抢占“智”高点

　　——山东能源鲍店煤矿智能化建设纪实

　　◎  李志勇 王辉 焦超

　　“8302工作面，我是地面集控中心，现在是否具备远程开机条件？”

　　“现场已具备开机条件，可以授权远程开机。”

　　随着地面调度信息中心工作人员按下启动键，8302智能化综放工作面整套综采机组立即启动，隆隆的机器声打破了地层深处亘古的沉寂。

　　记者近日在山东能源兖州煤业鲍店煤矿地面智能集控中心的巨大电子显示屏上看到，井下400多米深处，工作面的采煤设备自动运转，割煤、移架、放煤、推溜、运煤，一切井然有序。滚滚的“乌金”如流水般“奔”向地面，整个过程清洁无尘、人机分离。

　　鲍店煤矿是我国自行设计施工的大型现代化矿井。近年来，鲍店煤矿把智能化建设作为提高矿井安全生产保障水平的关键举措，坚持“实际、实用、实效”原则，借助云数据平台、万兆工业环网、矿井5G网络、大数据等先进技术，深度融合智能化采煤、掘进、机电、运输、监测监控等系统，高标准建成7302、7304和8302三个智能化综放工作面，达到“国内一流、世界领先”水平。2020年12月，鲍店煤矿被确定为“国家首批智能化建设示范煤矿”。

　　智能开采

　　打造“最强大脑”

　　“视频画面清晰，信号稳定，实时对话流畅。”在鲍店煤矿指挥矿井安全高效生产的“最强大脑”——地面智能集控中心，矿长郭英每天都要与井下-400米矿井安全巡检人员进行视频连线。郭英说，“最强大脑”集安全生产、应急指挥、监测监控、经营调度、信息化管理于一体，而且应用了全球首套矿用高可靠5G专网系统，高速率且安全。

　　过去，受技术所限，信号传输延时或者不稳定，极易造成危险。低延时、高网速、高可靠的5G技术，为解决这一痛点找到了“钥匙”。从2018年开始，山东能源集团先后投入上亿元，组建研发团队攻关矿用5G技术，山东省也拿出上千万的财政资金扶持。研发团队创新设计三层环型组网，全面提升信号传输的可靠性。2020年8月，企业顺利拿到矿用5G系统“安全标志证”。2020年10月，全球首套矿用高可靠5G专网系统在鲍店煤矿正式投入运营。

　　“原来（4G）的延时大概是在2到3秒，使用5G之后，应该是在25毫秒左右。”鲍店煤矿调度信息中心技术主管梁庆朋介绍，在智能化综放工作面上，分布着50多个高清摄像头、1000多个传感器，利用这套5G专网系统，可以将现场画面、压力、温度等信息实时传送到地面控制中心。

　　据了解，鲍店煤矿采煤工作面部署4台矿用5G基站，在溜头溜尾每2台矿用5G基站与矿用5G基站控制器之间组成环型链路，其中位置相同的2台基站按照异频部署，并部署矿用边缘计算控制器，实现本地业务数据分流，降低数据传输时延，提高系统组网可靠性。

　　鲍店煤矿还利用山东能源集团自主研发的高精度惯导定位导航及工作面自动取直算法系统，结合5G CPE将高精度惯导装置采集到的采煤机姿态、位置等参数，回传至采煤控制中心，为实现采煤工作面三机一架的有序协同联动和连续高效作业提供了技术支撑。

　　“借助5G专网，依托最强大脑，让工作人员在地面平台上就可以远程操控地下几百米的采煤设备，实现无人智能化开采。”梁庆朋说，“采煤机主控系统配置SGC模块，实现了包括端头三角煤在内全工艺段的记忆截割，记忆截割率达93%以上；及时调整优化跟机移架程序，自动跟机率达90%以上；时序控制自动放煤采用自动一刀一放、人工两刀一补方式，每刀自动两轮放煤量达75%。”

　　如今，矿井员工不再需要亲自去操作设备，只需拿着遥控器进行巡检视检。大部分时间，开采设备都是在自动化运行，只有出现异常情况时，工作人员才会拿着遥控器去干涉处理，不仅使井下员工脱离了高粉尘、流通不畅的工作环境，摆脱了高强度的体力劳动，而且极大地保障了人身安全。

　　打通“全身经脉”

　　在鲍店煤矿矿灯房，即将下井的职工们只需要通过“便携仪智能化管理系统”刷个脸，就能快速地获取属于自己的下井装备。

　　这套“便携仪智能化管理系统”由很多类似超市储物柜一样的柜子组成，工人只需要找到属于自己的柜子，然后通过刷脸、刷卡等方式开箱，就可以快速领取下井的装备。

　　“现在领矿灯和自救器，再不用排队了，节约了不少时间。”鲍店煤矿副矿长骆建营介绍说，依托智慧化园区系统，职工可通过刷脸方式实现考勤、用餐、出入矿井，以及领取工作服、便携仪、矿灯等“一站式”服务。

　　鲍店煤矿坚持“专业融合、数据共享”原则，充分利用互联网、云计算等技术，全面建成了集智能考勤、智能消费、智能发放为一体的智慧化园区系统，以及集煤炭生产、设备运行、生产调度、人员定位、安全监测等一体化综合信息管控平台，实现了统一场景下各系统运行状态的集中展示与实时管理，为设备远程操控、数据智能分析、精准监测预警、科学合理调度等提供了坚实保障。

　　郭英介绍，人员精确定位系统应用UWB技术，定位精度达0.3米，实现了井下人员数量、作业区域和行走轨迹实时查询；安全监控系统应用综合分站、新型电源、激光甲烷传感器等设备，可实时监测井下有害气体浓度、环境参数和机电设备运行状态。

　　据了解，通过每个人身上的定位仪，监控中心可以实时监控井下的所有情况，井下候车室有多少人，各个工作面内有多少人在工作，甚至这些人属于哪个单位、叫什么名字，都清楚地显示在实时监控的LED显示屏上。

　　梁庆朋告诉记者，在今年9月18日的矿井顶板事故演练中，这个矿利用应急协调指挥系统，安全监控、人员精确定位、语音广播等多系统链路融合，迅速通知井下作业区域的所有人员，全程仅用了不到3分钟。矿井安全应急保障能力，得到淋漓尽致地展示。

　　鲍店煤矿还积极搭建冲击地压预警平台，建成冲击地压监测预警中心，可实现全矿井各监测设备数据和工作状态综合展示、实时更新和统一管理。安装井下采掘作业区域精确定位系统、井口智能安检系统、智能化矿灯便携仪无人值守发放系统等，全面升级人员智能化系统管理。

　　在智能矿山建设的征程上，只有起点没有终点。鲍店煤矿将继续坚持以“高可靠、重装备、用人少”为方向，大力实施创新驱动战略，突出装备升级、工艺改进和关键技术攻关，加快推进“四型”矿井建设，坚定不移打造“世界先进、国内一流”的智慧矿山。