2020年2月，國(guó)家發(fā)展改革委等八部委聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《指導(dǎo)意見(jiàn)》），為煤炭行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展明確了目標(biāo)并提出了主要任務(wù)和保障措施?！吨笇?dǎo)意見(jiàn)》指出：煤礦智能化是煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐，（將人工智能、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、機(jī)器人、智能裝備等與現(xiàn)代煤炭開(kāi)發(fā)利用深度融合，形成全面感知、實(shí)時(shí)互聯(lián)、分析決策、自主學(xué)習(xí)、動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)、協(xié)同控制的智能系統(tǒng)），實(shí)現(xiàn)煤礦開(kāi)拓、采掘(剝)、運(yùn)輸、通風(fēng)、分選、安全保障、經(jīng)營(yíng)管理等過(guò)程的智能化運(yùn)行，對(duì)于提升煤礦安全生產(chǎn)水平、保障煤炭穩(wěn)定供應(yīng)具有重要意義。2021年12月，國(guó)家能源局發(fā)布了《智能化示范煤礦驗(yàn)收管理辦法（試行）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《驗(yàn)收管理辦法》），明確了國(guó)家首批智能化示范煤礦驗(yàn)收程序、驗(yàn)收要求和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。
《指導(dǎo)意見(jiàn)》和《驗(yàn)收管理辦法》的出臺(tái)，既是堅(jiān)持以科技創(chuàng)新為根本動(dòng)力，推動(dòng)智能化技術(shù)與煤炭產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，促進(jìn)我國(guó)煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，也是推動(dòng)和指導(dǎo)煤礦企業(yè)科學(xué)合理制定智能化示范煤礦建設(shè)的具體舉措，提升煤礦智能化水平。
01中煤平朔集團(tuán)智能化礦山建設(shè)思路
科學(xué)決策部署，全局謀劃智能化礦山建設(shè)
智能化露天礦的建設(shè)就是將信息化技術(shù)與露天煤炭工業(yè)的深度融合，形成全面感知、實(shí)時(shí)互聯(lián)、分析決策、自主學(xué)習(xí)、動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)、協(xié)同控制的智能系統(tǒng)，通過(guò)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、安全、管理等工作的信息化和礦山機(jī)械的智能化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)露天礦山生產(chǎn)安全、勞動(dòng)生產(chǎn)率的大幅提高，以及整體生產(chǎn)成本的大幅降低，實(shí)現(xiàn)整個(gè)礦山的綠色、安全、高效、無(wú)人或少人化開(kāi)采。
中煤平朔集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)中煤平朔集團(tuán)）經(jīng)過(guò)深入研究、科學(xué)謀劃，提出了頂層設(shè)計(jì)、總體規(guī)劃、穩(wěn)步推進(jìn)的工作思路，一方面充分吸收借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)成熟的自動(dòng)化和信息化技術(shù)，另一方面，緊密結(jié)合《指導(dǎo)意見(jiàn)》和《驗(yàn)收管理辦法》，以及國(guó)家、行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，編制完成了《東露天煤礦智能化建設(shè)規(guī)劃》和《東露天智能化示范煤礦建設(shè)初步設(shè)計(jì)》。提前規(guī)劃東露天煤礦未來(lái)5年的智能化建設(shè)實(shí)施方案，建設(shè)一期主要以網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、管控一體化平臺(tái)和智能工藝建設(shè)為主；建設(shè)二期將進(jìn)一步展開(kāi)對(duì)智能化礦山的縱深研究，打造全礦山、全流程、全工藝的智能化建設(shè)，為東露天煤礦下一步智能化建設(shè)開(kāi)展提供切實(shí)可行的科學(xué)依據(jù)，指導(dǎo)東露天煤礦建設(shè)綠色、安全、高效、智能的現(xiàn)代化一流礦山。
細(xì)化方案設(shè)計(jì)，穩(wěn)中推進(jìn)智能化礦山建設(shè)
中煤平朔集團(tuán)東露天煤礦智能化建設(shè)的指導(dǎo)思想與《指導(dǎo)意見(jiàn)》和《驗(yàn)收管理辦法》的目標(biāo)一致，即在中煤平朔集團(tuán)數(shù)字礦山建設(shè)的整體框架下，采用先進(jìn)的技術(shù)和裝備，建成一個(gè)能用、實(shí)用、管用、高效運(yùn)行的智能露天煤礦，實(shí)現(xiàn)露天煤礦的管控一體化，達(dá)到安全可靠化、管理高效化、綠色生產(chǎn)化、成本最低化、效益最大化、人文和諧化。中煤平朔集團(tuán)東露天煤礦智能化建設(shè)框架如圖1所示。
圖1 中煤平朔集團(tuán)東露天煤礦智能化建設(shè)框架
東露天煤礦智能化建設(shè)內(nèi)容共計(jì)17項(xiàng)，主要建設(shè)內(nèi)容包括網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、智能工藝和一體化管控平臺(tái)。其中：①網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施是以滿足東露天煤礦當(dāng)前及未來(lái)智能化礦山建設(shè)需求為出發(fā)點(diǎn)，著眼當(dāng)下，兼顧未來(lái)，分批次逐步推進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，在目前已有的工業(yè)以太網(wǎng)、卡調(diào)系統(tǒng)MESH自組網(wǎng)等基礎(chǔ)上，對(duì)礦區(qū)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃和設(shè)計(jì)；②智能工藝包括1臺(tái)套礦用無(wú)人駕駛卡車(chē)、1臺(tái)無(wú)人值守鉆機(jī)的研制，110 kV無(wú)人值守變電站、無(wú)人值守排水泵站、爆破遠(yuǎn)程監(jiān)控及預(yù)警系統(tǒng)、東露天礦選煤廠MES系統(tǒng)、礦區(qū)智能化供水系統(tǒng)建設(shè)，以及重要區(qū)域無(wú)人值守機(jī)器人巡檢，智能化露天煤礦爆破設(shè)計(jì)，卡車(chē)調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)急指揮功能模塊開(kāi)發(fā)，電鏟電量監(jiān)控功能開(kāi)發(fā)；③一體化管控平臺(tái)包括數(shù)據(jù)中心和管控一體化平臺(tái)，以及地理信息、智能調(diào)度、設(shè)備管理、安全監(jiān)測(cè)、選煤監(jiān)測(cè)各子系統(tǒng)的集成接入平臺(tái)。
02中煤平朔集團(tuán)智能化煤礦建設(shè)情況
從2000年開(kāi)始，中煤平朔集團(tuán)堅(jiān)持“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一投資、統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一運(yùn)維”的“六統(tǒng)一”原則，以及“縱向到底、橫向到邊”的管控要求，以專(zhuān)業(yè)化的管理模式開(kāi)展信息化建設(shè)。不斷完善信息化基礎(chǔ)設(shè)施，開(kāi)展生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)、安全管控信息系統(tǒng)、專(zhuān)業(yè)化管理信息系統(tǒng)、綜合信息管控系統(tǒng)的建設(shè)，在企業(yè)集團(tuán)化運(yùn)作、集約化經(jīng)營(yíng)、精細(xì)化管理方面發(fā)揮了重要作用。2021年12月，中煤平朔集團(tuán)東露天煤礦已完成全國(guó)首批智能化示范煤礦建設(shè)，所有子系統(tǒng)已投入生產(chǎn)試運(yùn)行。具體建設(shè)情況如下：
信息基礎(chǔ)設(shè)施
（1）通信網(wǎng)絡(luò)
中煤平朔集團(tuán)在礦區(qū)建設(shè)了較為完整的有線、無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，覆蓋各生產(chǎn)和辦公區(qū)域；東露天煤礦智能化建設(shè)在原有MESH網(wǎng)及700 M網(wǎng)絡(luò)覆蓋的基礎(chǔ)上新建了5G網(wǎng)絡(luò)，為東露天煤礦1臺(tái)套無(wú)人駕駛卡車(chē)和無(wú)人值守鉆機(jī)提供5G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，滿足其各工業(yè)終端設(shè)備的傳感器信息采集、視頻監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制等場(chǎng)景的網(wǎng)絡(luò)需求，便于上傳監(jiān)控圖像、傳感器信息等數(shù)據(jù)并下發(fā)控制指令信息，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程的無(wú)人化和智能化。
（2）數(shù)據(jù)中心
東露天煤礦智能化建設(shè)以超融合架構(gòu)搭建數(shù)據(jù)中心，采用去中心化的分布式集群管理技術(shù)、CPU和內(nèi)存調(diào)用優(yōu)化技術(shù)、數(shù)據(jù)底層多重保障技術(shù)，以滿足智能礦山業(yè)務(wù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)在高性能、高可靠性、彈性擴(kuò)展及伸縮、簡(jiǎn)化基礎(chǔ)架構(gòu)管理等方面的需求，實(shí)現(xiàn)在自動(dòng)化故障轉(zhuǎn)移、容災(zāi)、全面優(yōu)化數(shù)據(jù)中心軟硬件資產(chǎn)、集成智能化運(yùn)維等方面的信息化目標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)智能礦山建設(shè)的總體目標(biāo)。
（3）露天煤礦智能綜合管控平臺(tái)
東露天煤礦建成了全國(guó)首個(gè)集安全、生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)管理、地理信息等系統(tǒng)數(shù)據(jù)為一體的露天煤礦智能綜合管控平臺(tái)，采用無(wú)人機(jī)航測(cè)、三維渲染等技術(shù)，將礦坑展示到屏幕上，實(shí)現(xiàn)了安全、生產(chǎn)信息一張圖展示，集成各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了露天煤礦各系統(tǒng)接口標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，可對(duì)露天煤礦采剝、運(yùn)輸、供電、調(diào)度等全環(huán)節(jié)、全周期、全過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)統(tǒng)一采集、存儲(chǔ)、管理、分析；搭建了煤礦安全風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控和隱患排查治理雙重預(yù)防系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化考核趨勢(shì)分析和安全的全過(guò)程閉環(huán)管理，以及邊坡、水害等多種災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警與應(yīng)急救援指揮調(diào)度，煤礦安全生產(chǎn)信息化水平得到顯著提升。
礦山設(shè)計(jì)
（1）地質(zhì)保障
開(kāi)發(fā)了三維點(diǎn)云一體化綜合管理平臺(tái)軟件，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)處理點(diǎn)云數(shù)據(jù)、繪制地形圖、智能繪制特征線、批量計(jì)算及統(tǒng)計(jì)土石方工程量、采運(yùn)排設(shè)計(jì)等功能；通過(guò)引進(jìn)三維激光掃描和無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)及裝備，構(gòu)建了三維立體測(cè)繪體系，可準(zhǔn)確探測(cè)和獲取地質(zhì)信息，實(shí)現(xiàn)了基于多源數(shù)據(jù)的綜合地質(zhì)建模，地質(zhì)模型可實(shí)現(xiàn)三維可視化；建立了地理信息系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)中煤平朔集團(tuán)各系統(tǒng)、各部門(mén)準(zhǔn)確高效的地理信息實(shí)時(shí)綜合服務(wù)，提升了全礦區(qū)的生產(chǎn)精細(xì)化管理水平。
（2）穿孔爆破設(shè)計(jì)
通過(guò)三維爆破設(shè)計(jì)軟件實(shí)現(xiàn)智能化的參數(shù)設(shè)計(jì)，具備爆破效果智能模擬預(yù)測(cè)功能，以及繪制露天煤礦穿孔爆破設(shè)計(jì)圖的能力，實(shí)現(xiàn)了爆破作業(yè)信息化管理。
（3）采礦設(shè)計(jì)
采用3D Mine 礦業(yè)工程軟件建立了三維礦床模型和智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)，用于指導(dǎo)露天礦制定短期采剝計(jì)劃、中長(zhǎng)期規(guī)劃，計(jì)算日常采剝工程量，盤(pán)點(diǎn)年度采剝量等工作，實(shí)現(xiàn)了開(kāi)采境界、開(kāi)采工藝系統(tǒng)、開(kāi)采程序、開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)的綜合優(yōu)化及智能決策，實(shí)現(xiàn)了中長(zhǎng)期開(kāi)采計(jì)劃的自動(dòng)排產(chǎn)功能。
智能穿爆
東露天煤礦選取1臺(tái)阿特拉斯CDM75E鉆機(jī)進(jìn)行無(wú)人值守改造，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程操作行走、水平找正、精準(zhǔn)定位、自動(dòng)換桿、鉆孔，運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等功能；建立了爆破遠(yuǎn)程監(jiān)控及危險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了爆破警戒區(qū)域的遠(yuǎn)程監(jiān)控和預(yù)警功能。
礦山工程
東露天煤礦建立了卡車(chē)智能調(diào)度管理系統(tǒng)，具備露天生產(chǎn)管理、設(shè)備跟蹤以及狀態(tài)識(shí)別、車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)顯示、智能配車(chē)、故障報(bào)警、歷史運(yùn)行回放、自動(dòng)計(jì)量、燃油異常管理、輪胎消耗管理、設(shè)備調(diào)撥、平臺(tái)數(shù)據(jù)集中共享等功能，實(shí)現(xiàn)了露天煤礦生產(chǎn)全過(guò)程的信息化管理；為保護(hù)露天煤礦生產(chǎn)設(shè)備和操作人員的安全，集中部署了卡車(chē)防碰撞系統(tǒng)和防疲勞系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了會(huì)車(chē)、轉(zhuǎn)彎、盲區(qū)、超速自動(dòng)報(bào)警，以及司機(jī)駕駛提醒功能，有效預(yù)防了安全事故的發(fā)生；開(kāi)展了礦用卡車(chē)無(wú)人駕駛系統(tǒng)研究，對(duì)1臺(tái)套礦用卡車(chē)進(jìn)行無(wú)人化改造，以及在1臺(tái)電鏟、13臺(tái)輔助設(shè)備上安裝終端系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人駕駛卡車(chē)編組運(yùn)行。
智能輔助
（1）數(shù)字孿生
東露天煤礦智能綜合管控平臺(tái)通過(guò)航拍飛行技術(shù)將其工業(yè)廣場(chǎng)和礦坑全景虛擬為三維場(chǎng)景，將卡車(chē)和電鏟建成三維模型，置于礦坑三維場(chǎng)景中，采用GPS定位技術(shù)形成實(shí)時(shí)移動(dòng)軌跡。
（2）邊坡監(jiān)測(cè)與預(yù)警
中煤平朔集團(tuán)先后引進(jìn)了合成孔徑邊坡雷達(dá)、測(cè)量機(jī)器人、GNSS地表位移監(jiān)測(cè)設(shè)備及技術(shù)，在危險(xiǎn)邊坡區(qū)域建設(shè)并運(yùn)行了9套自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了礦區(qū)邊坡全天24 h實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與自動(dòng)預(yù)警，保障了邊坡的穩(wěn)定安全。
（3）防排水
排水泵站無(wú)人值守項(xiàng)目對(duì)現(xiàn)有排水系統(tǒng)進(jìn)行智能化升級(jí)改造，在現(xiàn)有設(shè)備基礎(chǔ)上，增加控制層、網(wǎng)絡(luò)層、終端傳感器裝置和視頻監(jiān)控等，實(shí)現(xiàn)坑底泵房集中監(jiān)控、無(wú)人值守和根據(jù)水量自動(dòng)抽排水等功能。
（4）供配電
建立了110 kV工業(yè)場(chǎng)變電站無(wú)人值守系統(tǒng)，具備集中監(jiān)控、無(wú)人值守功能，以及智能開(kāi)關(guān)和關(guān)鍵負(fù)荷電纜的測(cè)溫和報(bào)警功能，實(shí)現(xiàn)變電站無(wú)人化聯(lián)動(dòng)監(jiān)控。
管理與決策
中煤平朔集團(tuán)已建成了集ERP系統(tǒng)、EAM系統(tǒng)、OA系統(tǒng)、法務(wù)系統(tǒng)、招標(biāo)系統(tǒng)、采購(gòu)一體化平臺(tái)、檔案管理系統(tǒng)等諸多業(yè)務(wù)系統(tǒng)組成的信息化經(jīng)營(yíng)管理系統(tǒng)集群，較大程度上提升了中煤平朔集團(tuán)經(jīng)營(yíng)管理業(yè)務(wù)的執(zhí)行效率；建成了綜合信息集成平臺(tái)，集成井工、露天、動(dòng)力、分選、化工等各板塊生產(chǎn)信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)，為集團(tuán)職能管控、生產(chǎn)調(diào)度、經(jīng)營(yíng)決策提供數(shù)據(jù)依據(jù)，實(shí)現(xiàn)集團(tuán)對(duì)各所屬單位現(xiàn)場(chǎng)信息的全面掌控；建成了可視化系統(tǒng)，應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，建設(shè)了可視化管理系統(tǒng)，集成ERP、EAM、法律系統(tǒng)、電商平臺(tái)、招標(biāo)系統(tǒng)等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)物資采購(gòu)、工程管理、外委維修等主要業(yè)務(wù)全流程的管理和監(jiān)督考核，提升管理效率。
智能化園區(qū)
東露天煤礦建立了地面智能指揮中心（圖2），集成智能化指揮、調(diào)度、管控、辦公、培訓(xùn)、展示等功能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)露天煤礦作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)各系統(tǒng)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)管控。
圖2 東露天煤礦地面智能指揮中心
智能化選煤廠
東露天煤礦建設(shè)了選煤廠自動(dòng)控制系統(tǒng)、選煤廠自動(dòng)裝車(chē)系統(tǒng)、選煤廠生產(chǎn)執(zhí)行（MES）管理系統(tǒng)和選煤廠重要區(qū)域無(wú)人值守機(jī)器人巡檢，使選煤廠主要流程設(shè)備實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程集中聯(lián)鎖控制，主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)的計(jì)質(zhì)計(jì)量和安全監(jiān)控系統(tǒng)齊全有效，主要選煤工藝參數(shù)監(jiān)控設(shè)施齊全，提升了選煤廠智能化水平。
03中煤平朔集團(tuán)智能化煤礦建設(shè)亮點(diǎn)
構(gòu)建平朔礦區(qū)三維地質(zhì)地理信息系統(tǒng)
中煤平朔集團(tuán)建礦30多年來(lái)積累了大量的空間數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)及地測(cè)專(zhuān)題數(shù)據(jù)，并且隨著特大型無(wú)人機(jī)航測(cè)體系在中煤平朔集團(tuán)露天煤礦采剝工程驗(yàn)收工作中的成功應(yīng)用，空間數(shù)據(jù)的獲取方式變得更加準(zhǔn)確便捷。通過(guò)采用全球定位、遙感、地理信息系統(tǒng)、云計(jì)算、現(xiàn)代通信、無(wú)人機(jī)遙測(cè)等新技術(shù)，對(duì)平朔礦區(qū)多時(shí)期不同時(shí)段的航拍影像圖、交換圖、點(diǎn)云數(shù)據(jù)以及各種專(zhuān)題圖等空間數(shù)據(jù)進(jìn)行整合入庫(kù)。依托三維地質(zhì)地理信息及相關(guān)信息數(shù)據(jù)庫(kù)，建立了各礦區(qū)、各部門(mén)、各專(zhuān)業(yè)的礦山地理信息系統(tǒng)平臺(tái)，通過(guò)局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)的方式實(shí)現(xiàn)中煤平朔集團(tuán)、各部門(mén)、各礦對(duì)地理信息、空間定位和分析，為礦區(qū)的安全、生產(chǎn)、監(jiān)控、管理等提供了輔助決策支持，提升了全礦區(qū)的生產(chǎn)精細(xì)化管理水平和應(yīng)急響應(yīng)能力的準(zhǔn)確性等。
構(gòu)建基于 5G 通信網(wǎng)絡(luò)的信息監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)
5G通信網(wǎng)絡(luò)采取獨(dú)立組網(wǎng)（SA），在數(shù)據(jù)中心機(jī)房部署了本地5G核心網(wǎng)?；?/span>5G通信網(wǎng)絡(luò)的大容量傳輸和低時(shí)延，主要覆蓋區(qū)域?yàn)闁|露天采礦區(qū)涉及無(wú)人駕駛的區(qū)域，通過(guò)部署5G基站實(shí)現(xiàn)了礦區(qū)無(wú)線覆蓋。數(shù)據(jù)模塊嵌入車(chē)輛控制終端，作為業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)接入點(diǎn)，應(yīng)用層承載客戶(hù)自有業(yè)務(wù)。
通過(guò)礦區(qū)范圍的高清攝像頭可進(jìn)行智能識(shí)別與預(yù)警，將主要采礦設(shè)備、輔助設(shè)備的故障診斷信息、卡車(chē)輪胎信息、原煤運(yùn)輸系統(tǒng)信息通過(guò)5G通信網(wǎng)絡(luò)上傳到設(shè)備管理系統(tǒng)，大幅提高了設(shè)備可用率，降低了維修成本。在地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上對(duì)基于5G通信技術(shù)的卡車(chē)調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，實(shí)現(xiàn)了高精度鉆孔，減少了驗(yàn)孔等環(huán)節(jié)。根據(jù)電鏟位置對(duì)應(yīng)的煤質(zhì)，實(shí)時(shí)配煤，接入卡車(chē)稱(chēng)重系統(tǒng)數(shù)據(jù)，提高卡車(chē)裝車(chē)質(zhì)量。將卡車(chē)加油數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳入卡車(chē)調(diào)度系統(tǒng)，結(jié)合卡車(chē)運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)分析卡車(chē)燃油消耗情況，建立基于單臺(tái)設(shè)備的燃油管理系統(tǒng)。
礦用卡車(chē)無(wú)人駕駛
礦用無(wú)人駕駛技術(shù)改造項(xiàng)目對(duì)7臺(tái)礦用卡車(chē)、1臺(tái)電鏟以及13臺(tái)輔助設(shè)備進(jìn)行了無(wú)人化改造。通過(guò)開(kāi)發(fā)與無(wú)人駕駛卡車(chē)配套的無(wú)人運(yùn)輸作業(yè)智能調(diào)度平臺(tái)、多種設(shè)備協(xié)同作業(yè)管理系統(tǒng)、V2X礦區(qū)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和高精地圖采集、更新、管理系統(tǒng)，同時(shí)利用露天煤礦的高精度組合導(dǎo)航定位技術(shù)、多種傳感器技術(shù)融合技術(shù)等，并結(jié)合人工智能算法，實(shí)現(xiàn)了礦用卡車(chē)無(wú)人駕駛編組運(yùn)行。東露天煤礦無(wú)人駕駛卡車(chē)如圖3所示。目前，東露天煤礦已完成1臺(tái)套無(wú)人駕駛卡車(chē)-電鏟-輔助設(shè)備協(xié)同編組運(yùn)行及遠(yuǎn)程接管系統(tǒng)調(diào)試，成為國(guó)內(nèi)真實(shí)作業(yè)場(chǎng)景下具備常態(tài)化編組運(yùn)行能力的示范項(xiàng)目。
圖3 東露天煤礦無(wú)人駕駛卡車(chē)
鉆機(jī)遠(yuǎn)程無(wú)人值守
大型露天煤礦鉆機(jī)無(wú)人值守系統(tǒng)由鉆機(jī)電控系統(tǒng)、車(chē)載智能控制、遙控和遠(yuǎn)程控制3個(gè)部分組成。根據(jù)東露天礦現(xiàn)場(chǎng)鉆機(jī)性能，選取了1臺(tái)阿特拉斯CDM75E鉆機(jī)進(jìn)行無(wú)人化改造。通過(guò)運(yùn)用鉆機(jī)智能控制技術(shù)、環(huán)境感知技術(shù)、高精度定位技術(shù)、高性能無(wú)線通信技術(shù)、視頻監(jiān)控技術(shù)、車(chē)載信息采集技術(shù)等，結(jié)合人工智能算法，實(shí)現(xiàn)了鉆機(jī)在無(wú)人值守的情況下能夠進(jìn)行水平找正、自動(dòng)布孔、無(wú)人駕駛鉆孔作業(yè)、鉆孔自動(dòng)檢測(cè)和遠(yuǎn)程控制鉆機(jī)功能。東露天煤礦無(wú)人值守鉆機(jī)現(xiàn)場(chǎng)及其遠(yuǎn)程集控操作臺(tái)分別，如圖4、圖5所示。
圖4 東露天煤礦無(wú)人值守鉆機(jī)現(xiàn)場(chǎng)
圖5 東露天煤礦無(wú)人值守鉆機(jī)遠(yuǎn)程集控操作臺(tái)
目前，鉆機(jī)無(wú)人值守系統(tǒng)已完成改造，正在測(cè)試遠(yuǎn)程遙控鉆孔作業(yè)、優(yōu)化鉆機(jī)無(wú)人值守遠(yuǎn)程操作平臺(tái)和研發(fā)護(hù)孔設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)首臺(tái)鉆機(jī)遠(yuǎn)程遙控鉆孔、自動(dòng)護(hù)孔作業(yè)。
04中煤平朔集團(tuán)智能化煤礦建設(shè)成果
2021年，中煤平朔集團(tuán)東露天煤礦通過(guò)智能化建設(shè)，更加豐富完善了礦山智能化建設(shè)內(nèi)容，顯著提升了礦山智能化建設(shè)科技水平。目前，東露天煤礦已完成5G基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，覆蓋卡車(chē)無(wú)人駕駛、鉆機(jī)無(wú)人值守區(qū)域，滿足實(shí)時(shí)性、可靠性的要求；完成了數(shù)據(jù)中心建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了礦區(qū)計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源的統(tǒng)一管理、統(tǒng)一運(yùn)維；完成了智能綜合管控平臺(tái)建設(shè)，并接入智能卡車(chē)調(diào)度系統(tǒng)、卡車(chē)無(wú)人駕駛系統(tǒng)、鉆機(jī)無(wú)人值守系統(tǒng)、爆破遠(yuǎn)程監(jiān)控及危險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)、大型生產(chǎn)設(shè)備安全預(yù)警系統(tǒng)、工業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)、原煤運(yùn)輸集中控制系統(tǒng)、智能選煤廠系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、排土場(chǎng)及邊坡安全監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)、排水泵站無(wú)人值守及變電站無(wú)人值守等17個(gè)子系統(tǒng)，全面提升了礦山安全生產(chǎn)與管理水平，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控、生產(chǎn)、維護(hù)、安全等多環(huán)節(jié)的少人化或無(wú)人化，實(shí)現(xiàn)了安全可靠化、管理高效化、生產(chǎn)綠色化、成本最小化、效益最大化及人文和諧化。在核心技術(shù)國(guó)產(chǎn)化、5G通信技術(shù)應(yīng)用等方面有力地打造了核心競(jìng)爭(zhēng)力。
另外，中煤平朔集團(tuán)于2021年初受山西省政府和工業(yè)和信息化廳委托，牽頭編制完成了國(guó)內(nèi)首個(gè)《智能化露天煤礦建設(shè)規(guī)范》，該規(guī)范具有行業(yè)先進(jìn)性、適用性和可操作性，不僅可用于規(guī)范和指導(dǎo)山西省露天煤礦的智能化建設(shè)，同時(shí)為全國(guó)露天煤礦的智能化建設(shè)提供了依據(jù)，對(duì)加快煤炭產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和推進(jìn)能源革命具有重要意義。
來(lái)源：智能礦山雜志
