張家峁公司正在形成智慧煤礦標準化技術(shù)架構：基于一套標準體系，構建一張全面感知網(wǎng)絡(luò )，建設一條高速數據傳輸通道，形成一個(gè)大數據應用中心，開(kāi)發(fā)一個(gè)業(yè)務(wù)云服務(wù)平臺。

張家峁公司銷(xiāo)售中心集控操作員通過(guò)智能化裝車(chē)系統進(jìn)行遠程裝車(chē)操作

職工在智能燈柜前通過(guò)虹膜掃描領(lǐng)取礦燈

前不久，記者走進(jìn)陜煤集團陜北礦業(yè)公司黨委書(shū)記、董事長(cháng)郭佐寧的辦公室時(shí)，他正在和機電物資管理部部長(cháng)習曉交流剛發(fā)布的智能化標準。這個(gè)由陜西煤業(yè)股份公司出臺的智能礦井建設標準和驗收辦法，細化了智能化建設的要求，適用于該公司所屬礦井，讓管理者有了抓手。

“馬上讓礦區宣貫?！惫魧帉α晻哉f(shuō)，“以各礦區評分分值為依據，逐條對照標準，爭取在最短的時(shí)間內對標對表、查漏補缺?！?/p>

從摸索前進(jìn)到形成標準

在國家首批71處智能化示范礦井建設名單里，陜煤集團占了7處，其中陜北礦業(yè)公司有3處，坐落在神木縣北郊的張家峁礦業(yè)公司（以下稱(chēng)張家峁公司），就是其中之一。

這家成立于2006年的國有股份制企業(yè)，井田面積達51.98平方公里，核定年生產(chǎn)能力1000萬(wàn)噸，曾是兩化深度融合、5G+智能礦山創(chuàng )新應用等典型示范企業(yè)。

從2010年全面機械化向自動(dòng)化迭代開(kāi)始，張家峁公司走過(guò)了3個(gè)階段，才形成了智能化礦井的雛形。2009年試生產(chǎn)后，張家峁公司信息化與自動(dòng)化建設以單系統監測數據為主，個(gè)別區域如排水實(shí)現了自動(dòng)化，但效果不是很理想。

2015年左右，張家峁公司迎來(lái)自動(dòng)化建設的黃金期。他們把控制系統從井下延伸到地面，先讓采煤在井上“一鍵啟動(dòng)”，接著(zhù)取消了泵房，變電所和污水處理站采用“無(wú)人值守、有人巡視”模式，再接著(zhù)選煤廠(chǎng)、銷(xiāo)售裝車(chē)系統等業(yè)務(wù)系統也實(shí)現了無(wú)人化。

“當時(shí)我們想著(zhù)讓自動(dòng)化往深里走，在建設過(guò)程中形成了幾種管控系統?！庇H歷智能化發(fā)展過(guò)程的張家峁公司副總經(jīng)理薛忠新告訴記者，“比如‘1+9’總控分控自動(dòng)化系統，就是1個(gè)調度總控中心加9個(gè)獨立分控中心，涵蓋礦井主運輸、供電供排水、水處理、安全監測、洗選、銷(xiāo)售等，實(shí)現了主要生產(chǎn)系統的遠程集控。系統運行效果比較好，直到現在我們還在沿用?！?/p>

“總控全監控、分控管操作、現場(chǎng)保運行?！背耸芤婷黠@的總控分控自動(dòng)化系統外，一體化網(wǎng)絡(luò )傳輸平臺、私有云數據中心、經(jīng)營(yíng)管理一體化智能管控平臺等系統，不僅改變了張家峁公司職工的辦公習慣，還促使其踏上了全面建設智能化之路。

“在大家還不知道礦井‘一張圖’概念的時(shí)候，我們就已經(jīng)開(kāi)始探索怎么做了。2016年底，我們做出了‘一張圖’，把礦井資源、生產(chǎn)狀況、安全監測等信息集中起來(lái)，真正實(shí)現了統一管理?！毖χ倚抡f(shuō)。其中，三維剖切和多地層、多勘探線(xiàn)同時(shí)剖切繪制剖面圖的功能，已經(jīng)達到了行業(yè)領(lǐng)先水平。

2019年至今，被張家峁人稱(chēng)為“第三次創(chuàng )業(yè)”。早在2018年，張家峁公司便開(kāi)始向智慧煤礦奮進(jìn)：與中國工程院院士王國法團隊合作，做好頂層設計；對現有監測監控系統進(jìn)行改造，網(wǎng)絡(luò )傳輸、地理信息、原煤運輸等輔助系統全面升級；應用無(wú)人駕駛、5G等先進(jìn)技術(shù)，啟動(dòng)云計算大數據基礎平臺建設等。

“這次改造的核心轉移了，我們要從總體構架上去改變，重塑煤礦底層邏輯，把管理融入到信息系統里，把數據標準做出來(lái)，證明智能化模式的可行性?！毖χ倚抡f(shuō)。

2020年4月底接任張家峁公司黨委書(shū)記、董事長(cháng)的張建安認為，相比新建礦井擁有天然的建設優(yōu)勢，邊生產(chǎn)邊改造的礦井更要處理好效率與安全的關(guān)系，認真對待智能化建設工作，使“技術(shù)智能”升級為“文化智能”。

在機電技術(shù)部下設智能化辦公室、生產(chǎn)效率與工資績(jì)效掛鉤、分類(lèi)分級開(kāi)展智能化培訓、園區建成可容納多輛私家車(chē)的立體車(chē)庫……張家峁公司智能化建設正走向實(shí)體化和規范化。

“經(jīng)過(guò)3年時(shí)間，張家峁公司該有的系統都有了，接下來(lái)就要解決設備軟件之間的銜接與融合等現實(shí)問(wèn)題?！睆埥ò舱f(shuō)“，張家峁公司作為試驗田，目的是要形成標準或規范，為行業(yè)作出一點(diǎn)貢獻?！?/p>

從礦井智能到礦區智慧

下井前，記者來(lái)到張家峁公司調度指揮中心。該中心副主任白玉軍告訴記者，目前該公司已建成1個(gè)5G+厚煤層、2個(gè)中厚煤層和1個(gè)薄煤層智能化綜采工作面。其中，15211、14211智能化綜采工作面設備完成安裝，正在調試。記者從監控屏幕上看到，采煤機、轉載機、皮帶運輸機等正在流暢運行。

記者跟隨綜采二隊黨支部書(shū)記張力下了井。2014年從西安科技大學(xué)畢業(yè)后，張力來(lái)到張家峁公司。他告訴記者，那時(shí)的井下“跟現在的條件差不多”，但設備的標準化和精細化管理越來(lái)越扎實(shí)了。比如，碼放整齊的小工具和走向標識清晰的電纜線(xiàn)。

“‘峁’是小山包，我們是在山上采煤。咱們現在是繞著(zhù)山心往上爬，一會(huì )兒就到15211工作面了?！睆埩呎f(shuō)邊停住車(chē)，給正在升井的車(chē)讓了道。

井下的控制臺，不僅控制著(zhù)采煤機和液壓支架等主要設備，而且監控著(zhù)礦壓、礦井水等數據?！澳憧催@個(gè)小黃點(diǎn)就是采煤機，現在它在第15架位置。下面綠色的這條就是它的推移線(xiàn)，支架工況的狀態(tài)都能看得到。整個(gè)工作面設備的操作，在這兒就能實(shí)現?！睆埩φf(shuō)。

此時(shí)的工作面正處于檢修狀態(tài)，等待著(zhù)下一波礦工的到來(lái)?！拔覀儾擅喊鄰慕衲?月開(kāi)始取消夜班，掘進(jìn)班那邊也改成二六制了，1個(gè)班是6個(gè)小時(shí)?！睆埩φf(shuō)。

掘進(jìn)效率低是煤炭行業(yè)智能化建設的短板。如今，張家峁公司的掘進(jìn)工作面，應用了掘錨一體機，利用數字化監控系統，實(shí)現了遠程多機協(xié)同、人機協(xié)同，解決了整體工況參數監測、機身自主定位導航等問(wèn)題。目前，張家峁公司實(shí)現了單班最高進(jìn)尺65米，在15212膠運順槽實(shí)際月進(jìn)尺達到2702米。

智能化原煤運輸系統、全礦井智能通風(fēng)管控系統、礦井水資源智能管理系統的建成，帶動(dòng)了輔助系統的全面智能；回風(fēng)巷、變電所、膠帶機移動(dòng)巡檢儀的應用，讓監控變得更有效率。通過(guò)3D監控、定制化自動(dòng)配煤、重介質(zhì)密度智能控制、煤泥水自動(dòng)加藥壓濾，該公司選煤廠(chǎng)成了我國煤炭洗選領(lǐng)域的示范性項目。

“以前，全礦井23個(gè)通風(fēng)點(diǎn)得靠人工測數據，井下幾十公里要全部走完，好幾天才能測出來(lái)，之后再出報表進(jìn)行分析?，F在，我們兩三分鐘就測完了，同時(shí)數據都到系統里了，我們隨時(shí)可以調用分析?！毖χ倚抡f(shuō)。

如今，張家峁公司井上井下23個(gè)機房硐室、66個(gè)操作崗位實(shí)現了“有人巡檢、無(wú)人值守”。截至2021年3月底，該公司實(shí)現安全生產(chǎn)超4300天。光是選煤廠(chǎng)的自動(dòng)化改造，每年產(chǎn)生的經(jīng)濟效益就接近1200萬(wàn)元。

“我2014年剛來(lái)的時(shí)候，這里沒(méi)有文體中心，沒(méi)有智慧中心，沒(méi)有立體車(chē)庫，沒(méi)有單身公寓，只有一個(gè)村兒。如今，這些都有了?！?span style="text-indent: 2em;">張力笑著(zhù)說(shuō)。

戴上VR眼鏡，職工可以走進(jìn)紀念館，身臨其境地學(xué)黨史；利用綜合管控平臺，職工可以查看銷(xiāo)售數據，在手機上辦公；通過(guò)“煤亮子”數字平臺，職工可以采購礦用設備配件，購買(mǎi)外包服務(wù)；利用創(chuàng )客中心，職工可以實(shí)地集中討論，解決實(shí)際難題。

張家峁公司井下經(jīng)常跑著(zhù)一輛無(wú)人駕駛試驗車(chē)。去年試驗階段，這輛車(chē)自主行駛到乘車(chē)點(diǎn)與裝載點(diǎn)后，自動(dòng)停車(chē)；等人和物料上車(chē)后，再自動(dòng)駕駛到井下巷道，并自主返航到地面。今年，他們準備讓車(chē)輛自動(dòng)把物料裝好，再到工作面卸載，真正實(shí)現無(wú)人駕駛。

張家峁公司正在形成智慧煤礦標準化技術(shù)架構：基于一套標準體系，構建一張全面感知網(wǎng)絡(luò )，建設一條高速數據傳輸通道，形成一個(gè)大數據應用中心，開(kāi)發(fā)一個(gè)業(yè)務(wù)云服務(wù)平臺。目前，張家峁公司92個(gè)在用系統正在集成和優(yōu)化，推動(dòng)各子系統功能的對接和調試。

按照張家峁公司礦井巨系統相關(guān)建設項目的設想，未來(lái)的智慧煤礦將打破時(shí)空限制，技術(shù)深度融合，數據高度利用，管理平臺化、功能集中化，用更少的人干更多的活。即將建成的智慧中心大樓，標志著(zhù)張家峁公司正在朝這個(gè)方向努力。

從規范行為到改變認知

智能化建設工作機制是在摸索中逐漸形成的。對于陜北礦業(yè)公司來(lái)說(shuō)，確定各礦區建設特色和推進(jìn)工作進(jìn)度是關(guān)鍵。

“我們要做行業(yè)標桿，就要走在前面，相應的工作就要提前做。我們每周都要到各個(gè)礦區檢查，每月召開(kāi)推進(jìn)會(huì )，每季度進(jìn)行考核，從整體上強化執行?！绷晻员硎?。

參考陜北礦業(yè)公司的推進(jìn)模式，張家峁公司設置了同樣的機構，統一認知和強調實(shí)效。

“我們要想明白做這個(gè)事是為了什么，內生動(dòng)力是為了礦工工作的安全和體面。技術(shù)不能是花架子，要能在煤礦用上?！睆埣裔构局腔刍k公室主任范生軍說(shuō)。

如今，智能化建設面臨一些細節難題。比如，國產(chǎn)采煤機、電液控等裝備故障率較高，自動(dòng)跟機拉架不能一次到位，慣性導航、雷達等精確度不高；多數掘進(jìn)技術(shù)和裝備無(wú)法實(shí)現掘進(jìn)同步，井下泛在感知網(wǎng)絡(luò )、人員及車(chē)輛精確定位、采掘工作面高精度三維地質(zhì)模型繪制、礦井災害探查等方面尚處于起步階段；復合型技術(shù)人才嚴重缺乏等。

“現在，智慧煤礦建設的一個(gè)核心問(wèn)題就是，多源異構數據如何進(jìn)行深度融合，比如通風(fēng)、供電供排水、機電等系統之間都是相互獨立的，而且數據接口和協(xié)議標準都不一樣，這就浪費了很多數據的價(jià)值?！?/p>

關(guān)于數據價(jià)值的討論，陜北礦業(yè)公司分管機電智能化的副總經(jīng)理?；⒚饔型瑯痈惺??！皵祿强缃绲?，如何自動(dòng)抓取是關(guān)鍵。提取出來(lái)要能按照標準去建設，給智能化做決策。今年，我們在做智慧礦區的方案，簡(jiǎn)單說(shuō)就是打通數據界限，統一數據接口，擴展數據來(lái)源?！迸；⒚髡f(shuō)。

“未來(lái)的智能化就是誰(shuí)的數據資產(chǎn)越多，誰(shuí)就越能出標準?！迸；⒚飨蛴浾呓榻B，去年12月，他們與中國煤炭科工集團合作的綜采設備配套標準化項目，內容包括煤層地質(zhì)賦存條件、工作面設備選型規范、綜采裝備系列化選型設計等，為所屬礦區提供了依據。

“很多系統上了之后，礦工不會(huì )操作也沒(méi)意義，必須打通應用的‘最后一公里’?！毖χ倚卤硎?。

為提高人員素質(zhì)，陜北礦業(yè)公司開(kāi)展了新一代信息技術(shù)暨智能化礦區建設專(zhuān)題培訓。他們從2020年7月開(kāi)始，計劃用2年時(shí)間，圍繞該公司《智能化礦井建設實(shí)施方案》，分層、分專(zhuān)業(yè)、分批次地開(kāi)展培訓，提升中高層管理人員的認識和管理能力、技術(shù)人員的應用和創(chuàng )新能力、操作人員使用和維護設備的能力。

“智能化建設是‘一把手’工程?！睘樘岣邔?zhuān)業(yè)水平，?；⒚魅ツ昕既×诉|寧工程技術(shù)大學(xué)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的全日制碩士研究生“‘，大腦’建立起來(lái)了‘，四肢’也要發(fā)達，所以必須與時(shí)俱進(jìn)，多學(xué)習、多實(shí)踐?！?/p>

“智”者說(shuō)

智能化系統要在應用中提升

郭佐寧

如今，煤炭工業(yè)正在加快推進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展。裝備升級了，思想也要與時(shí)俱進(jìn)。要牢記“以人為本”的理念，“井下無(wú)人化”是我們的目標，安全永遠是煤礦的基本要求和前提。盡管新事物誕生時(shí)，大家的認識程度可能存在差異，但這是正常的，當技術(shù)經(jīng)過(guò)幾年的推廣變得成熟后，大家有了參與感，就能體會(huì )到推進(jìn)智能化發(fā)展的必要性了。

在這個(gè)過(guò)程中，領(lǐng)導干部先要認識到，智能化建設是“一把手”工程。在智能化建設上，我們大力投入資金、加強管理，成立了由班子主要成員負責的專(zhuān)班小組，跟科研院所合作，整體規劃建設方案和路徑，按照路線(xiàn)圖去推進(jìn)。在推進(jìn)過(guò)程中，我們制定了相關(guān)規定并進(jìn)行考核，對各級負責人都有要求，達不到要求有處罰。比如，今天8小時(shí)你干了什么工作？這里面有沒(méi)有涵蓋智能化方面的工作內容？有沒(méi)有完成指定的計劃目標？很多工作其實(shí)是規范。通過(guò)制度的強化，讓智能化建設工作越來(lái)越規范，管理也越來(lái)越規范。

當然，很多系統不能說(shuō)建好了，裝個(gè)樣子、當個(gè)擺設，一定要把它充分地用起來(lái)，用的過(guò)程中會(huì )發(fā)現問(wèn)題，要不斷改進(jìn)和提升。沒(méi)有人敢說(shuō)自己完成了智能化示范礦井建設，而是要根據煤礦不斷變化的需求、技術(shù)的更新迭代，在應用中提升和改進(jìn)。

現在，按照設計方案，各個(gè)單位都在逐步實(shí)施。我們的采煤效率提高了10%，我們的掘進(jìn)效率至少提高了30%，一些裝備已經(jīng)達到了國內先進(jìn)水平。我們有些礦區井下運輸系統實(shí)現了遠程控制，個(gè)別礦區實(shí)現了無(wú)人駕駛。今年10月，陜北礦業(yè)張家峁公司要建成第一個(gè)全礦井智能化的樣本。

以后，煤礦的職工會(huì )越來(lái)越少，素質(zhì)會(huì )越來(lái)越高。過(guò)去，高素質(zhì)人才不愿意來(lái)；未來(lái)，我們要挑著(zhù)要一些高素質(zhì)人才。煤礦不再是“傻大黑粗”，社會(huì )對煤礦的刻板印象會(huì )改變，這就是我們這代人的使命。

（作者系陜煤集團陜北礦業(yè)公司黨委書(shū)記、董事長(cháng)，本報記者王世雅整理）

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