“這邊屏幕顯示的是攝像頭下的采礦實景，這邊是應用數(shù)字技術‘復制’的數(shù)字孿生工作面，數(shù)字孿生工作面能夠實時顯示煤機位置、煤機速度、滾筒采高等關鍵參數(shù)。”3月13日，在國家能源集團寧夏煤業(yè)有限責任公司金鳳煤礦智能化指揮中心，工作人員指著大屏幕上的4個并列畫面介紹。
 

新投入使用的國家能源集團寧夏煤業(yè)有限責任公司金鳳煤礦智能化指揮中心。 （圖片由受訪單位提供）

采礦實景和數(shù)字孿生礦井是一對“雙胞胎”，只不過一個“土生土長”，一個是利用3D模型和“5G+采煤場景”應用等數(shù)字化技術進行集成，工作人員通過這個數(shù)字孿生體，在高度逼真的場景中實時監(jiān)控井下設備的運行狀態(tài)，并實現(xiàn)機器狀態(tài)監(jiān)測評估和健康管理。

“這是一個工作面的液壓支架，共有170個，每個液壓支架都安裝了壓力傳感器，能感知到來自頂板的壓力大小，我們從數(shù)字孿生體的大屏幕上看到這根柱子變成紅色，表示來自頂板的壓力已經(jīng)超壓了，通過安全閥自動泄壓，變成綠色表示欠壓，系統(tǒng)通過投入自動補壓功能，為實景中的欠壓柱子補強壓力。”金鳳煤礦信息化副總經(jīng)理張鐵聰介紹，依托這些數(shù)據(jù)和模型，操作人員可以更為精準地判斷出設備的運行狀態(tài)，真正實現(xiàn)智能感知、智慧決策。

2021年起，國家能源集團寧夏煤業(yè)聯(lián)合北京大學、北京龍軟科技股份有限公司、中煤科工集團，構建了工作面透明地質、設備模型，基于地質模型建立了井上下“1:1”實景的數(shù)字“孿生”系統(tǒng)，通過“高精度透明地質模型+高精度測量機器人+數(shù)字孿生系統(tǒng)”數(shù)據(jù)支撐，實現(xiàn)煤礦井下可視化仿真分析和遠程控制，全面構建煤礦“監(jiān)測、控制、管理”一體化智能綜合管理體系和科學管理模式。

今年年初，工業(yè)和信息化部等4部門聯(lián)合公布2022年度智能制造試點示范工廠揭榜單位，金鳳煤礦“數(shù)字孿生工廠”建設項目躋身國家級智能制造行列。

金鳳煤礦，是目前寧夏數(shù)字化程度最高的煤礦，將物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、自動控制、新一代信息技術等與煤炭生產(chǎn)技術深度融合，形成全面感知、實時互聯(lián)、數(shù)據(jù)驅動、智能決策、自主學習、協(xié)同控制的完整煤礦智能系統(tǒng)。

在這里，僅各類傳感器就有1000多個，組成一個精準的“神經(jīng)系統(tǒng)”，全方位無死角感知著煤礦的“風吹草動”，機器設備或者瓦斯?jié)舛瘸霈F(xiàn)異常會提前預警，讓煤炭開采更加安全。

不僅如此，很多“急難險重”的工作都由機器人來承擔：中央變電所巡檢機器人、膠帶輸送機巡檢機器人、清倉機器人等機器人“戰(zhàn)隊”全天候忙碌，精準、不知疲倦地做好自己的“本職工作”。

通過智能化控制大屏幕，記者看到，巡檢機器人經(jīng)過每一臺設備時，大屏幕上就會實時顯示每一臺設備的運行參數(shù)。

“設備出現(xiàn)問題時，巡檢機器人會自動報警，我們立刻安排工作人員下井維修。”金鳳煤礦相關技術人員介紹，目前該煤礦先后對主運輸、供電、排水、通風等10個系統(tǒng)32個固定崗位實現(xiàn)遠程視頻聯(lián)動集中控制，實現(xiàn)了無人值守。

智能礦山顛覆了人們對煤礦的傳統(tǒng)認知：環(huán)境不再臟亂差，煤塵煤渣極大減少，一個安全、少人、高效、清潔的采礦業(yè)正在向我們走來。

金鳳煤礦如今實現(xiàn)了分揀煤矸石自動化，更令金鳳煤礦的員工感慨。

“4個人，分坐在運輸煤塊的皮帶兩側，用耙子把煤矸石耙出來，一干就是好幾個小時，噪聲刺耳，煤塵嗆人，工作環(huán)境很差，一天下來渾身上下都變黑了，腰酸腿疼。”金鳳煤礦黨群部部長郭海忠說。

2022年，金鳳煤礦安裝煤矸石智能化分揀系統(tǒng)，在全封閉除塵空間內，以“X射線自動識別+視頻輔助”雙結合功能分揀煤矸石，實現(xiàn)了分揀煤矸石的智能化、無塵化。

近年來，金鳳煤礦堅持技術迭代，推進采煤智能化建設，使用快速掘進系統(tǒng)，引進基于機器視覺的智能視頻采集、分析、控制裝備系統(tǒng)；實現(xiàn)入井人員安全監(jiān)察、行為監(jiān)督及巡檢管控、有毒有害氣體預測、SOS求救的數(shù)據(jù)共享和可視化管理，并構建起“一套體系高效統(tǒng)管，一部手機直通金鳳”的智能管理格局，讓煤炭生產(chǎn)更加“耳聰目明”。

金鳳煤礦負責人陳自新介紹，努力通過技術創(chuàng)新、管理創(chuàng)新和體制機制創(chuàng)新夯實智能化建設水平，用自動化、智能化實現(xiàn)少人作業(yè)，降低煤礦工人勞動強度，創(chuàng)建安全可靠的作業(yè)環(huán)境，提高員工幸福指數(shù)。

“煤礦智能化是煤炭行業(yè)高質量、綠色發(fā)展的核心支撐。目前，寧夏煤業(yè)所有煤礦全面開啟智能化礦井建設，正構建全礦井多單元、多產(chǎn)業(yè)鏈、多系統(tǒng)集成的智能煤礦體系，全面實現(xiàn)生產(chǎn)要素和管理信息的數(shù)字化精準實時采集、網(wǎng)絡化實時傳輸、可視化展現(xiàn)，達到智能化運行全覆蓋。”國能寧夏煤業(yè)信息技術中心副總工程師林紅梅介紹。