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“数字”驱动煤炭全链条开发

来源:中国煤炭网 作者:朱妍 发布时间:2022-03-24 文字大小: |


巨型矿坑之中,黄土剥离、乌金裸露,一辆辆矿用卡车穿梭期间,忙着运输作业。与往常不同,这些车里没有司机,除了留有安全员现场保障,车辆行进由数公里外的电脑“驾驶”,装卸车等环节自动完成。日前,位于内蒙古鄂尔多斯市的国能准能集团黑岱沟露天煤矿,3个工作面正在进行无人驾驶卡车重载调试。


今年底前,10种车型、165台矿用超大型卡车将在黑岱沟、哈尔乌素露天煤矿集结上岗,并与挖掘机、推土机等辅助作业车辆协同运行。届时,两矿所在的准格尔矿区将成为全球最大的无人运输露天矿山,这也是煤炭行业数字化转型的一个典范。


内蒙古自治区能源局近日发布的《“十四五”能源数字化转型》进一步明确,“推进数字化技术在煤炭产业领域的全面应用”,煤炭数字化投资规模约120亿元。除了采煤,运输、洗选等更多环节将转为“数字”驱动。


对数字化的需求更大、要求更严


“我们组建了专业团队,聚焦物联网、大数据、云计算、北斗+5G通信等技术与煤炭开采的深度融合。”国能准能集团副总经理曹勇介绍,该集团规划了一条以“单机装备智能控制、多机装备智能协同、管理系统交互集成”为核心的智能化建设之路,未来将拥有统一高速网络、统一管控平台、统一数据中心、多元化应用系统,最终将实现全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制,全面打造可复制的智能矿山标杆。


以此为代表,内蒙古陆续启动“5G+智慧矿山示范基地”“5G+无人矿卡联合实验室”等工程。“十四五”期间,当地将继续加强5G、边缘计算、人工智能等前沿技术在煤炭行业的应用,数字化技术将覆盖勘探、采掘、安全、生态保护等环节。


除了露天煤矿,数字化技术还“穿越”地层深入井下。以另一煤炭主产区陕西为例,记者从陕煤集团西安重装智慧矿山公司获悉,由其首创的煤炭行业全生命周期管理平台,近期在彬长矿业大佛寺矿连续运行。有了数字化加持,矿用设备不仅全天24小时可控、在控,从安装、运维、再制造到报废的全生命过程都能跟踪监测。


“这不是传统意义上的设备监控,而是基于工业互联网的数字化、系统化管理平台,对海量数据进行采集整理、科学分析、故障预警,以此为基础为各级管理层提供科学决策依据。”西安重装项目管理部技术经理王恒向记者坦言,煤矿井下环境复杂,本着“少人则安”的原则,比其他工业领域更渴望数字化赋能。“但因井下条件复杂多变,瓦斯、顶板等安全隐患叠加,煤炭行业数字化转型难度更大、要求也更严苛。”


面临硬件、软件提升的双重考验


难在哪里,严在何处?“数字化、智能化发展不仅受制于物联网、人工智能等科技进步,同时也受到煤炭资源赋存条件、工艺方法、地理位置、现有信息化水平等因素制约。”曹勇表示,目前主要存在研发滞后于企业需求,智能技术装备保障不足,系统间信息交互难、实时性差、数据利用率不高和高端人才匮乏等问题。


王恒举例,井工矿条件特殊,设备须通过专业防爆认证才能下井,很多在地面使用良好的智能设备,到了井下适用性大受限制。“比如,采煤工作面需定期喷水降尘,设备运行条件与地面不同。我们经常遇到井下传感器进尘、进水等情况,灵敏度、清晰度随之下降,甚至失效。硬件性能是实现数字化的基础,必须加强维护。”


“技术有短板,生态需完善。”西山煤电杜儿坪煤矿技能大师工作室主任董林有着相似感受。以5G为例,现有应用多集中在视频传输等领域,受融合应用相关技术限制,能够解决煤矿智能化建设痛点的突破性应用尚未完全实现。5G作为新技术,与煤矿融合发展尚处探索期,目前在管理运维方面仍缺乏统一标准。加上数字化管理要求更为精细,煤矿配备的专业人才比较少,依靠运营商提供服务费用高。


早前在中国国际煤炭发展高峰论坛上,中国煤炭工业协会副会长王虹桥提醒,煤企数字化转型面临战略调整、信息安全等风险。“产业政策变化、企业重大战略方向调整等,都会让基于原有设计建设的数字化转型项目无法继续实施,或推倒重来。万物互联给信息安全带来巨大挑战,但在信息安全方面的投资不能直接产生效益,往往不被重视。”


“千企千面”,转型没有固定套路


事实上,数字化转型是挑战,更是机遇。据中国煤炭工业协会测算,到“十四五”末,煤炭行业数字经济年产值有望达到千亿元的市场规模。


“数字化转型千企千面,没有固定路径和套路可循,要稳扎稳打、从上到下、循序渐进。数字化只是手段,本质是提高效率,而非技术。”王虹桥认为,煤企应重视做好顶层设计、完善数字化基础建设及数据治理体系建设,并将智能化建设纳入数字化转型整体,加快煤炭工业互联网支撑体系建设,加快产业链数字化协同,做好人才培养和储备、重视网络和信息安全等工作。


董林也称,哪怕只在山西省,各类煤矿就有近900座,数量多、差异大,需建设不同类型的数字化应用场景。一方面,建议开展5G+煤机等装备研发制造,在重大项目资金倾斜、税收优惠等方面给予支持,鼓励设备制造商、软件开发商及科研机构落地山西;另一方面,在学科设置、双一流大学建设等方面给予支持,加快5G应用人才培养,还可设立煤矿5G建设专项资金,对5G应用全覆盖的矿井按软硬件投资比例给予奖励,并在煤炭接替资源配置、项目核准上优先考虑。


曹勇表示,煤矿开发涉及生产、安全、机电、技术等系统部署,层次多、结构复杂,智能化建设是各系统、各组成环节全面升级转型的过程,不仅体现在“单一部件、单机设备、单一系统”上,更主要的是实现全局化信息的交互和高效应用。“关键在设备,核心在智能,需要装备制造企业、科研单位从设计之初就介入整个建设,提供全生命周期的技术支持,延伸智能设备制造产业链,从主要提供产品向提供产品与服务转变、向提供整体解决方案转变,推动制造与服务协同发展。”


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