(tǒng)等完整的無(wú)人駕駛控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)礦用自卸車“裝、運(yùn)、卸”典型作業(yè)過(guò)程的完全無(wú)人自主運(yùn)行。

▶中國(guó)煤科太原研究院研發(fā)制造的智能快掘系統(tǒng)，是國(guó)內(nèi)首套復(fù)雜地質(zhì)條件下以掘錨機(jī)為龍頭的智能掘進(jìn)成套裝備。該系統(tǒng)以井下中央集控中心為載體和中轉(zhuǎn)、集群設(shè)備多信息融合網(wǎng)絡(luò)為通道、工況監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)為感知，研發(fā)了成套裝備一鍵啟停、自動(dòng)截割、自主行走、自動(dòng)化錨護(hù)等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了快速掘進(jìn)成套裝備集中遠(yuǎn)程控制和自動(dòng)化作業(yè)，創(chuàng)建了“無(wú)人跟機(jī)作業(yè)，有人安全值守”的掘進(jìn)新模式。

▶河南省首套全系統(tǒng)煤矸分揀機(jī)器人在河南能源化工集團(tuán)義煤公司孟津煤礦正式投入使用。此套煤矸智能分揀系統(tǒng)采用機(jī)器視覺(jué)識(shí)別技術(shù)，360度全角移位，并可根據(jù)產(chǎn)品特征對(duì)抓取過(guò)程進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)特征的自動(dòng)識(shí)別和抓取作業(yè)，在模糊、傾斜、光照不均、背景雜亂等情況下均保持高性能表現(xiàn)。

準(zhǔn)能集團(tuán)露天煤礦無(wú)人運(yùn)輸作業(yè)系統(tǒng)采用4D光場(chǎng)智能感知系統(tǒng)，在惡劣天氣下能精確識(shí)別激光雷達(dá)不易發(fā)現(xiàn)的小障礙物。

發(fā)展層次

單純技術(shù)應(yīng)用➡更高層次商業(yè)模式創(chuàng)新

★關(guān)鍵詞：互通 互聯(lián) 服務(wù)

▶10月19日，全國(guó)煤炭行業(yè)首個(gè)科研創(chuàng)新人工智能計(jì)算中心在山西晉城建成。智能礦山創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室采用“煤炭專家+ICT技術(shù)專家”的模式，由晉能控股集團(tuán)、華為公司等單位提供專家資源。該計(jì)算中心項(xiàng)目包含提供20PFlops（FP16）算力的人工智能算力平臺(tái)和數(shù)據(jù)中心，采用以昇騰和鯤鵬為核心的自主創(chuàng)新技術(shù)路線搭建基礎(chǔ)設(shè)施，將致力于煤炭行業(yè)人工智能科學(xué)研究。

▶9月14日，國(guó)家能源集團(tuán)攜手華為公司推出礦鴻操作系統(tǒng)。目前，礦鴻操作系統(tǒng)已成功適配神東煤炭公司礦井綜采工作面的液壓支架主控器、工作面通信控制器、組合開(kāi)關(guān)顯示控制器，以及吊軌式、膠輪式等各類巡檢機(jī)器人。適配范圍包括20種設(shè)備、398個(gè)應(yīng)用單元，綜采工作面、水泵房、變電站、洗煤廠等多個(gè)實(shí)際作業(yè)場(chǎng)景。礦鴻操作系統(tǒng)通過(guò)獨(dú)特“軟總線”技術(shù)，第一次在煤礦實(shí)現(xiàn)了設(shè)備層操作系統(tǒng)的統(tǒng)一，在統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、智能協(xié)作、安全可信上實(shí)現(xiàn)了突破。另外，在打破信息孤島方面，礦鴻操作系統(tǒng)支持煤炭行業(yè)統(tǒng)一協(xié)議，實(shí)現(xiàn)不同廠商各個(gè)設(shè)備下的統(tǒng)一管理。

礦鴻操作系統(tǒng)在統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、智能協(xié)作、安全可信上實(shí)現(xiàn)了突破。

相關(guān)支持

一是政策設(shè)計(jì)不斷完善。重點(diǎn)產(chǎn)煤省份先后制定了加快煤礦智能化發(fā)展的實(shí)施方案，明確了智能化建設(shè)目標(biāo)和任務(wù)。對(duì)建成的智能化煤礦，給予安全改造資金、產(chǎn)能置換、礦井產(chǎn)能核增等方面的政策支持；一些地方也出臺(tái)財(cái)政支持政策。

二是法規(guī)制度建立健全。將智能化發(fā)展寫入《煤炭法》修訂草案，納入國(guó)家“十四五”煤炭工業(yè)發(fā)展規(guī)劃，制定示范煤礦管理、專家?guī)臁⒔ㄔO(shè)指南、驗(yàn)收辦法等制度文件，印發(fā)文件支持技術(shù)裝備研發(fā)應(yīng)用。《煤礦智能化建設(shè)指南（2021年版）》印發(fā)，明確了煤礦智能化建設(shè)的總體要求、總體設(shè)計(jì)、建設(shè)內(nèi)容以及保障措施。

三是標(biāo)準(zhǔn)體系逐步形成。組織開(kāi)展煤礦智能化相關(guān)15項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)工作，包括智能化煤礦設(shè)計(jì)、建設(shè)、驗(yàn)收、5G標(biāo)準(zhǔn)等；中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)、中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)等行業(yè)團(tuán)體已制定發(fā)布10項(xiàng)煤礦智能化團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，正啟動(dòng)20項(xiàng)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)；各地也積極開(kāi)展地方標(biāo)準(zhǔn)制定。

四是協(xié)調(diào)機(jī)制有效發(fā)揮。八部委建立了煤礦智能化發(fā)展協(xié)調(diào)機(jī)制，所有涉及法規(guī)制度、政策標(biāo)準(zhǔn)、年度計(jì)劃、示范項(xiàng)目、工作會(huì)議等重大事項(xiàng)，均在機(jī)制框架下統(tǒng)籌考慮研究推進(jìn)。

五是政產(chǎn)學(xué)研協(xié)同不斷深化。國(guó)家礦山安監(jiān)局、國(guó)家能源局共同推動(dòng)大型礦井綜合掘進(jìn)機(jī)器人等3個(gè)煤礦機(jī)器人項(xiàng)目列入科技部國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“智能機(jī)器人”2020年度重點(diǎn)專項(xiàng)；工業(yè)和信息化部編制《“十四五”機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，推動(dòng)采掘、巡檢等煤礦機(jī)器人產(chǎn)品研發(fā)及應(yīng)用；教育部積極組織高校加強(qiáng)智能化礦山關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，布局建設(shè)7個(gè)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、12個(gè)教育部工程研究中心、12個(gè)高等學(xué)校學(xué)科創(chuàng)新引智基地和5個(gè)省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心。

淮北礦業(yè)集團(tuán)智能精準(zhǔn)裝車計(jì)量系統(tǒng)，在接受裝車指令和工況信息后，可以調(diào)用對(duì)應(yīng)的裝車策略，按照預(yù)定方案控制各設(shè)備，完成不同車型實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)、高效裝車計(jì)量。