張家峁公司正在形成智慧煤礦標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)架構(gòu)：基于一套標(biāo)準(zhǔn)體系，構(gòu)建一張全面感知網(wǎng)絡(luò)，建設(shè)一條高速數(shù)據(jù)傳輸通道，形成一個(gè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用中心，開(kāi)發(fā)一個(gè)業(yè)務(wù)云服務(wù)平臺(tái)。

張家峁公司銷(xiāo)售中心集控操作員通過(guò)智能化裝車(chē)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程裝車(chē)操作

職工在智能燈柜前通過(guò)虹膜掃描領(lǐng)取礦燈

前不久，記者走進(jìn)陜煤集團(tuán)陜北礦業(yè)公司黨委書(shū)記、董事長(zhǎng)郭佐寧的辦公室時(shí)，他正在和機(jī)電物資管理部部長(zhǎng)習(xí)曉交流剛發(fā)布的智能化標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)由陜西煤業(yè)股份公司出臺(tái)的智能礦井建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和驗(yàn)收辦法，細(xì)化了智能化建設(shè)的要求，適用于該公司所屬礦井，讓管理者有了抓手。

“馬上讓礦區(qū)宣貫?！惫魧帉?duì)習(xí)曉說(shuō)，“以各礦區(qū)評(píng)分分值為依據(jù)，逐條對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)，爭(zhēng)取在最短的時(shí)間內(nèi)對(duì)標(biāo)對(duì)表、查漏補(bǔ)缺?！?/p>

從摸索前進(jìn)到形成標(biāo)準(zhǔn)

在國(guó)家首批71處智能化示范礦井建設(shè)名單里，陜煤集團(tuán)占了7處，其中陜北礦業(yè)公司有3處，坐落在神木縣北郊的張家峁礦業(yè)公司（以下稱(chēng)張家峁公司），就是其中之一。

這家成立于2006年的國(guó)有股份制企業(yè)，井田面積達(dá)51.98平方公里，核定年生產(chǎn)能力1000萬(wàn)噸，曾是兩化深度融合、5G+智能礦山創(chuàng)新應(yīng)用等典型示范企業(yè)。

從2010年全面機(jī)械化向自動(dòng)化迭代開(kāi)始，張家峁公司走過(guò)了3個(gè)階段，才形成了智能化礦井的雛形。2009年試生產(chǎn)后，張家峁公司信息化與自動(dòng)化建設(shè)以單系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為主，個(gè)別區(qū)域如排水實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，但效果不是很理想。

2015年左右，張家峁公司迎來(lái)自動(dòng)化建設(shè)的黃金期。他們把控制系統(tǒng)從井下延伸到地面，先讓采煤在井上“一鍵啟動(dòng)”，接著取消了泵房，變電所和污水處理站采用“無(wú)人值守、有人巡視”模式，再接著選煤廠、銷(xiāo)售裝車(chē)系統(tǒng)等業(yè)務(wù)系統(tǒng)也實(shí)現(xiàn)了無(wú)人化。

“當(dāng)時(shí)我們想著讓自動(dòng)化往深里走，在建設(shè)過(guò)程中形成了幾種管控系統(tǒng)?！庇H歷智能化發(fā)展過(guò)程的張家峁公司副總經(jīng)理薛忠新告訴記者，“比如‘1+9’總控分控自動(dòng)化系統(tǒng)，就是1個(gè)調(diào)度總控中心加9個(gè)獨(dú)立分控中心，涵蓋礦井主運(yùn)輸、供電供排水、水處理、安全監(jiān)測(cè)、洗選、銷(xiāo)售等，實(shí)現(xiàn)了主要生產(chǎn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程集控。系統(tǒng)運(yùn)行效果比較好，直到現(xiàn)在我們還在沿用?！?/p>

“總控全監(jiān)控、分控管操作、現(xiàn)場(chǎng)保運(yùn)行?！背耸芤婷黠@的總控分控自動(dòng)化系統(tǒng)外，一體化網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺(tái)、私有云數(shù)據(jù)中心、經(jīng)營(yíng)管理一體化智能管控平臺(tái)等系統(tǒng)，不僅改變了張家峁公司職工的辦公習(xí)慣，還促使其踏上了全面建設(shè)智能化之路。

“在大家還不知道礦井‘一張圖’概念的時(shí)候，我們就已經(jīng)開(kāi)始探索怎么做了。2016年底，我們做出了‘一張圖’，把礦井資源、生產(chǎn)狀況、安全監(jiān)測(cè)等信息集中起來(lái)，真正實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一管理。”薛忠新說(shuō)。其中，三維剖切和多地層、多勘探線同時(shí)剖切繪制剖面圖的功能，已經(jīng)達(dá)到了行業(yè)領(lǐng)先水平。

2019年至今，被張家峁人稱(chēng)為“第三次創(chuàng)業(yè)”。早在2018年，張家峁公司便開(kāi)始向智慧煤礦奮進(jìn)：與中國(guó)工程院院士王國(guó)法團(tuán)隊(duì)合作，做好頂層設(shè)計(jì)；對(duì)現(xiàn)有監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行改造，網(wǎng)絡(luò)傳輸、地理信息、原煤運(yùn)輸?shù)容o助系統(tǒng)全面升級(jí)；應(yīng)用無(wú)人駕駛、5G等先進(jìn)技術(shù)，啟動(dòng)云計(jì)算大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)平臺(tái)建設(shè)等。

“這次改造的核心轉(zhuǎn)移了，我們要從總體構(gòu)架上去改變，重塑煤礦底層邏輯，把管理融入到信息系統(tǒng)里，把數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)做出來(lái)，證明智能化模式的可行性?！毖χ倚抡f(shuō)。

2020年4月底接任張家峁公司黨委書(shū)記、董事長(zhǎng)的張建安認(rèn)為，相比新建礦井擁有天然的建設(shè)優(yōu)勢(shì)，邊生產(chǎn)邊改造的礦井更要處理好效率與安全的關(guān)系，認(rèn)真對(duì)待智能化建設(shè)工作，使“技術(shù)智能”升級(jí)為“文化智能”。

在機(jī)電技術(shù)部下設(shè)智能化辦公室、生產(chǎn)效率與工資績(jī)效掛鉤、分類(lèi)分級(jí)開(kāi)展智能化培訓(xùn)、園區(qū)建成可容納多輛私家車(chē)的立體車(chē)庫(kù)……張家峁公司智能化建設(shè)正走向?qū)嶓w化和規(guī)范化。

“經(jīng)過(guò)3年時(shí)間，張家峁公司該有的系統(tǒng)都有了，接下來(lái)就要解決設(shè)備軟件之間的銜接與融合等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題?！睆埥ò舱f(shuō)“，張家峁公司作為試驗(yàn)田，目的是要形成標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范，為行業(yè)作出一點(diǎn)貢獻(xiàn)?！?/p>

從礦井智能到礦區(qū)智慧

下井前，記者來(lái)到張家峁公司調(diào)度指揮中心。該中心副主任白玉軍告訴記者，目前該公司已建成1個(gè)5G+厚煤層、2個(gè)中厚煤層和1個(gè)薄煤層智能化綜采工作面。其中，15211、14211智能化綜采工作面設(shè)備完成安裝，正在調(diào)試。記者從監(jiān)控屏幕上看到，采煤機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、皮帶運(yùn)輸機(jī)等正在流暢運(yùn)行。

記者跟隨綜采二隊(duì)黨支部書(shū)記張力下了井。2014年從西安科技大學(xué)畢業(yè)后，張力來(lái)到張家峁公司。他告訴記者，那時(shí)的井下“跟現(xiàn)在的條件差不多”，但設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化和精細(xì)化管理越來(lái)越扎實(shí)了。比如，碼放整齊的小工具和走向標(biāo)識(shí)清晰的電纜線。

“‘峁’是小山包，我們是在山上采煤。咱們現(xiàn)在是繞著山心往上爬，一會(huì)兒就到15211工作面了?！睆埩呎f(shuō)邊停住車(chē)，給正在升井的車(chē)讓了道。

井下的控制臺(tái)，不僅控制著采煤機(jī)和液壓支架等主要設(shè)備，而且監(jiān)控著礦壓、礦井水等數(shù)據(jù)。“你看這個(gè)小黃點(diǎn)就是采煤機(jī)，現(xiàn)在它在第15架位置。下面綠色的這條就是它的推移線，支架工況的狀態(tài)都能看得到。整個(gè)工作面設(shè)備的操作，在這兒就能實(shí)現(xiàn)?！睆埩φf(shuō)。

此時(shí)的工作面正處于檢修狀態(tài)，等待著下一波礦工的到來(lái)?！拔覀儾擅喊鄰慕衲?月開(kāi)始取消夜班，掘進(jìn)班那邊也改成二六制了，1個(gè)班是6個(gè)小時(shí)?！睆埩φf(shuō)。

掘進(jìn)效率低是煤炭行業(yè)智能化建設(shè)的短板。如今，張家峁公司的掘進(jìn)工作面，應(yīng)用了掘錨一體機(jī)，利用數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程多機(jī)協(xié)同、人機(jī)協(xié)同，解決了整體工況參數(shù)監(jiān)測(cè)、機(jī)身自主定位導(dǎo)航等問(wèn)題。目前，張家峁公司實(shí)現(xiàn)了單班最高進(jìn)尺65米，在15212膠運(yùn)順槽實(shí)際月進(jìn)尺達(dá)到2702米。

智能化原煤運(yùn)輸系統(tǒng)、全礦井智能通風(fēng)管控系統(tǒng)、礦井水資源智能管理系統(tǒng)的建成，帶動(dòng)了輔助系統(tǒng)的全面智能；回風(fēng)巷、變電所、膠帶機(jī)移動(dòng)巡檢儀的應(yīng)用，讓監(jiān)控變得更有效率。通過(guò)3D監(jiān)控、定制化自動(dòng)配煤、重介質(zhì)密度智能控制、煤泥水自動(dòng)加藥壓濾，該公司選煤廠成了我國(guó)煤炭洗選領(lǐng)域的示范性項(xiàng)目。

“以前，全礦井23個(gè)通風(fēng)點(diǎn)得靠人工測(cè)數(shù)據(jù)，井下幾十公里要全部走完，好幾天才能測(cè)出來(lái)，之后再出報(bào)表進(jìn)行分析?，F(xiàn)在，我們兩三分鐘就測(cè)完了，同時(shí)數(shù)據(jù)都到系統(tǒng)里了，我們隨時(shí)可以調(diào)用分析?！毖χ倚抡f(shuō)。

如今，張家峁公司井上井下23個(gè)機(jī)房硐室、66個(gè)操作崗位實(shí)現(xiàn)了“有人巡檢、無(wú)人值守”。截至2021年3月底，該公司實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)超4300天。光是選煤廠的自動(dòng)化改造，每年產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益就接近1200萬(wàn)元。

“我2014年剛來(lái)的時(shí)候，這里沒(méi)有文體中心，沒(méi)有智慧中心，沒(méi)有立體車(chē)庫(kù)，沒(méi)有單身公寓，只有一個(gè)村兒。如今，這些都有了?！?span style="text-indent: 2em;">張力笑著說(shuō)。

戴上VR眼鏡，職工可以走進(jìn)紀(jì)念館，身臨其境地學(xué)黨史；利用綜合管控平臺(tái)，職工可以查看銷(xiāo)售數(shù)據(jù)，在手機(jī)上辦公；通過(guò)“煤亮子”數(shù)字平臺(tái)，職工可以采購(gòu)礦用設(shè)備配件，購(gòu)買(mǎi)外包服務(wù)；利用創(chuàng)客中心，職工可以實(shí)地集中討論，解決實(shí)際難題。

張家峁公司井下經(jīng)常跑著一輛無(wú)人駕駛試驗(yàn)車(chē)。去年試驗(yàn)階段，這輛車(chē)自主行駛到乘車(chē)點(diǎn)與裝載點(diǎn)后，自動(dòng)停車(chē)；等人和物料上車(chē)后，再自動(dòng)駕駛到井下巷道，并自主返航到地面。今年，他們準(zhǔn)備讓車(chē)輛自動(dòng)把物料裝好，再到工作面卸載，真正實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛。

張家峁公司正在形成智慧煤礦標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)架構(gòu)：基于一套標(biāo)準(zhǔn)體系，構(gòu)建一張全面感知網(wǎng)絡(luò)，建設(shè)一條高速數(shù)據(jù)傳輸通道，形成一個(gè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用中心，開(kāi)發(fā)一個(gè)業(yè)務(wù)云服務(wù)平臺(tái)。目前，張家峁公司92個(gè)在用系統(tǒng)正在集成和優(yōu)化，推動(dòng)各子系統(tǒng)功能的對(duì)接和調(diào)試。

按照張家峁公司礦井巨系統(tǒng)相關(guān)建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)想，未來(lái)的智慧煤礦將打破時(shí)空限制，技術(shù)深度融合，數(shù)據(jù)高度利用，管理平臺(tái)化、功能集中化，用更少的人干更多的活。即將建成的智慧中心大樓，標(biāo)志著張家峁公司正在朝這個(gè)方向努力。

從規(guī)范行為到改變認(rèn)知

智能化建設(shè)工作機(jī)制是在摸索中逐漸形成的。對(duì)于陜北礦業(yè)公司來(lái)說(shuō)，確定各礦區(qū)建設(shè)特色和推進(jìn)工作進(jìn)度是關(guān)鍵。

“我們要做行業(yè)標(biāo)桿，就要走在前面，相應(yīng)的工作就要提前做。我們每周都要到各個(gè)礦區(qū)檢查，每月召開(kāi)推進(jìn)會(huì)，每季度進(jìn)行考核，從整體上強(qiáng)化執(zhí)行?！绷?xí)曉表示。

參考陜北礦業(yè)公司的推進(jìn)模式，張家峁公司設(shè)置了同樣的機(jī)構(gòu)，統(tǒng)一認(rèn)知和強(qiáng)調(diào)實(shí)效。

“我們要想明白做這個(gè)事是為了什么，內(nèi)生動(dòng)力是為了礦工工作的安全和體面。技術(shù)不能是花架子，要能在煤礦用上?！睆埣裔构局腔刍k公室主任范生軍說(shuō)。

如今，智能化建設(shè)面臨一些細(xì)節(jié)難題。比如，國(guó)產(chǎn)采煤機(jī)、電液控等裝備故障率較高，自動(dòng)跟機(jī)拉架不能一次到位，慣性導(dǎo)航、雷達(dá)等精確度不高；多數(shù)掘進(jìn)技術(shù)和裝備無(wú)法實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)同步，井下泛在感知網(wǎng)絡(luò)、人員及車(chē)輛精確定位、采掘工作面高精度三維地質(zhì)模型繪制、礦井災(zāi)害探查等方面尚處于起步階段；復(fù)合型技術(shù)人才嚴(yán)重缺乏等。

“現(xiàn)在，智慧煤礦建設(shè)的一個(gè)核心問(wèn)題就是，多源異構(gòu)數(shù)據(jù)如何進(jìn)行深度融合，比如通風(fēng)、供電供排水、機(jī)電等系統(tǒng)之間都是相互獨(dú)立的，而且數(shù)據(jù)接口和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)都不一樣，這就浪費(fèi)了很多數(shù)據(jù)的價(jià)值?！?/p>

關(guān)于數(shù)據(jù)價(jià)值的討論，陜北礦業(yè)公司分管機(jī)電智能化的副總經(jīng)理?；⒚饔型瑯痈惺??！皵?shù)據(jù)是跨界的，如何自動(dòng)抓取是關(guān)鍵。提取出來(lái)要能按照標(biāo)準(zhǔn)去建設(shè)，給智能化做決策。今年，我們?cè)谧鲋腔鄣V區(qū)的方案，簡(jiǎn)單說(shuō)就是打通數(shù)據(jù)界限，統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口，擴(kuò)展數(shù)據(jù)來(lái)源。”?；⒚髡f(shuō)。

“未來(lái)的智能化就是誰(shuí)的數(shù)據(jù)資產(chǎn)越多，誰(shuí)就越能出標(biāo)準(zhǔn)?！迸；⒚飨蛴浾呓榻B，去年12月，他們與中國(guó)煤炭科工集團(tuán)合作的綜采設(shè)備配套標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目，內(nèi)容包括煤層地質(zhì)賦存條件、工作面設(shè)備選型規(guī)范、綜采裝備系列化選型設(shè)計(jì)等，為所屬礦區(qū)提供了依據(jù)。

“很多系統(tǒng)上了之后，礦工不會(huì)操作也沒(méi)意義，必須打通應(yīng)用的‘最后一公里’?！毖χ倚卤硎尽?/p>

為提高人員素質(zhì)，陜北礦業(yè)公司開(kāi)展了新一代信息技術(shù)暨智能化礦區(qū)建設(shè)專(zhuān)題培訓(xùn)。他們從2020年7月開(kāi)始，計(jì)劃用2年時(shí)間，圍繞該公司《智能化礦井建設(shè)實(shí)施方案》，分層、分專(zhuān)業(yè)、分批次地開(kāi)展培訓(xùn)，提升中高層管理人員的認(rèn)識(shí)和管理能力、技術(shù)人員的應(yīng)用和創(chuàng)新能力、操作人員使用和維護(hù)設(shè)備的能力。

“智能化建設(shè)是‘一把手’工程?！睘樘岣邔?zhuān)業(yè)水平，?；⒚魅ツ昕既×诉|寧工程技術(shù)大學(xué)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的全日制碩士研究生“‘，大腦’建立起來(lái)了‘，四肢’也要發(fā)達(dá)，所以必須與時(shí)俱進(jìn)，多學(xué)習(xí)、多實(shí)踐?！?/p>

“智”者說(shuō)

智能化系統(tǒng)要在應(yīng)用中提升

郭佐寧

如今，煤炭工業(yè)正在加快推進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展。裝備升級(jí)了，思想也要與時(shí)俱進(jìn)。要牢記“以人為本”的理念，“井下無(wú)人化”是我們的目標(biāo)，安全永遠(yuǎn)是煤礦的基本要求和前提。盡管新事物誕生時(shí)，大家的認(rèn)識(shí)程度可能存在差異，但這是正常的，當(dāng)技術(shù)經(jīng)過(guò)幾年的推廣變得成熟后，大家有了參與感，就能體會(huì)到推進(jìn)智能化發(fā)展的必要性了。

在這個(gè)過(guò)程中，領(lǐng)導(dǎo)干部先要認(rèn)識(shí)到，智能化建設(shè)是“一把手”工程。在智能化建設(shè)上，我們大力投入資金、加強(qiáng)管理，成立了由班子主要成員負(fù)責(zé)的專(zhuān)班小組，跟科研院所合作，整體規(guī)劃建設(shè)方案和路徑，按照路線圖去推進(jìn)。在推進(jìn)過(guò)程中，我們制定了相關(guān)規(guī)定并進(jìn)行考核，對(duì)各級(jí)負(fù)責(zé)人都有要求，達(dá)不到要求有處罰。比如，今天8小時(shí)你干了什么工作？這里面有沒(méi)有涵蓋智能化方面的工作內(nèi)容？有沒(méi)有完成指定的計(jì)劃目標(biāo)？很多工作其實(shí)是規(guī)范。通過(guò)制度的強(qiáng)化，讓智能化建設(shè)工作越來(lái)越規(guī)范，管理也越來(lái)越規(guī)范。

當(dāng)然，很多系統(tǒng)不能說(shuō)建好了，裝個(gè)樣子、當(dāng)個(gè)擺設(shè)，一定要把它充分地用起來(lái)，用的過(guò)程中會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，要不斷改進(jìn)和提升。沒(méi)有人敢說(shuō)自己完成了智能化示范礦井建設(shè)，而是要根據(jù)煤礦不斷變化的需求、技術(shù)的更新迭代，在應(yīng)用中提升和改進(jìn)。

現(xiàn)在，按照設(shè)計(jì)方案，各個(gè)單位都在逐步實(shí)施。我們的采煤效率提高了10%，我們的掘進(jìn)效率至少提高了30%，一些裝備已經(jīng)達(dá)到了國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。我們有些礦區(qū)井下運(yùn)輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制，個(gè)別礦區(qū)實(shí)現(xiàn)了無(wú)人駕駛。今年10月，陜北礦業(yè)張家峁公司要建成第一個(gè)全礦井智能化的樣本。

以后，煤礦的職工會(huì)越來(lái)越少，素質(zhì)會(huì)越來(lái)越高。過(guò)去，高素質(zhì)人才不愿意來(lái)；未來(lái)，我們要挑著要一些高素質(zhì)人才。煤礦不再是“傻大黑粗”，社會(huì)對(duì)煤礦的刻板印象會(huì)改變，這就是我們這代人的使命。

（作者系陜煤集團(tuán)陜北礦業(yè)公司黨委書(shū)記、董事長(zhǎng)，本報(bào)記者王世雅整理）

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