大型露天煤礦智能化建設的“準能探索”

文/杜善周

（作者系國能準能集團黨委書記、董事長）

以更高站位、更大力度、更實舉措，推動煤礦智能化建設提檔升級，為全國露天煤礦智能化建設貢獻“準能智慧”、提供“準能方案”

煤炭行業作為我國重要的傳統能源行業，是我國國民經濟的重要組成部分，其智能化建設直接關系到我國國民經濟和社會智能化的進程，對提升煤礦安全生產水平、保障煤炭穩定供應具有重要的意義。國家能源集團積極落實國家相關要求，在行業內率先發布《煤礦智能化建設指南》，快速啟動包括準能集團黑岱溝露天煤礦在內的九個國家首批智能化示范煤礦建設，全面推進煤礦智能化建設。

作為國家能源集團的骨干企業，準能集團主動扛起保障國家能源安全和穩定供應的重大職責，自覺擔當大型露天煤礦科技創新策源地的使命，在制定煤礦智能化建設頂層設計、攻克設備智能化關鍵核心技術、打造煤礦智能化建設標桿工程等方面，全面布局煤礦智能化技術研發和產業發展，為全國大型露天煤礦智能化建設發揮了重要引領作用。

明晰整體規劃，科學謀劃智能化建設任務

智能化建設不是一蹴而就的，是一個不斷發展進步的過程。其發展不僅受制于物聯網、大數據、人工智能等科技的發展進步，同時還受煤炭資源賦存條件、工藝方法、地理位置、現有信息化水平等因素的制約。多種模式并存是當前煤礦智能化的發展途徑，因礦施策、示范先行是當前煤礦智能化建設方法。

準能集團以國家能源集團“一個目標、三型五化、七個一流”總體發展戰略為引領，在推動“1217”發展規劃落地實施進程中，著力打造“智慧準能”，大力建設智能礦山。成立了智能礦山建設領導小組，組建專業機構，從技術、人員、資金、措施和完成時限等方面，對智能礦山建設總體實施計劃進行統籌研究和安排部署。主動請纓承擔國家重大科技項目，聚焦物聯網、大數據、云計算、北斗+5G通信、人工智能等技術與煤炭開采的深度融合，規劃出一條“單機裝備智能控制、多機裝備智能協同、管理系統交互集成”為核心的煤礦智能化建設之路。

同時，遵循國家能源集團《煤礦智能化建設指南》初、中、高三級智能化建設標準，對智能化采煤、智能化采剝、智能化穿爆、智能化選煤等初、中、高級建設內容進行規劃：到2022年實現選煤廠100%智能化、固定崗位100%無人值守、煤礦智能化技術及建設100%覆蓋；2025年將建成包含25臺智能電鏟、200臺智能卡車、1000臺智能輔助設備的多設備集群智能系統，實現全面感知、實時互聯、分析決策、自主學習、動態預測、協同控制，擁有統一高速網絡、統一管控平臺、統一數據中心、多元化應用系統的大規模、高水平的世界一流樣板智能露天煤礦。

勇于先行先試，精準發力設備智能化攻堅

大型露天煤礦智能化的關鍵在設備、核心在智能。這就需要裝備制造企業、科研單位從設計之初就介入整個智能化建設中，提供全生命周期的技術支持，延伸智能設備制造產業鏈，從主要提供產品向提供產品與服務轉變、向提供整體解決方案轉變，推動制造與服務協同發展。

準能集團以生產實際需求為根本，以單機裝備、專業系統智能化為突破點，先行先試，加強與中煤科工、中國礦業大學、華為、航天重工等科技領先企業的戰略合作，建立深度協同機制，利用新技術、新工藝、新材料，對公司智能化技術難點進行聯合研發攻關。

應用航測無人機、多角度高清相機、激光雷達等設備，以攝影測繪和激光點云測繪相結合的方式，對露天礦采區進行智能勘查，并建立三維礦山模型，實現采區地質數據實時精準更新；采用國內獨有的拋擲爆破工藝，運用拋擲爆破設計軟件、北斗定位和智能布孔系統、炮孔智能測量機器人、炸藥混裝車智能裝藥和智能爆破等技術及系統，實現了爆破設計、布孔、穿孔、炮孔測量、裝藥、起爆等環節智能化；智能卡車運輸采用無人駕駛數字孿生系統，建立與真實礦區場景1：1的仿真模型，采用激光雷達、視覺攝像機等多種感知融合技術，實現卡車智能無人運輸；智能礦用機器人覆蓋輪胎拆裝、大型結構件焊修、部件更換、智能巡檢等項目，大幅提升了操作人員的安全性；采用步進頻率連續波等多項國際領先技術，對露天礦邊坡進行24小時“鷹眼式”實時監測，為安全生產提供了有力保障。技術裝備研發、專業化智能系統的應用，為準能煤礦智能化建設提供了支撐條件。

聚焦前沿技術，加速布局新型基礎設施

露天煤礦是一個復雜的全流程系統，生產、安全、經營、機電、技術系統部署層次多、結構復雜。智能化露天礦山建設是各系統各組成環節全面升級轉型的過程，智能化不僅體現在“單一部件、單機設備、單一系統”上，更主要的是要實現“跨部件、跨設備、跨環節、跨系統、跨業務范疇”的全局化信息的交互和高效應用。5G高帶寬+低時延+廣連接的技術特性為實現這一技術革新提供了契機。

準能集團以職工中心區至兩礦的140G雙環網為基礎，進一步部署5G基站，推進所有辦公區域、礦區4G、5G專網的全覆蓋。應用5G核心網本地部署，SA組網架構一步到位，嚴格保證核心網安全、可靠，同時運用5G超級上行技術，確保所建專網滿足30G以上流量的流轉能力，滿足露天礦山智能化運營對于容量、時延、數據安全的需求。

與中國電信組成聯合創新體，以“5G+智慧礦山聯合創新實驗室”為載體，引入鴻蒙、數據中心、大數據、AI等領先的ICT技術，在卡車無人駕駛、設備遠程控制、物聯網數據交互上發力，推進解決特大型露天煤礦5G網絡部署和應用的相關難點和問題，推進“5G+無人駕駛、遠程控制”等規模化場景應用，實現國內最大型5G露天煤礦智慧化轉型。

同時，準能集團以業務深度融合、系統高效集成為目標，建設覆蓋煤礦安全、生產、調度、運營等業務領域的一體化綜合管控平臺，建設統一的數據中心，構建礦區全局數據視圖，提供實時數據計算分析能力，實現數據資源化管理，支撐傳統業務應用和智能化業務應用；建設露天煤礦穿爆、采掘、運輸、洗選、災害預警和生產輔助等應用系統，實現各環節生產自動化和智能化；建設公司生產、安全、經營、技術、設備等管理領域的信息系統，做到原煤生產、洗選裝車、矸石發電、輔助生產等全產業鏈的一體化管理和智慧化運營。

長風破浪會有時，直掛云帆濟滄海。準能集團勇擔勇進、積極探索、以智賦能，在創新發展中不斷前行，大型露天煤礦智能化建設“準能模式”成效初步呈現。下一步，準能集團將立足于國家首批智能化示范煤礦——黑岱溝露天礦，以及國家能源集團智能化建設示范單位——黑岱溝露天煤礦、哈爾烏素露天煤礦及配套選煤廠，緊緊抓住“智能化建設”這個關鍵變量，推動創新鏈、產業鏈在大型露天煤礦、重型工程裝備企業、通信企業等科技研發領域深度應用，實現良性循環，加快形成更多“從0到1”的重大原創科技成果，以更高站位、更大力度、更實舉措，推動煤礦智能化建設提檔升級，為全國露天煤礦智能化建設貢獻“準能智慧”、提供“準能方案”。