8月31日，在開(kāi)灤集團(tuán)錢(qián)家營(yíng)礦業(yè)公司集中控制中心，調(diào)度員正在觀察井下設(shè)備運(yùn)行情況。 河北日?qǐng)?bào)客戶端記者 王育民攝

安全帽內(nèi)的芯片，讓煤礦工人在井下實(shí)現(xiàn)“厘米級(jí)”精準(zhǔn)定位；坐在井下的集中控制倉(cāng)內(nèi)按動(dòng)按鈕，便能實(shí)現(xiàn)工作面破巖、運(yùn)輸?shù)瘸商自O(shè)備的“一鍵啟?！保淮蜷_(kāi)“一張圖”，礦井運(yùn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和運(yùn)行趨勢(shì)盡數(shù)掌握……

8月18日，記者走進(jìn)國(guó)家首批智能化示范煤礦開(kāi)灤集團(tuán)錢(qián)家營(yíng)礦業(yè)公司（以下稱(chēng)“錢(qián)礦公司”），發(fā)現(xiàn)越來(lái)越多智能化設(shè)備和創(chuàng)新手段融入煤礦建設(shè)發(fā)展全領(lǐng)域、全過(guò)程。隨著“智慧”與礦山相遇，現(xiàn)代化場(chǎng)景不斷“上新”，煤礦正在向智能化蝶變。

引進(jìn)高端設(shè)備，塑造多煤層智能開(kāi)采新場(chǎng)景

“各項(xiàng)設(shè)備一切正常，現(xiàn)在啟動(dòng)系統(tǒng)?！?月18日，在錢(qián)礦公司2027西工作面，綜采四隊(duì)集控司機(jī)康凱在井下的集中控制倉(cāng)內(nèi)按下“一鍵啟動(dòng)”按鈕。不遠(yuǎn)處，破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、溜子、割煤機(jī)組等一個(gè)個(gè)大型機(jī)械順序啟動(dòng)，投入生產(chǎn)。

與此同時(shí)，地面的調(diào)度指揮中心開(kāi)始無(wú)延時(shí)“直播”采煤作業(yè)過(guò)程：采煤機(jī)記憶截割、液壓支架自動(dòng)跟機(jī)、刮板輸送機(jī)自動(dòng)推移，“三機(jī)設(shè)備”默契配合，智能聯(lián)動(dòng)；割落的“烏金”，通過(guò)膠帶輸送機(jī)源源不斷運(yùn)往主井……大屏幕上，井下的智能化煤炭開(kāi)采流程一覽無(wú)余。

從出大力、流大汗的人力挖煤，到機(jī)械化、自動(dòng)化割煤，再到遠(yuǎn)程操控采煤，錢(qián)礦公司大步邁向智能化新階段。

對(duì)此，今年47歲、在此工作了21年的康凱感觸很深：“原來(lái)，即便采煤有了自動(dòng)化設(shè)備，我們也得在機(jī)器跟前操作，煤灰多，口罩可得戴好?，F(xiàn)在，坐在控制倉(cāng)里進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，盯著電子屏幕看就行了。煤灰都接觸不著，口罩再也不用戴了?！?/p>

改變的背后，是一系列高端裝備技術(shù)的應(yīng)用。

5臺(tái)智能化采煤機(jī)、6套智能化控制系統(tǒng)、1套單軌吊，以及雙臂液壓錨桿鉆車(chē)、掘錨一體機(jī)……互相協(xié)作的智能化設(shè)備，推動(dòng)錢(qián)礦公司逐步形成了回采智能化、掘進(jìn)自動(dòng)化，開(kāi)拓連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械化作業(yè)模式。在率先建成省內(nèi)第一個(gè)薄煤層智能化工作面的基礎(chǔ)上，他們把智能傳感、變頻控制、無(wú)線遙控、自動(dòng)截割、集中控制和遠(yuǎn)程監(jiān)控等技術(shù)在中厚工作面應(yīng)用，開(kāi)創(chuàng)了智能開(kāi)采全覆蓋的應(yīng)用場(chǎng)景。

重金投入建設(shè)的智能化采煤系統(tǒng)，為錢(qián)礦公司帶來(lái)了什么？

“生產(chǎn)效率更高，人員投入更少?！本C采四隊(duì)技術(shù)副隊(duì)長(zhǎng)白銀澤不假思索地回答。通過(guò)智能化建設(shè)，工作面設(shè)備開(kāi)機(jī)率、運(yùn)行效率和自動(dòng)跟機(jī)率均達(dá)到70%以上，智能化生產(chǎn)效率提升30%。他們班組的下井人數(shù)減少了一半，全員效率達(dá)到15.6噸/工。

下井人數(shù)減少的同時(shí)，人員的結(jié)構(gòu)和工作內(nèi)容也因時(shí)而變。

在錢(qián)礦公司，有一支大學(xué)生采煤隊(duì)。他們下井時(shí)攜帶的檢修工具包早已從錘子、扳子、改錐“老三樣”變?yōu)槿劾w機(jī)和智能化手持終端，工作內(nèi)容也從采煤設(shè)備的維護(hù)變?yōu)榭梢暬O(shè)備、光纜通信線路等智能設(shè)備的維護(hù)。他們要讓智能系統(tǒng)時(shí)刻保持健康運(yùn)轉(zhuǎn)。

作為一名大學(xué)生，白銀澤從2017年入職開(kāi)始，便與同事一起積極開(kāi)展自主創(chuàng)新，不斷在實(shí)踐中探索提升智能化設(shè)備與現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的匹配度。如今，他正在鉆研一項(xiàng)新課題，在面對(duì)地質(zhì)構(gòu)造出現(xiàn)變化時(shí)，如何讓液壓支架實(shí)現(xiàn)高度的自我調(diào)節(jié)。

目前，錢(qián)礦公司高技能人才比例達(dá)到42%，擁有國(guó)家級(jí)和行業(yè)級(jí)大師工作室5個(gè)，國(guó)家級(jí)專(zhuān)利技術(shù)9個(gè)，培育了一批全國(guó)技術(shù)能手。

開(kāi)發(fā)功能應(yīng)用，塑造智能“雙控”管理新場(chǎng)景

換棉質(zhì)衣服、領(lǐng)取安全帽、排隊(duì)過(guò)安檢閘機(jī)……每個(gè)班組下井前，都要走這樣一套看似簡(jiǎn)單的流程。

“別看流程簡(jiǎn)單，卻是保障生產(chǎn)安全的關(guān)鍵。”該公司安全管理部主任工程師高山說(shuō)，棉質(zhì)衣服是為防止產(chǎn)生靜電引起火花，配置了各種傳感器、控制器的安檢閘機(jī)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控礦工進(jìn)出井口的情況，檢測(cè)是否攜帶危險(xiǎn)物品或違禁品。

看似普通的安全帽，內(nèi)里卻大有乾坤。由頭盔、礦燈、攝像頭、存儲(chǔ)卡、人員定位卡等部件組成的安全帽，不僅能夠連續(xù)拍攝12個(gè)小時(shí)，還能以清晰的畫(huà)質(zhì)和音質(zhì)準(zhǔn)確記錄管理人員和操作人員工作行為等信息。尤其是對(duì)井下人員位置的實(shí)時(shí)上傳，更能在有突發(fā)事件發(fā)生時(shí)助力實(shí)現(xiàn)快速救援。

安全是煤礦的生命線。煤炭行業(yè)屬于高危行業(yè)，生產(chǎn)過(guò)程中伴隨著水害、火災(zāi)、瓦斯等災(zāi)害隱患。

讓安全生產(chǎn)更有保障，讓安全管理更加高效。以更大“含智量”建設(shè)“雙控”系統(tǒng)，把職工從危險(xiǎn)的環(huán)境中解放出來(lái)，錢(qián)礦公司智能雙控安全管理信息平臺(tái)于2020年5月正式投運(yùn)。

“手持機(jī)可是我們‘雙控’平臺(tái)的一大利器。”高山介紹，每次下井，安檢員們都會(huì)隨身攜帶手持機(jī)。手持機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)圖像抓拍、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳、隱患治理驗(yàn)收等功能?！坝辛怂F(xiàn)場(chǎng)查出的問(wèn)題可以及時(shí)錄入系統(tǒng)，已經(jīng)錄入的任意隱患，治理完成的可以驗(yàn)收，未完成的現(xiàn)場(chǎng)就能督辦。”

扔掉以紙筆記錄的風(fēng)險(xiǎn)管控臺(tái)賬，迎來(lái)依托手持機(jī)等智能設(shè)備建設(shè)的“雙控”系統(tǒng)，錢(qián)礦公司風(fēng)險(xiǎn)管控率由從前的85%提高到當(dāng)前的100%，隱患排查按期整改率由約82%提高到98.6%。

作為安全部門(mén)負(fù)責(zé)人，高山時(shí)常感到身上有千鈞之重，須臾不敢放松。以前每年年底召開(kāi)的風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)評(píng)估會(huì)議，是他的重要工作之一。

一場(chǎng)評(píng)估會(huì)議，要召集各專(zhuān)業(yè)上百名管理人員提出建議，形成涉及200多個(gè)區(qū)域的1萬(wàn)余條風(fēng)險(xiǎn)清單，再由專(zhuān)職人員進(jìn)行分類(lèi)整理。高山說(shuō)：“這樣靠經(jīng)驗(yàn)建立的風(fēng)險(xiǎn)清單，既費(fèi)時(shí)費(fèi)力，又極容易出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)不全?！?/p>

如今，曾困擾高山的難題有了新的解決方案。通過(guò)在智能“雙控”系統(tǒng)中建立風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域庫(kù)、危險(xiǎn)源庫(kù)、風(fēng)險(xiǎn)庫(kù)，年度風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)評(píng)估時(shí)可將3個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，形成年度風(fēng)險(xiǎn)清單。系統(tǒng)自動(dòng)將風(fēng)險(xiǎn)清單按風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)推送到不同崗位人員的手持機(jī)，他們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)就能對(duì)照風(fēng)險(xiǎn)清單進(jìn)行逐一排查。

高山說(shuō)：“這樣一來(lái)，風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別更全面，風(fēng)險(xiǎn)隱患還能預(yù)防，安全網(wǎng)更結(jié)實(shí)了?！?/p>

打通數(shù)字壁壘，塑造“一張圖”信息集成新場(chǎng)景

在錢(qián)礦公司集中控制中心，調(diào)度指揮與集中控制兩塊大屏幕相對(duì)而設(shè)；每位工作人員面前擺放著多臺(tái)電腦，各環(huán)節(jié)的視頻和傳輸信號(hào)可隨時(shí)調(diào)取，所有數(shù)據(jù)連點(diǎn)成圖、分類(lèi)呈現(xiàn)。

“丁零零……”調(diào)度員吳樹(shù)峰接起電話。

“風(fēng)道風(fēng)力弱，盡快調(diào)試。”電話那頭說(shuō)。

在進(jìn)行簡(jiǎn)單確認(rèn)后，吳樹(shù)峰將問(wèn)題轉(zhuǎn)交給身后的集中控制工作人員。后者通過(guò)電腦上的風(fēng)道控制系統(tǒng)界面，能夠看到哪條風(fēng)道出現(xiàn)了問(wèn)題，并在集中控制系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行了參數(shù)修正，幾分鐘的時(shí)間便解決了這個(gè)問(wèn)題。

調(diào)度員不僅能夠解決井下人員上報(bào)的問(wèn)題，還能通過(guò)實(shí)時(shí)視頻畫(huà)面和各類(lèi)傳輸信號(hào)，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，通知井下人員盡快排查和解決。吳樹(shù)峰說(shuō)：“300多個(gè)視頻點(diǎn)，幾乎能夠讓井下的情況一覽無(wú)余。我們對(duì)井下運(yùn)行情況掌握更全面，不容易遺漏問(wèn)題，調(diào)度效率也大大提升?！?/p>

效率的提升，得益于調(diào)度指揮系統(tǒng)的搭建。

這套調(diào)度系統(tǒng)以地理信息系統(tǒng)為服務(wù)引擎，涵蓋水文監(jiān)測(cè)、火情監(jiān)測(cè)、人員定位、視頻監(jiān)控等安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以及采、掘、機(jī)、運(yùn)、通、排等生產(chǎn)系統(tǒng)，綜合形成了多層級(jí)、多維度的GIS信息化集成圖，達(dá)到分系統(tǒng)、分煤層對(duì)全礦安全、生產(chǎn)等進(jìn)行三維“一張圖”式的展示和管理，為礦井安全生產(chǎn)協(xié)同調(diào)度、集中管控及科學(xué)決策提供了依據(jù)。

“一張圖”的有效運(yùn)行，也對(duì)企業(yè)的硬件和軟件建設(shè)提出了更高要求。

“有了萬(wàn)兆工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)和井下WiFi無(wú)線通信系統(tǒng)的混合架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，我們的信號(hào)傳輸達(dá)到了秒級(jí)，建成了智能化礦山的數(shù)字傳輸高速公路?！痹摴拘畔⒖聘笨崎L(zhǎng)張大光介紹，他們還為各個(gè)子系統(tǒng)接入管控平臺(tái)提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口，統(tǒng)一數(shù)據(jù)倉(cāng)儲(chǔ)格式，實(shí)現(xiàn)了多系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全、穩(wěn)定、高效傳輸。

此外，錢(qián)礦公司還建成了基于企業(yè)私有云的現(xiàn)代化數(shù)據(jù)中心，配備了23臺(tái)超融合服務(wù)器，統(tǒng)一接入礦井各類(lèi)智能化系統(tǒng)，將所有數(shù)據(jù)遷至云平臺(tái)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)主要系統(tǒng)虛擬化以及服務(wù)器資源的池化管理。

云上儲(chǔ)存、云上計(jì)算，“一朵云”讓“一張圖”的運(yùn)行更加安全可靠。

依托數(shù)據(jù)分析，塑造物聯(lián)網(wǎng)動(dòng)態(tài)預(yù)警新場(chǎng)景

保障礦井生產(chǎn)的安全，往往要防患于未然，預(yù)警功能成為智能化改造的重點(diǎn)。

一個(gè)智能化煤礦的背后，需要幾百臺(tái)設(shè)備的有序運(yùn)轉(zhuǎn)。在不借助人力的情況下，能否實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自我“體檢”？錢(qián)礦公司建設(shè)的智能綜合管控平臺(tái)，專(zhuān)門(mén)設(shè)置了設(shè)備健康診斷模塊。

打開(kāi)600泵房的數(shù)據(jù)界面，既有水泵的流量、壓力、泵軸溫度等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，又有數(shù)據(jù)的趨勢(shì)圖，水泵的吸水管內(nèi)徑、排水高度、礦水密度等設(shè)備信息一目了然。在報(bào)警信息記錄上，還能看到幾號(hào)泵因何種原因被報(bào)警。工作人員在收到報(bào)警信息后，只有完善處理才能消除警報(bào)。

大型固定設(shè)備健康度能夠?qū)崿F(xiàn)自我診斷和提前預(yù)警，靠什么支撐？

“靠的是無(wú)數(shù)個(gè)傳感器組成的物聯(lián)網(wǎng)?！睆埓蠊庹f(shuō)。比如，為檢測(cè)皮帶的運(yùn)行狀態(tài)，他們安裝了巡檢機(jī)器人。機(jī)器人通過(guò)紅外線傳感器監(jiān)測(cè)軌道的溫度，測(cè)算出皮帶的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)。通過(guò)預(yù)測(cè)模型的數(shù)據(jù)，還能分析出一段時(shí)間內(nèi)皮帶的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行提前預(yù)警。

物聯(lián)網(wǎng)搭建后，能否與AI分析模型結(jié)合，發(fā)揮出更大作用？

在井下，一條作業(yè)中的皮帶出現(xiàn)跑偏，高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)抓拍到這一畫(huà)面，照片回傳到監(jiān)控中心。工作人員通過(guò)照片和數(shù)據(jù)信號(hào)比對(duì)，馬上對(duì)皮帶參數(shù)進(jìn)行了調(diào)整。

目前，系統(tǒng)已搭建了異物及大塊煤、人群密度等7種視頻AI分析模型。他們還在進(jìn)一步梳理需求，計(jì)劃開(kāi)發(fā)出更多的分析模型，讓各項(xiàng)監(jiān)測(cè)和分析更全面。