山東能源智能化激活傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)新動(dòng)能

□ 本刊記者 徐天寶／通訊員 李志勇

承辦全國(guó)煤礦智能化建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)會(huì)，成立全國(guó)首個(gè)煤炭5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化工作組，發(fā)布全球首套高可靠礦用5G 專網(wǎng)系統(tǒng)……山東能源集團(tuán)聯(lián)合重組以來，以打造全球清潔能源供應(yīng)商和世界一流能源企業(yè)為目標(biāo)，以保障能源安全、優(yōu)化能源布局、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)為使命，堅(jiān)持安全、綠色、智能、高效四型礦井發(fā)展方向，積極推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、5G 等新基建與煤炭工業(yè)深度融合，不斷提升煤礦智能化建設(shè)水平，堅(jiān)定不移推動(dòng)礦業(yè)產(chǎn)業(yè)安全高效、綠色智能，為企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、高質(zhì)量發(fā)展提供了堅(jiān)強(qiáng)保障。

“智能化建設(shè)是碳中和、碳達(dá)峰背景下煤礦實(shí)現(xiàn)安全發(fā)展、高質(zhì)量發(fā)展的根本出路?！鄙綎|能源集團(tuán)黨委書記、董事長(zhǎng)李偉介紹說。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，山東能源集團(tuán)深入落實(shí)“雙碳”目標(biāo)，加速“四型礦井”建設(shè)，2021 年投入63 億元實(shí)施智能礦井建設(shè)，建成133 個(gè)智能化采掘工作面、24 個(gè)5G+智能礦山應(yīng)用場(chǎng)景，9 處首批國(guó)家級(jí)智能化示范礦井具備驗(yàn)收條件，位列2021年世界500 強(qiáng)第70 位、中國(guó)企業(yè)500 強(qiáng)第24 位，成為山東省惟一一家資產(chǎn)、營(yíng)收“雙7500 億”企業(yè)。

破解煤礦井下數(shù)據(jù)傳輸可靠性難題

在山東能源集團(tuán)鮑店煤礦地面智能集控中心，隨著工作人員按下啟動(dòng)鍵，8302 智能化綜放工作面整套綜采機(jī)組順利啟動(dòng)。記者從實(shí)時(shí)視頻畫面上看到，井下400 多米深處工作面的采煤設(shè)備自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，割煤、移架、推溜、輸送，一切井然有序。滾滾的“烏金”如流水般涌向地面，整個(gè)過程清潔無塵、人機(jī)分離。

據(jù)了解，在智能化綜放工作面上，分布著50 多個(gè)高清攝像頭、1000 多個(gè)傳感器，部署有4 臺(tái)礦用5G 基站和礦用邊緣計(jì)算控制器等，可以將現(xiàn)場(chǎng)畫面、壓力、溫度等信息實(shí)時(shí)傳送到地面控制中心，使數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)由原來的2 到3 秒減少到現(xiàn)在的25 毫秒左右。

山東能源集團(tuán)發(fā)布全球首套高可靠礦用5G 專網(wǎng)系統(tǒng)

井下5G 技術(shù)的應(yīng)用，是智能化煤礦建設(shè)的重要標(biāo)志之一。但過去，由于技術(shù)受限，信號(hào)傳輸延時(shí)或者不穩(wěn)定，極易造成危險(xiǎn)。“煤礦井下環(huán)境復(fù)雜、生產(chǎn)條件惡劣，空間小、溫度高、濕度大、粉塵多，瓦斯等易燃易爆氣體積聚。相比地面，井下礦用5G 不僅要防爆、防潮、防塵，還必須能抵抗煤礦井下環(huán)境變動(dòng)造成的線路故障以及來自諸多井下電氣設(shè)備的電磁干擾。”鮑店煤礦調(diào)度信息中心技術(shù)主管梁慶朋說。

據(jù)介紹，從2018 年起，山東能源集團(tuán)先后投入上億元，組建研發(fā)團(tuán)隊(duì)攻關(guān)礦用5G 技術(shù)，山東省也拿出上千萬(wàn)元財(cái)政資金扶持。同時(shí)，聯(lián)合成立國(guó)內(nèi)首家5G智能礦業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，自主研發(fā)高可靠礦用5G 專網(wǎng)系統(tǒng)，并獲得了國(guó)家礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志證書。

智能工作面智能操控手

2020 年10 月，全球首套礦用高可靠5G 專網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)布暨煤礦智能開采論壇在北京舉行。山東能源集團(tuán)自主研發(fā)的全球首套礦用高可靠5G 專網(wǎng)系統(tǒng)，一經(jīng)亮相就引起了國(guó)家有關(guān)部委領(lǐng)導(dǎo)、中國(guó)工程院院士、煤炭行業(yè)系統(tǒng)專家的廣泛關(guān)注，這標(biāo)志著“5G+智慧礦山”建設(shè)已邁出關(guān)鍵一步，成為新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)在煤炭行業(yè)應(yīng)用的重要里程碑?！吧綎|能源集團(tuán)此次開發(fā)的5G專網(wǎng)是非常符合煤礦智能化建設(shè)需求的，必將推動(dòng)全國(guó)煤礦智能化建設(shè)進(jìn)程。”中國(guó)工程院院士王國(guó)法介紹說。

據(jù)悉，山東能源集團(tuán)發(fā)布的全球首套礦用高可靠5G 專網(wǎng)系統(tǒng)，主要包括礦用5G 核心網(wǎng)、5G 基站、5G基站控制器、5G 高可靠控制器、5G 邊緣計(jì)算控制器、5G CPE、5G 智能手機(jī)等，具有專網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行、分層環(huán)型組網(wǎng)、多元參數(shù)平衡、控制面與用戶面下沉等4 大特點(diǎn)，并創(chuàng)新性采用了礦用邊緣計(jì)算控制技術(shù)來進(jìn)一步降低時(shí)延，經(jīng)井下采煤工作面實(shí)測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)傳輸最低達(dá)到6毫秒，可廣泛適用于極端嚴(yán)苛的煤礦生產(chǎn)控制場(chǎng)景，目前已在山東能源鮑店煤礦、東灘煤礦實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定運(yùn)行。

“低延時(shí)、高網(wǎng)速、廣連接、高可靠的5G 專網(wǎng)技術(shù)，為井下海量數(shù)據(jù)上傳搭建了一條高質(zhì)量的‘高速路’。依托這一系統(tǒng)，鮑店煤礦實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)首個(gè)真正意義上的智能化綜放工作面常態(tài)化運(yùn)行，達(dá)到了‘國(guó)內(nèi)一流、世界領(lǐng)先’水平。”鮑店煤礦礦長(zhǎng)郭英告訴記者。

依靠科技進(jìn)步推進(jìn)控員提效

如今，在山東能源集團(tuán)會(huì)寶嶺鐵礦，電機(jī)車司機(jī)不用擠在井下狹小的駕駛室，坐在明亮的地面控制中心，只需輕點(diǎn)鼠標(biāo)，通過集控中心電腦，就可使井下-430米水平5G 無人電機(jī)車緩緩運(yùn)行，依次完成裝礦、卸載、加速、緊急制動(dòng)等系列“規(guī)定動(dòng)作”，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程操控井下運(yùn)輸電機(jī)車的夢(mèng)想。

會(huì)寶嶺鐵礦攜手中國(guó)移動(dòng)、華為公司，深入實(shí)施“5G+”計(jì)劃，破解電機(jī)車實(shí)時(shí)定位、信息實(shí)時(shí)傳輸、控制實(shí)時(shí)響應(yīng)難題，自主編制完成一套完整的PLC 控制程序，以零外委、自主創(chuàng)新的勇氣和擔(dān)當(dāng)，引領(lǐng)電機(jī)車無人駕駛、智慧運(yùn)行的跨越升級(jí)。

會(huì)寶嶺鐵礦公司5G 無人電機(jī)車項(xiàng)目帶頭人楊貴軍介紹，相比傳統(tǒng)有人駕駛，全系統(tǒng)應(yīng)用以后，減少風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)與隱患10 個(gè)，徹底消除了觸電、車輛傷害、物體打擊等風(fēng)險(xiǎn)，提高了本質(zhì)安全水平，提升運(yùn)行效率達(dá)40%以上，電機(jī)車司機(jī)也實(shí)現(xiàn)了程序員、操作員的華麗轉(zhuǎn)身。

山東能源集團(tuán)堅(jiān)定踐行“科技興安、少人則安、無人則安”理念，圍繞深化兩優(yōu)三減，堅(jiān)持“機(jī)械化換人、自動(dòng)化減人、智能化無人”，建成煤液化及煤化工國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等5 個(gè)國(guó)家級(jí)研發(fā)平臺(tái)和19 個(gè)院士、博士后工作站，研發(fā)攻關(guān)了先進(jìn)電液控及傳感器、采煤機(jī)智能截割、5G 礦用等國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的七大智能開采關(guān)鍵技術(shù)，持續(xù)推進(jìn)智能開采、智能運(yùn)輸、智能機(jī)電、智能監(jiān)控、智能選煤、智能人員管理。

據(jù)了解，山東能源集團(tuán)在轉(zhuǎn)龍灣、金雞灘等礦推廣使用高鏈速、強(qiáng)鏈條運(yùn)輸設(shè)備，在國(guó)內(nèi)首次配套3000kW 超大功率變頻驅(qū)動(dòng)刮板輸送機(jī)，智能開采能力提升一倍以上。聯(lián)合研發(fā)應(yīng)用智能巡檢、自動(dòng)鉆孔等一批煤礦機(jī)器人，推進(jìn)變電所、膠帶順槽等固定崗點(diǎn)無人化和部分危險(xiǎn)區(qū)域作業(yè)人員替代。旗下的兗煤澳洲公司礦井露天開采技術(shù)全球領(lǐng)先；轉(zhuǎn)龍灣煤礦建成國(guó)內(nèi)首個(gè)使用LASC 慣導(dǎo)技術(shù)的千萬(wàn)噸級(jí)自動(dòng)化工作面；金雞灘煤礦建成世界首個(gè)7 米超大采高智能綜放工作面,工效達(dá)到260 噸/工，達(dá)到世界領(lǐng)先。

山東能源集團(tuán)旗下的鮑店煤礦積極打造數(shù)字化輔助運(yùn)輸交通系統(tǒng)，高效采用單軌吊、膠輪車等運(yùn)輸裝備，全力打造了地面裝車至采掘工作面料場(chǎng)的“一站式”直達(dá)運(yùn)輸新模式，實(shí)現(xiàn)人員入井后乘坐膠輪車至各智能化綜放工作面“半小時(shí)”工作圈；郭屯煤礦建成地面機(jī)電運(yùn)輸控制中心，能夠?qū)μ嵘?、運(yùn)輸、供電、排水、通風(fēng)、壓風(fēng)等系統(tǒng)進(jìn)行視頻監(jiān)視、遠(yuǎn)程控制，通風(fēng)機(jī)房、壓風(fēng)機(jī)房、采區(qū)變電所等固定硐室、主要崗點(diǎn)，均實(shí)現(xiàn)了無人值守、少人巡檢；唐口煤業(yè)公司通過智能調(diào)度與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了井下物料快速傳遞和高效調(diào)配，車輛調(diào)度精準(zhǔn)率提高了16.7%，車輛周轉(zhuǎn)效率提高了21.4%。

“一切業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)化，一切數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)化。”在加快智能化建設(shè)的同時(shí)，山東能源集團(tuán)加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)由定性分析向定量分析、由制度管理向流程管理、由機(jī)制運(yùn)營(yíng)向數(shù)字運(yùn)營(yíng)“三個(gè)轉(zhuǎn)變”。全面開展大數(shù)據(jù)工程建設(shè)，累計(jì)投資20 多億元，組織500 余人的專業(yè)團(tuán)隊(duì)集中攻堅(jiān)，成為煤炭行業(yè)首家實(shí)施SAP 第四代ERP系統(tǒng)全覆蓋的企業(yè)；建成財(cái)務(wù)共享、資金管理、稅務(wù)管理、物資共享、設(shè)備共享、營(yíng)銷共享等十大共享平臺(tái)；在煤炭行業(yè)首家建立以地質(zhì)模型為起點(diǎn)、以預(yù)算模型為核心、以業(yè)務(wù)為驅(qū)動(dòng)的采礦運(yùn)營(yíng)平臺(tái)，自主研發(fā)“智礦云網(wǎng)”數(shù)字化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了信息共享、流程互通、智能融合。

據(jù)了解，山東能源集團(tuán)緊緊依靠科技進(jìn)步，實(shí)施裝備換人、技術(shù)換人、管理?yè)Q人，將大量井下工人從繁重的體力勞動(dòng)、危險(xiǎn)惡劣的工作場(chǎng)所中解放出來，井下“無人化、少人化”開采從夢(mèng)想逐漸變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

讓職工共享智能化發(fā)展成果

在煤炭開采史上，夜班生產(chǎn)是顛撲不破的常態(tài)。為此，煤礦工人通?！皟深^不見太陽(yáng)”。山東能源集團(tuán)大力推進(jìn)職業(yè)安全健康保障工程，實(shí)施了取消夜班生產(chǎn)、周末集休等勞動(dòng)組織變革，徹底改變了煤礦工人傳統(tǒng)循環(huán)作業(yè)模式，真正讓礦工實(shí)現(xiàn)了體面勞動(dòng)、快樂工作、健康生活。

“白天不懂夜的黑，地面不知井下苦。”據(jù)了解，夜班生產(chǎn)不僅成本低，而且產(chǎn)量有保證，但“兩頭不見太陽(yáng)”嚴(yán)重?cái)_亂了職工的生物鐘，不僅損害了礦工的身體健康，安全也得不到保障。他們本來在井下工作就面臨著各種危險(xiǎn)的考驗(yàn)，精神壓力相當(dāng)大，再加上夜間工作，疲憊的身心常年備受煎熬。

2017 年2 月1 日，山東能源集團(tuán)所屬的付村煤業(yè)公司在行業(yè)內(nèi)第一個(gè)“取消采煤夜班生產(chǎn)”，夜間12 點(diǎn)之后不再安排采煤工人下井，開啟了煤炭傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的大變革，夜班采煤從此成為了歷史；隨后，所屬的濱湖煤礦在16115工作面裝備了全國(guó)首臺(tái)套薄煤層智能化采煤機(jī)組，于當(dāng)年5 月1 日在該工作面成功取消夜班生產(chǎn)。

取消夜班生產(chǎn)，安全系數(shù)提高了，但班次少了，會(huì)不會(huì)影響產(chǎn)量降低經(jīng)濟(jì)效益？“我們工作面采用新裝備后實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)，單班單面作業(yè)人數(shù)減少了1/3，產(chǎn)量卻由3000 余噸提升到10000 噸?！备睹汗旧a(chǎn)科卓俊勇介紹說，先進(jìn)的裝備和系統(tǒng)帶來了工作面生產(chǎn)能力和井下煤流運(yùn)輸能力的大幅提升，工作面兩班生產(chǎn)煤量即達(dá)到過去三個(gè)班產(chǎn)量水平，采煤工人不上夜班，不僅沒因班次減少影響產(chǎn)量，而且收入比以前提高了10%左右。

“一直以來，煤礦工人最擔(dān)心的不安全、勞動(dòng)強(qiáng)度高、休息時(shí)間沒保障等問題，現(xiàn)在都迎刃而解了。危險(xiǎn)的、勞動(dòng)量大的工作都由智能裝備代替了，不上夜班、AB 班、逢假就休等制度，讓我們有了充足的休息和陪伴家人時(shí)間，幸福指數(shù)直線上升。”付煤公司通防科技術(shù)員丁忠波說。

據(jù)了解，山東能源集團(tuán)權(quán)屬各礦井還結(jié)合自身實(shí)際情況，探索嘗試了適合自身實(shí)際的“大工區(qū)制、兩班生產(chǎn)制和集休制” 等多種形式的方案，使勞動(dòng)生產(chǎn)組織管理更趨合理，全力推動(dòng)生產(chǎn)方式大變革，讓職工更多更好地共享企業(yè)智能化發(fā)展成果，礦工幸福感、獲得感、安全感顯著提高。

“礦業(yè)是能源集團(tuán)發(fā)展的重要根基，更是新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的掩護(hù)支撐。”山東能源集團(tuán)黨委書記、董事長(zhǎng)李偉在集團(tuán)2022 年工作會(huì)議上提出，圍繞智能化建設(shè)總體要求，集團(tuán)將堅(jiān)持“四型礦井”發(fā)展方向，聚焦“155、277、388”控員提效目標(biāo)，優(yōu)化系統(tǒng)、優(yōu)選裝備，減水平、減頭面、減人員，再建10 處國(guó)家級(jí)智能化示范礦井，年底前全部一類礦井、60%二類礦井實(shí)現(xiàn)智能化開采，力爭(zhēng)建成16 處“155、277、388”礦井。