
中国煤炭工业将继续保持旺盛的发展趋势,今后一个较长时期内,中国煤炭行业的发展前景都将非常广阔。
近年来,煤矿智能化建设不断提速,山西、内蒙古等地持续推进煤炭智能化开采。公开信息显示,截至 2021 年底,全国已建成 800 多个智能化采掘工作面,实现智能化工作面从薄煤层、中厚煤层到特厚煤层的综采、综放开采的全覆盖。但业内人士也指出,当前煤炭行业的科技创新体系。
目前国家正大力推动煤炭开采企业的整合,煤炭流通市场也将趋向集中,这将逐步提高煤炭流通企业的市场进入壁垒,小规模煤炭流通企业的生存空间将不断缩减,大规模、跨区域的流通服务商将成为主流。
在碳达峰碳中和背景下,控制煤炭消费是推动能源绿色低碳转型的重点方向,同时煤炭也肩负着保障我国能源安全的重要责任。中国要实现“3060”目标,需要优化产业结构和能源结构。煤炭是我国重要的基础能源,为国民经济和社会发展提供了可靠的能源保障。在智能化发展大潮之下,煤炭行业亟待借势转型。
科技推送煤炭行业“高能”运转,全方位推动选煤厂精细化管理工作,实现减人增效的目的。
随着人工智能、5G 等新一代信息技术的迅猛发展,正处于从工业经济向数字经济转型过渡的大变革时代。
以“黑色煤炭、绿色发展、高碳能源、低碳利用”的管理理念,以精细化的管理模式,建立的智能化洗煤厂平台,最大限度以用户需要提供优质信息,发掘业务协同价值,多维度多层次展现,帮助用户迅速做出决策,提高选煤厂业务效率及质量。搭建选煤厂区建筑及生产设备、管线等设施的三维场景,将生产数据采集、安全监测监控与生产时空有机结合,构建了集智能巡检、设备安全监测、预警功能、企业管理于一体的三维可视化管理系统。
整体场景采用航拍建模方式获取,利用飞机或无人机搭载多台传感器,对选煤厂进行拍摄采集,快速高效获取真实反映厂区情况的数据信息。在线监测核心设备运行情况,对选煤厂智能管控实现全覆盖,避免监控不到位、工作人员疏忽等问题所造成的各类事故的出现,确保了选煤厂机电设备的正常、平稳、持续、高效的工作。
日常管控、企业历程、应急管控为主体进行展示。系统聚焦产品运输、洗选加工关键流程管控,化繁为简,从根本上堵塞管理漏洞,通过精准监督推动企业高质量发展。系统可实时显示重介旋流器、精煤皮带、振动筛、原煤皮带等重要设备的动态数据,当点选不同楼层设备时,自动d出设备多重信息,创建多参数实时在线监测。
数据信息包括运行设备的振动频率、温度、故障信号、趋势信号等数据,管理人员可通过此功能,进行调用查看设备运行状态、故障属性及导致故障发生的相关联信息历史数据。
搭建的压滤车间可视化管理系统,通过引擎将压滤车间的压滤机以及楼层分布进行 1:1 还原,可随时查看设备基本信息、运行信息、故障信息等。点击左侧面板压滤机以及楼层展开,即可查看车间楼层分布情况以及压滤机工作状态。
实时监测系统内压滤机状态信息,包括松开、压紧、进料等各进程状态,打破压滤机与压滤机之间、压滤机与智能压滤检测系统相关辅助设备之间的信息孤岛。实现智能压滤检测系统内所有设备及相关信息的统一集中监管,降低岗位巡检工的劳动强度,方便生产监管。
展示了厂区所有建筑用能、重要设备或工艺的能源消耗。点选内场景建筑图标,可以清晰明了地看出对应建筑当日及一周内用水、用电、用气的累计值以及变化趋势,能源管理一键触达。
支持模拟无人机视角漫游,当经过厂区建筑时,可自动d出对应设备信息及瞬时带煤量变化趋势、在线统计设备故障数量,值班人员根据实时显示的数据进行复查留存,实现对煤炭产量的实时准确监管,有效解决职工不履职、工作疏忽容易造成事故隐患的现象,防止皮带断带等事故的发生。
打造健康舒适厂区
系统对接环境监测系统,实时采集厂区内各监测指标,以及选煤厂房内各有害气体,并选用Hightopo丰富的图表、平面图等形式形象展示,通过设置环境数据预警值和告警值实现平台环境监测的自动告警。
优化选煤厂用能
能耗监测系统的监测范畴涵盖厂区的电、水、气,通过智能设备对能源消耗进行全面感知,对各类能耗进行采集统计,并经过能耗分析挖掘对厂区生产生活的整体用能优化。
完善选煤厂安全建设
通过搭载智慧化物联网设备,对厂区资产信息进行统计分析,实现厂区资产的数字化管理。同时也能进行物资定位与盘点,实现管理人员对物资的全生命周期管理。
保障厂区生产生活安全
对每日巡更计划的实施情况进行有效监测,并可联动 3D 场景查看巡更计划在厂区中路线、视频点位等信息。同时图表化展示巡更过程中的异常上报趋势,分析出巡更异常的高发时间段与区域。
根据搜狐网信息,该技术特点如下:1、煤矿智能化开采模式应具有创新性与多样性。由于我国煤层赋存条件复杂多样,应按煤层赋存条件与开采目标的差异,建立不同类型的煤矿智能化开采模式,且每种类型的煤矿智能化开采模式均应具有创新性的智能化开采工艺、技术与装备,提高对特定煤层赋存条件的适应性。
2、煤矿智能化开采模式应具有较高的可靠性与可 *** 作性。煤矿智能化开采模式应基于物联网、云计算、大数据、人工智能等创新性发展成果,选择稳定、可靠的工艺、技术与装备,提高相关技术与装备的可靠性与可 *** 作性。
3、煤矿智能化开采模式应力求简单和可复制、可推广。由于受煤矿井下恶劣生产环境、狭小工作空间等因素制约,煤矿智能化开采相关技术与装备应优先采用模块化设计,简化开采工艺与流程,提高智能化开采技术与装备的适用性,且对不同区域类似煤层条件具有普适性、可复制性与可推广应用价值。
近日,华为举行军团组建成立大会,宣布正式成立煤矿军团,从煤矿开始进军智能矿山行业,让煤矿乃至采矿业拥有真正绝对的安全。华为为什么要“挖矿”,依靠最先进的F5G技术,会给我们矿业带来哪些颠覆性的变革?
一 煤矿安全为什么异常重要?
煤矿开采大多为地下几百米甚至上千米深巷道及工作面,煤矿要不不发生事故,一发生事故就是大事故,煤矿安全生产一直是倍受 社会 各界关注问题。 近年来,中国接连发生重特大煤矿安全生产事故,造成严重人员伤亡和重大财产损失,一批相关政府官员因被问责。国家能源局数据,截至2020年底,全国煤矿数量4700处,原煤产量39亿吨,2020年死亡事故122起,死亡225人。
2010年至2020年,煤炭在中国一次能源消费结构中的比重从692%降至568%,但占比仍过半。虽然国家能源局逐步减少煤矿数量,但未来几十年煤炭仍然是中国能源的主要来源,煤矿安全依然是重中之重!
二 煤矿难在安全和后继无人
相比其它类型矿山,煤矿地质条件更为恶劣,容易发生塌方、透水、瓦斯爆炸等事故,工作环境是高温、高湿、高粉尘;采掘的工作面长达200-300米,现场状况极其复杂,不确定性高,危险系数大;
行业最大的挑战是安全问题,安全问题首先是安全架构问题、管理规程问题,背后是人员 *** 作规范问题,这些问题必须通过平台化和数字化手段来解决。在煤矿智能化进入全面加速的关键阶段,要实现“安全、少人无人”,最关键的挑战是以下方面:
第一,缺少统一的行业标准: 缺乏统一的信息化、智能化建设的标准指导,各信息系统间无法互联互通,演进困难。
第二,各种生产设备接口不统一,七国八制 :IT应用与OT设备制式多样,跨系统集成复杂度高, IT与OT难融合,生产数据上不来或者没有统一格式,海量OT设备数据不能通过IT手段进行分析与建模,严重影响数据价值发挥。
第三,缺少统一的 *** 作系统: 需要一个国产、自主可控的物联网 *** 作系统,来实现数据统一格式和接口的定义,打造煤矿设备接入层的统一标准和架构。继而为后续数据共享、应用部署打下坚实的数字底座基础。
第四,数据孤岛: 烟囱式的系统建设,独立部署且维护成本高,并严重制约了数据的流通与协同应用。
第五,后继无人: 煤矿行业还有一个很紧迫的现实问题,那就是下井作业出现后继无人的尴尬局面,目前矿工的年龄都普遍高于45岁,而年青人宁愿当快递小哥,即便收入高也不愿意从事这么辛苦又危险的职业。如果我们能帮助这个行业实现远程开采,穿西装打领带在办公室作业,情况就不一样了。
三 华为为什么要先挖煤?
华为为什么选择从煤矿入手呢,铺开做整个矿业开发不行吗?
任正非公开表示,华为把信息通信技术应用到矿山中,最主要是帮助煤矿实现智能化。他举例说,目前山西的井下瓦斯预警防爆系统做得很好,但是要用4根线连接,其中有两根电源线、两根信号线。当华为技术应用到井下以后,瓦斯传感器就不再需要线了,向上传输用无线电,不仅在坑道里可以随意布置,而且可以随着矿机任意前进,不需要因为布线导致矿机的采掘移动进展变慢,从而提高产出能力。
据了解,目前先做煤矿,这是内部的一个刚性要求。为什么呢?华为做事强调一个方法,叫饱和攻击,确定战略以后,就集中力量攻破一个“城墙口”。而矿山开发的“城墙口”就是煤矿。煤矿的场景也是最复杂、挑战也是最大的,如果要求最高的煤矿场景都能做好,那么华为也随之打造出了领先的、经受了严峻场景考研的解决方案,复制应用到其它矿业领域,也会更加容易。
在5G等通信技术、云计算、大数据技术应用方面,世界上多数信息通信公司均没有选择将矿山作为突破口,但华为选择矿山第一个吃螃蟹,其准备用30年的积累来改变这个行业。在矿山开发中,煤矿是最难的,任正非表示,中国现有4700多座煤矿,如果能把这些煤矿做好,在煤矿领域积累的经验,很容易就可以外溢到其它非煤矿山。
“如果我们真正实现了这一步,对加拿大、俄罗斯在北冰洋地区的矿山开采将有非常重大的意义。冻土地带的条件极其恶劣,人们不愿意在那里生活,这么丰富的资源在那里睡觉,如果无人方式开采,这些资源都被开采出来,对人类 社会 将有重大贡献。”
四 华为能为采矿业带来哪些变革?
F5G提供的综合优势,才能支撑起智能矿山的未来。在那个智能井下世界里,煤矿将会拥有真正绝对的安全。华为煤矿军团董事长邹志磊表示,华为不做挖煤机器,不做传感器,不做应用软件,而是聚焦ICT基础设施,通过打通煤矿所有环节的信息流,实现无人化和智能化,让“挖煤卖煤不见煤”。
01
智能矿山整体架构
02
4个应用
①设备远程 *** 控
利用5G高速率、低时延、大连接、高可靠等特性,远程超控挖机,让井下巡检和安防机器化,让采矿无人化,尤其是采矿可穿着西服坐在舒适的 *** 控室内挖矿,实现煤矿固定场所无人值守,关键环节机器人替代,助力实现智能化采矿,减人60%,单班人数减少10%-20%。
远程 *** 控挖矿解决了工人的安全问题和工作环境,现在年轻人都不愿意到矿山上工作,矿山招工是很大难题。矿工大多五六十岁,年轻的人员都不愿意上矿山工作。为什么目前5G矿山能招到大学生,因为他只需要坐在空调房里 *** 作挖掘机就可以了,所以解决了矿山招工难的问题。
②纯电动矿车
纯电动矿车一是上坡空车用电,下坡反向充电,下坡能量回收;二是下坡时电机反制动比刹车片更有效;三是下坡用电量只有柴油机的1/5,节约4/5,安全、节能和环保,效益巨大;四是特殊路况也不怕,出勤率高;五是高可靠,维护少。
河南洛阳钼业采区内有运输车辆270台,进行矿石、排渣运输,其中有130台为纯电动无人矿卡,2020年改造为无人矿山采掘能力2000万吨。
③无人驾驶及调度系统
无人驾驶在矿山行业应用有两个优势, 一是解决安全问题, 矿山行业是高危职业,它的司机比传统乘用车司机的安全性要求更高也更危险。无人驾驶可解决安全问题,所有的车上没有司机,矿工不下矿,人员零伤亡; 二是智能无人运输, 一键启动,自动编队,高效运输。假如矿山有30-50台无人矿车,这时候后台只需一台电脑调度即可,不需要人,但是远程调度室需要坐两个人起辅助作用,紧急情况下需要人工干预;三是智能系统调度,智能规划运输路线,动态调整车铲比,减少运输车等待时间,提高装载效率;四是节约成本,一般司机工资一年十来万,有人车变成无人车后,司机的钱可以省回来;五是生产过程无污染,破解环保和检查等“停工令”。
④精准测绘和协同作业
5G无人机和AI技术,及时获取矿石储量,精准制定开采计划;协同掘进机、挖机、液压支架、矿车等设备作业,打通数据孤岛,打造标准化、集成化的统一数字平台,实现矿山应用赋能、数据共享。
晋能控股集团塔山煤矿,是国家能源局千万吨智能化矿山建设试点单位。截至目前,塔山矿已完成4个智能化综放工作面的建设,矿井总计安装5G基站128台,已实现井上下5G信号全覆盖,可以支撑井下综采设备的远程 *** 控,掘进机、挖煤机、液压支架等设备通过5G技术具备了实时远程 *** 控功能,可以使实现对爆破、采掘、传输全过程的高清监测与控制。实现了矿井设备远程协同运行维护,“5G+智慧煤矿”初具雏形,基本实现“机进人退”的目标。
五 智能矿山效益如何?
传统矿山和智能矿山相比,主要有三大好处,一是省人力,按年开采1000万吨矿山为例,运距3公里以内核算,人员减少到50%以上,5年人工成本节约656万;二是提效率,单车自动驾驶提升至30公里/小时,运输时长由16小时升24小时;三是增效益,5年直接收益9342万,人员伤亡降低为0。
煤化工技术是利用煤作为原料,通过物理、化学和生物等手段进行加工转化,生产煤焦油、煤气、煤油、醇、酸、碱和合成树脂、纤维等化工产品。其目的是将煤转化为高附加值的化工产品,提高资源利用效率。而煤矿智能开采技术则是指利用智能化技术对煤炭资源实现高效、安全、环保的开采和管理。这种技术主要涉及勘探、开采、运输、矿区治理等各个环节,利用传感器、数据分析、人工智能等技术手段,提高煤炭的生产效率和安全性,减少对环境的影响。
可以看出,两者的重点不同:煤化工技术侧重于将煤转化为化学品和材料;而煤矿智能开采技术则侧重于煤矿的高效、安全、环保开采和管理。
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