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“數字”驅動煤炭全鏈條開發

  • 時間:2022/4/3 10:47:25
  • 標簽: 煤炭
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巨型礦坑之中,黃土剝離、烏金裸露,一輛輛礦用卡車穿梭期間,忙著運輸作業。與往常不同,這些車里沒有司機,除了留有安全員現場保障,車輛行進由數公里外的電腦“駕駛”,裝卸車等環節自動完成。日前,位于內蒙古鄂爾多斯市的國能準能集團黑岱溝露天煤礦,3個工作面正在進行無人駕駛卡車重載調試。
  今年底前,10種車型、165臺礦用超大型卡車將在黑岱溝、哈爾烏素露天煤礦集結上崗,并與挖掘機、推土機等輔助作業車輛協同運行。屆時,兩礦所在的準格爾礦區將成為全球最大的無人運輸露天礦山,這也是煤炭行業數字化轉型的一個典范。
  內蒙古自治區能源局近日發布的《“十四五”能源數字化轉型》進一步明確,“推進數字化技術在煤炭產業領域的全面應用”,煤炭數字化投資規模約120億元。除了采煤,運輸、洗選等更多環節將轉為“數字”驅動。
  對數字化的需求更大、要求更嚴
  “我們組建了專業團隊,聚焦物聯網、大數據、云計算、北斗+5G通信等技術與煤炭開采的深度融合。”國能準能集團副總經理曹勇介紹,該集團規劃了一條以“單機裝備智能控制、多機裝備智能協同、管理系統交互集成”為核心的智能化建設之路,未來將擁有統一高速網絡、統一管控平臺、統一數據中心、多元化應用系統,最終將實現全面感知、實時互聯、分析決策、自主學習、動態預測、協同控制,全面打造可復制的智能礦山標桿。
  以此為代表,內蒙古陸續啟動“5G+智慧礦山示范基地”“5G+無人礦卡聯合實驗室”等工程。“十四五”期間,當地將繼續加強5G、邊緣計算、人工智能等前沿技術在煤炭行業的應用,數字化技術將覆蓋勘探、采掘、安全、生態保護等環節。
  除了露天煤礦,數字化技術還“穿越”地層深入井下。以另一煤炭主產區陜西為例,記者從陜煤集團西安重裝智慧礦山公司獲悉,由其首創的煤炭行業全生命周期管理平臺,近期在彬長礦業大佛寺礦連續運行。有了數字化加持,礦用設備不僅全天24小時可控、在控,從安裝、運維、再制造到報廢的全生命過程都能跟蹤監測。
  “這不是傳統意義上的設備監控,而是基于工業互聯網的數字化、系統化管理平臺,對海量數據進行采集整理、科學分析、故障預警,以此為基礎為各級管理層提供科學決策依據。”西安重裝項目管理部技術經理王恒向記者坦言,煤礦井下環境復雜,本著“少人則安”的原則,比其他工業領域更渴望數字化賦能。“但因井下條件復雜多變,瓦斯、頂板等安全隱患疊加,煤炭行業數字化轉型難度更大、要求也更嚴苛。”
  面臨硬件、軟件提升的雙重考驗
  難在哪里,嚴在何處?“數字化、智能化發展不僅受制于物聯網、人工智能等科技進步,同時也受到煤炭資源賦存條件、工藝方法、地理位置、現有信息化水平等因素制約。”曹勇表示,目前主要存在研發滯后于企業需求,智能技術裝備保障不足,系統間信息交互難、實時性差、數據利用率不高和高端人才匱乏等問題。
  王恒舉例,井工礦條件特殊,設備須通過專業防爆認證才能下井,很多在地面使用良好的智能設備,到了井下適用性大受限制。“比如,采煤工作面需定期噴水降塵,設備運行條件與地面不同。我們經常遇到井下傳感器進塵、進水等情況,靈敏度、清晰度隨之下降,甚至失效。硬件性能是實現數字化的基礎,必須加強維護。”
  “技術有短板,生態需完善。”西山煤電杜兒坪煤礦技能大師工作室主任董林有著相似感受。以5G為例,現有應用多集中在視頻傳輸等領域,受融合應用相關技術限制,能夠解決煤礦智能化建設痛點的突破性應用尚未完全實現。5G作為新技術,與煤礦融合發展尚處探索期,目前在管理運維方面仍缺乏統一標準。加上數字化管理要求更為精細,煤礦配備的專業人才比較少,依靠運營商提供服務費用高。
  早前在中國國際煤炭發展高峰論壇上,中國煤炭工業協會副會長王虹橋提醒,煤企數字化轉型面臨戰略調整、信息安全等風險。“產業政策變化、企業重大戰略方向調整等,都會讓基于原有設計建設的數字化轉型項目無法繼續實施,或推倒重來。萬物互聯給信息安全帶來巨大挑戰,但在信息安全方面的投資不能直接產生效益,往往不被重視。”
  “千企千面”,轉型沒有固定套路
  事實上,數字化轉型是挑戰,更是機遇。據中國煤炭工業協會測算,到“十四五”末,煤炭行業數字經濟年產值有望達到千億元的市場規模。
  “數字化轉型千企千面,沒有固定路徑和套路可循,要穩扎穩打、從上到下、循序漸進。數字化只是手段,本質是提高效率,而非技術。”王虹橋認為,煤企應重視做好頂層設計、完善數字化基礎建設及數據治理體系建設,并將智能化建設納入數字化轉型整體,加快煤炭工業互聯網支撐體系建設,加快產業鏈數字化協同,做好人才培養和儲備、重視網絡和信息安全等工作。
  董林也稱,哪怕只在山西省,各類煤礦就有近900座,數量多、差異大,需建設不同類型的數字化應用場景。一方面,建議開展5G+煤機等裝備研發制造,在重大項目資金傾斜、稅收優惠等方面給予支持,鼓勵設備制造商、軟件開發商及科研機構落地山西;另一方面,在學科設置、雙一流大學建設等方面給予支持,加快5G應用人才培養,還可設立煤礦5G建設專項資金,對5G應用全覆蓋的礦井按軟硬件投資比例給予獎勵,并在煤炭接替資源配置、項目核準上優先考慮。
  曹勇表示,煤礦開發涉及生產、安全、機電、技術等系統部署,層次多、結構復雜,智能化建設是各系統、各組成環節全面升級轉型的過程,不僅體現在“單一部件、單機設備、單一系統”上,更主要的是實現全局化信息的交互和高效應用。“關鍵在設備,核心在智能,需要裝備制造企業、科研單位從設計之初就介入整個建設,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。”

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