山西焦煤集團龐龐塔礦：打造5G+智能礦山的全國樣板
“我們正在和華為公司技術專家一起對齒軌車無人化升級改造項目進行試驗，在齒軌車前後都安裝傳感器，解決其井下不便拐彎調頭的難題。”日前，山西焦煤集團霍州煤電呂臨能化公司智能化建設工作組技術員劉傑說。
據了解，2019年初，山西焦煤集團霍州煤電呂臨能化公司龐龐塔礦開始著手和規劃智能化礦山建設。同年9月，原國家煤礦安監局正式批複龐龐塔礦智能化礦山項目為全國智能礦山建設示範項目。2020年7月10日，龐龐塔礦井下5G網絡最後一個基站調試成功，標誌著全國第一張規模部署的煤礦井下5G專網建成。
井下智能化工作麵
邁入智能化開采的3.0時代
“盡管煤炭生產采用了一些新裝備新工藝，但與其他行業相比，仍存在礦工勞動強度高、安全無法得到根本保障等問題。”在煤礦工作了近30年的呂臨能化公司董事長王欽浩說。
山西焦煤集團將龐龐塔礦作為智能礦山建設的樣板，按照一盤棋、一張網、一張圖、一朵雲、一平台的要求對5G+智能化礦山建設進行統一規劃。
王欽浩介紹，他到華為公司學習後，又先後帶隊觀摩世界機器人大會、參加鄂爾多斯智能裝備展覽會，初步了解到什麼是智能化後，下定決心轉變觀念，按照山西焦煤集團的指示和建設方案，下大力氣搞智能化礦山建設。
不同於在地麵，5G信號在煤礦井下受巷道斷麵、起伏度和煤塵等因素影響，技術落地存在諸多困難。為此，龐龐塔礦先行先試蹚新路。
今年4月15日，龐龐塔礦與聯通（山西）產業互聯網公司簽署全國第一個5G井下商用合同，開始實施5G工程。
7月10日，龐龐塔礦800米井下成功鋪設國內井下最長、達到100多公裏的5G商用網絡。緊接著，該礦依托5G網優勢搭建起4G、5G、NB-IoT於一體的超融合高質量網絡，144個5G基站在巷道內星羅棋布，形成了萬兆級工業互聯網絡。
“這套5G無線通信係統通過了安標國家中心的測試和認證，獲得了全國第一套煤礦井下專用5G基站認證、全國第一張礦用隔爆兼本安型無線基站井下防爆證等。”該礦調度信息中心職工張曉軍介紹。
據了解，龐龐塔礦5G+智能化礦山建設是整座礦井體係和係統的智能化。
“國內煤礦智能化開采大多處在電液閥控製、記憶截割、一鍵啟停的1.0時代，龐龐塔礦的智能化礦山建設則融合了5G、互聯網、大數據、人工智能等最新技術，直接邁入智能化開采的3.0時代。”呂臨能化公司智能化礦山項目建設顧問劉春平說。
建設示範性智能化礦井
“發揮 NB-IoT技術優勢，進行傳感器無線化改造，增強了對煤礦各場景的感知能力；運用5G大帶寬提高了井下視頻感知質量，實現了高清視頻實時采集03manbetx ；安全生產中心、決策指揮中心、綜合集控中心、經營管理中心已實現全感知、全聯接、全智能。”華為公司5G+智能礦山建設解決方案組組長王偉介紹了龐龐塔礦有關全麵感知技術的創新點和推進情況。
龐龐塔礦聚焦基礎設施、全麵感知、智能控製、協同管控等內容，將智能化礦山建設分三步完成：2020年完成基礎設施和全麵感知係統建設；2021年實現“五條主線+兩麵”地麵集中控製，井下每班減少200人；2025年廣泛運用機器人替代人，每班入井人數少於100人。
“目前，我們與中科院、中國礦業大學、華為公司以及知名裝備製造廠家聯手，合力打造世界領先、國內一流、具有持久保持示範性的智能化礦井。”王欽浩說，隻有將5G與大數據、人工智能、區塊鏈、雲計算等有效融合，才能建成真正意義的智能化礦山。
今年6月，華為公司將智能化礦山建設作為新確立的8個新領域之一立項研發。6月23日，華為公司組建80人的團隊對龐龐塔礦智能化礦山建設進行研發，同時選派20餘名精銳技術人員組成的技術攻關突擊隊常駐呂臨能化公司，結合龐龐塔礦實際情況研發或改進采掘等智能化裝備。呂臨能化公司也相應成立智能化工作組，內外同時發力，抓緊攻關。
經濟、安全、環保等效益最大化，是智能化礦山建設的初衷“。常規新建一個采煤工作麵需投入2億元左右，我們通過在原來裝備上進行智能化指令植入來實現裝備智能，盡量少投入、多收益。”王欽浩說，他們正與煤機裝備製造廠家進行溝通，通過改進設備實現智能化作業。
龐龐塔礦首先對井下各類傳感器最大限度地進行改造，實現無線傳輸。目前，輪式行走機器人、固定值守機器人已在井下投入使用，軌道式巡檢機器人正在調試。
“我們正在著力攻克用機器人支護取代人工支護等智能掘進難題，努力使回采、掘進都實現智能化。”王欽浩說。
如今，該礦已建成一張5G傳輸網絡，一個包括數據治理、應用集成平台等內容的數據邊緣計算中心將完成搭建。
打造技術、設備、人才輸出基地
11月20日晚上11點，龐龐塔礦辦公樓10層西南角的辦公區燈火通明，十幾名年輕人正激烈討論著5G模組適配中存在的問題和破解方法。
上述場麵正是該礦技術人員和華為公司技術攻堅團隊挑燈夜戰的真實寫照。華為團隊進駐以來，該礦技術人員給他們講解煤礦采、掘、機、運、通等作業流程和安全生產知識，華為人員給該礦技術人員講解信息化、智能化、大數據等知識。他們白天深入井下了解現場情況，晚上優勢互補，配合默契，推動智能化礦井建設朝著目標衝刺。
“每天都幹到晚上12點左右。”剛吃完晚飯，劉傑又回到辦公室開始工作。截至目前，齒軌車過風門、井下主運輸皮帶高清度自動配煤、大物及大塊矸石識別等係列難題已被技術人員攻克，機器人打鑽支護等技術正在研究。
“每項技術改造都會遇到很多問題。拿齒軌車無人化改造來說，需要解決風門聯動、道岔聯動與驗證、障礙識別與判斷等問題。”王偉說“，經過反複討論、試驗，問題才最終得以解決。”
目前，龐龐塔礦5-106工作麵的支架電液控改造預計在年內完成，5G模組也在同步適配中。同時，龐龐塔礦積極引進人工智能技術、精準導航與定位技術、機器人應用等，促進係統控製融合，全麵支撐井下兩麵+五條主線的智能化係統改造和建設。
“下一步，我們將努力打造同類地質條件下可複製、可推廣的智能化建設模式。依托5G的智能成果應用，深化與知名科研院校、優秀企業的戰略合作，形成智能化裝備的研發、製造、應用產業鏈條，打造智能礦山技術、設備、人才的輸出基地。”王欽浩說。（本報記者李侖 通訊員呂靈芝）
