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智能化2021:由点面突破向系统集成延伸

2021-12-27 16:05:32

编者按:煤矿智能化代表着龙8app客户端下载工业先进生产力的发展方向,也是破解当前龙8app客户端下载行业发展难题的重要手段。近年来,煤矿智能化建设持续推进,从顶层设计、制度安排到示范煤矿建设、技术装备研发应用推广等,取得了积极进展,呈现出五大特点。据初步统计,截至目前全国煤矿智能化建设总投资规模已超过1000亿元。截至今年8月末,国家首批智能化示范建设煤矿已完成建设投资近60亿元,预计有47处智能化示范建设煤矿将于年内建成投产;全国已建成超过500个智能化采掘工作面,有力促进了煤矿井下减人提效、安全生产。煤矿智能化建设已成为行业内一项具有高度共识、颇具市场活力、企业积极拥护的创新型、基础性工作。

横向覆盖范围

单个工作面➡单个煤矿➡龙8app客户端下载企业➡整个矿区

★关键词:自动 自主 联动 系统

▶国家能源集团神东龙8app客户端下载公司锦界煤矿综采一队所在的综采工作面采用了由采煤机器人,支架机器人,供电、供液、照明等辅助系统组成的机器人群协同作业,通过集中控制协同作业平台实现了各个子系统的数据采集、信息交互和协同控制。

▶国家能源集团整合内部研发力量,通过自主创新,突破掌握了“5类智能采煤、5类智能掘进、3类卡车无人驾驶、5类机器人”等关键技术,应用机器人200余台(套),替代850余名操作工;自主研发的DCS 控制系统已在4个选煤厂应用;已在神东布尔台、神延西湾等煤矿采用国产PLC控制系统替代进口系统, 实现自主可控。

▶皖北煤电智能公司麻地梁煤矿已打造5G+智能采煤系统、智能掘进系统、智能调度远程集控系统等十大智慧矿山系统,同时通过建设“一网、一库、一平台”,将十大系统融合成有机整体。

▶陕煤集团黄陵矿业公司首创AI+NOSA智能风险管控系统,融合了AI识别、物联网、云计算等多项前沿尖端技术,开发了对45种违规行为和12种标准作业的智能监管程序,可以对井下“三违”、非标准作业进行实时监管、智能预警、后台记录、现场制止和联动闭锁。

麻地梁煤矿对原煤生产系统等进行设计优化,并逐步开展设备购置与安装,供货厂家按要求为设备配齐传感器,各类控制系统开放接口协议,确保适配综合管控平台。

目前,黄陵矿业公司所属4对矿井辅助系统已经全部实现“无人值守、机器人巡检”,建成60套机器人巡检系统。

产业链延伸

生产数字化➡生产经营数字化➡“全产业链”数字化

★关键词:减人 高效 精准 降本

▶淮北矿业集团研发了龙8app客户端下载智能精准装车计量系统。该系统是一套集静态轨道衡称重信息采集、车辆位置判断、装车量智能分配、给煤机控制、牵引机器人控制等于一体的闭环管理系统。该系统能够实现装车过程不亏吨、不超载、不偏载、不集重,杜绝了“以煤补车损”潜亏现象,扭转了人工操作计量误差较大的局面。

▶国家能源集团神东上湾选煤厂建立了涵盖洗选生产工艺全过程的数字化模型,构建了智能决策系统,并进一步打造了智能加药、无人装车、煤泥水智能处理等多个辅助环节智能系统,建成了全国智能化水平最高的智能洗煤厂,开创了“黑灯无人”洗煤厂的先河。

▶陕煤集团榆北煤业曹家滩公司打造矿井运营可视化,建设三维智能管控平台,实现了“一图管控生产流程、一键启停生产设备、一镜尽览生产动态、一平台把控生产安全”。利用运行全场景、全系统的智能化系统,曹家滩公司减少用工百余人。榆北煤业联合华为公司等打造“5G+智慧矿区”,建成了龙8app客户端下载行业真正意义上的集成系统最多、融合程度最强、劳动效率最高的智慧园区。

应用系统集成

专业系统集成➡部分业务局部集成➡相关系统全面集成

★关键词:专网 平台 可靠

▶10月17日,山东能源集团发布了全球首套矿用高可靠5G专网系统,包括矿用5G核心网、5G基站、5G基站控制器、5G高可靠控制器、5G边缘计算控制器、5G智能手机等,具有专网独立运行、分层环型组网、多元参数平衡、控制面与用户面下沉四大特点。目前,实现的5G技术应用场景主要有工作面自动找直、掘进机远程控制、单轨吊无人驾驶、无轨胶轮车智能驾驶、远程检维修等。

▶10月26日,龙8app客户端下载行业“煤智云”大数据中心建设项目启动会举行。龙8app客户端下载行业“煤智云”大数据中心建设由中国龙8app客户端下载工业协会发起,中国龙8app客户端下载科工集团牵头,联合行业内外优势资源共同打造。该项目包含基础设施层、平台支撑层、智能应用层、运营运维体系、安全管理体系、信息集成与应用服务六大模块,面向煤矿智能化建设涉及的科研、研发、技术、产品、工程、服务等业务,围绕煤矿和矿区生产运营的采集、传输、存储、建模、分析、可视化等全过程、全生命周期、全要素的数据价值利用,旨在构建数据产业结构、建立行业标准体系、打通信息交互链条。

▶F5G(the 5th Generation Fixed Network),即第五代固定网络,是欧洲电信标准协会于2020年2月定义的第五代固定网络技术和标准。F5G在煤矿的应用主要包括三类产品,即光环网头端设备(ORH)、光环网终端设备(ORE)和无源光环网设备(ORP)。

F5G技术在河南能源永煤公司陈四楼煤矿应用后,为矿区办公网络、视频监控、井上信息回传提供了超大带宽接入。基于光时域反射仪的智能光路诊断,让矿区能快速定位光纤链路故障,缩短业务暂停时间。F5G的安全、极简、便捷,提供了一种通信新思路,让煤矿建设信息高速公路成为可能。

F5G技术在河南能源永煤公司陈四楼煤矿应用后,为矿区办公网络、视频监控、井上信息回传提供了超大带宽接入。

操作手段

人工近距离操作➡无人远程遥控➡系统自适应调控

★关键词:无人 少人 高性能

▶中国龙8app客户端下载科工集团沈阳研究院自主研制了首台搭载华为矿鸿系统的煤矿四足巡检机器人。它将矿鸿系统与机器人运动、决策以及交互系统相融合,具有避障越障、音频识别、视觉识别等功能。

▶国家能源集团准能集团实现多台无人驾驶矿用卡车与电铲多工作面同时编组运行作业。“准能集团露天煤矿无人运输作业系统关键技术研究与应用”项目通过搭建一套包括地面控制中心系统、车地无线通信系统、车载控制系统等完整的无人驾驶控制系统,实现矿用自卸车“装、运、卸”典型作业过程的完全无人自主运行。

▶中国煤科太原研究院研发制造的智能快掘系统,是国内首套复杂地质条件下以掘锚机为龙头的智能掘进成套装备。该系统以井下中央集控中心为载体和中转、集群设备多信息融合网络为通道、工况监测与故障诊断系统为感知,研发了成套装备一键启停、自动截割、自主行走、自动化锚护等关键技术,实现了快速掘进成套装备集中远程控制和自动化作业,创建了“无人跟机作业,有人安全值守”的掘进新模式。

▶河南省首套全系统煤矸分拣机器人在河南能源化工集团义煤公司孟津煤矿正式投入使用。此套煤矸智能分拣系统采用机器视觉识别技术,360度全角移位,并可根据产品特征对抓取过程进行相应调整,实现对目标特征的自动识别和抓取作业,在模糊、倾斜、光照不均、背景杂乱等情况下均保持高性能表现。

准能集团露天煤矿无人运输作业系统采用4D光场智能感知系统,在恶劣天气下能精确识别激光雷达不易发现的小障碍物。

发展层次

单纯技术应用➡更高层次商业模式创新

★关键词:互通 互联 服务

▶10月19日,全国龙8app客户端下载行业首个科研创新人工智能计算中心在山西晋城建成。智能矿山创新实验室采用“龙8app客户端下载专家+ICT技术专家”的模式,由晋能控股集团、华为公司等单位提供专家资源。该计算中心项目包含提供20PFlops(FP16)算力的人工智能算力平台和数据中心,采用以昇腾和鲲鹏为核心的自主创新技术路线搭建基础设施,将致力于龙8app客户端下载行业人工智能科学研究。

▶9月14日,国家能源集团携手华为公司推出矿鸿操作系统。目前,矿鸿操作系统已成功适配神东龙8app客户端下载公司矿井综采工作面的液压支架主控器、工作面通信控制器、组合开关显示控制器,以及吊轨式、胶轮式等各类巡检机器人。适配范围包括20种设备、398个应用单元,综采工作面、水泵房、变电站、洗煤厂等多个实际作业场景。矿鸿操作系统通过独特“软总线”技术,第一次在煤矿实现了设备层操作系统的统一,在统一标准、智能协作、安全可信上实现了突破。另外,在打破信息孤岛方面,矿鸿操作系统支持龙8app客户端下载行业统一协议,实现不同厂商各个设备下的统一管理。

矿鸿操作系统在统一标准、智能协作、安全可信上实现了突破。

相关支持

一是政策设计不断完善。重点产煤省份先后制定了加快煤矿智能化发展的实施方案,明确了智能化建设目标和任务。对建成的智能化煤矿,给予安全改造资金、产能置换、矿井产能核增等方面的政策支持;一些地方也出台财政支持政策。

二是法规制度建立健全。将智能化发展写入《龙8app客户端下载法》修订草案,纳入国家“十四五”龙8app客户端下载工业发展规划,制定示范煤矿管理、专家库、建设指南、验收办法等制度文件,印发文件支持技术装备研发应用。《煤矿智能化建设指南(2021年版)》印发,明确了煤矿智能化建设的总体要求、总体设计、建设内容以及保障措施。

三是标准体系逐步形成。组织开展煤矿智能化相关15项行业标准立项工作,包括智能化煤矿设计、建设、验收、5G标准等;中国龙8app客户端下载工业协会、中国龙8app客户端下载学会等行业团体已制定发布10项煤矿智能化团体标准,正启动20项团体标准立项;各地也积极开展地方标准制定。

四是协调机制有效发挥。八部委建立了煤矿智能化发展协调机制,所有涉及法规制度、政策标准、年度计划、示范项目、工作会议等重大事项,均在机制框架下统筹考虑研究推进。

五是政产学研协同不断深化。国家矿山安监局、国家能源局共同推动大型矿井综合掘进机器人等3个煤矿机器人项目列入科技部国家重点研发计划“智能机器人”2020年度重点专项;工业和信息化部编制《“十四五”机器人产业发展规划》,推动采掘、巡检等煤矿机器人产品研发及应用;教育部积极组织高校加强智能化矿山关键技术攻关,布局建设7个教育部重点实验室、12个教育部工程研究中心、12个高等学校学科创新引智基地和5个省部共建协同创新中心。

淮北矿业集团智能精准装车计量系统,在接受装车指令和工况信息后,可以调用对应的装车策略,按照预定方案控制各设备,完成不同车型实时、精准、高效装车计量。

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