億噸級煤炭生產(chǎn)企業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用研究

摘要：神東煤炭集團(tuán)隨著生產(chǎn)及管理信息化水平的不斷提升，應(yīng)用的信息化系統(tǒng)也在不斷地增多，從而積累了大量的各類數(shù)據(jù)。本文主要從現(xiàn)有數(shù)據(jù)介紹、大數(shù)據(jù)分析的典型應(yīng)用等方面進(jìn)行論述，使已積累的數(shù)據(jù)資源發(fā)揮其潛在的價值，為公司管理決策、生產(chǎn)運(yùn)行提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：煤炭；大數(shù)據(jù)；管理；生產(chǎn)運(yùn)行

1 背景

神華神東煤炭集團(tuán)公司（簡稱神東公司）是國家能源集團(tuán)的核心煤炭生產(chǎn)企業(yè)，公司地處蒙、陜、晉三省區(qū)資源富集區(qū)，主要負(fù)責(zé)神華在神東礦區(qū)大型骨干礦井、山西保德煤礦及配套設(shè)施的開發(fā)建設(shè)。神東礦區(qū)自1985年開發(fā)建設(shè)，公司現(xiàn)擁有生產(chǎn)礦井14個，整體產(chǎn)能超過2億噸。

近年來，隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，以大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能為代表的信息技術(shù)對推動產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用，成為經(jīng)濟(jì)增長的新引擎。神東煤炭集團(tuán)雖然作為國內(nèi)煤炭企業(yè)經(jīng)營業(yè)績領(lǐng)跑者，為進(jìn)一步降本增效、提升市場競爭能力，神東必須引入當(dāng)前先進(jìn)技術(shù)，推動公司更有質(zhì)量、更有效率、更可持續(xù)地發(fā)展。

2 神東現(xiàn)有數(shù)據(jù)介紹

神東近年先后建設(shè)了錦界數(shù)字礦山示范工程、“五礦六井”區(qū)域自動化項目、設(shè)備健康診斷平臺等大型的礦井信息化系統(tǒng)以及一些零散的系統(tǒng)。數(shù)據(jù)主要可以分成生產(chǎn)數(shù)據(jù)和管理數(shù)據(jù)兩大類。生產(chǎn)數(shù)據(jù)主要包括：綜采數(shù)據(jù)、掘進(jìn)數(shù)據(jù)、運(yùn)輸數(shù)據(jù)、供電數(shù)據(jù)、排水?dāng)?shù)據(jù)、通風(fēng)數(shù)據(jù)、通信數(shù)據(jù)及工業(yè)視頻。管理數(shù)據(jù)主要包括：ERP系統(tǒng)、尋源與供應(yīng)商管理系統(tǒng)、銷售管理系統(tǒng)、全面預(yù)算系統(tǒng)等。目前各類系統(tǒng)存儲的數(shù)據(jù)大約70T，每天產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量約20G（不包括視頻監(jiān)控系統(tǒng)）。

3 神東大數(shù)據(jù)分析的典型應(yīng)用

神東近年建設(shè)的系統(tǒng)積累了大量的數(shù)據(jù)，神東也將根據(jù)實際生產(chǎn)業(yè)務(wù)需求，構(gòu)建數(shù)據(jù)的綜合分析應(yīng)用、綜合統(tǒng)計、業(yè)務(wù)預(yù)警、數(shù)據(jù)可視化等的平臺，全面分析生產(chǎn)中的每一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，從根本上將生產(chǎn)中的海量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成高價值的可獲取信息，在可靠信息的基礎(chǔ)上做出決策進(jìn)而指導(dǎo)生產(chǎn)。

3.1礦井工效分析

為解決神東13個煤炭生產(chǎn)礦井之間的工時、工效、勞動強(qiáng)度對比的需求，提升各礦井生產(chǎn)效率，提高各礦井工效水平，實現(xiàn)工效自動分析、多維度對比，為人力資源配置提供決策依據(jù)。利用神東人員定位管理系統(tǒng)提供的人員入井信息，神東地測公司提供的各礦井單位的產(chǎn)量及進(jìn)尺數(shù)據(jù)，通過統(tǒng)一的平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中管理重復(fù)利用。部署了一套完整的數(shù)據(jù)采集、錄入、存儲及報表展示系統(tǒng)，實現(xiàn)人員定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)的自動采集，結(jié)合各礦每月的產(chǎn)量、推進(jìn)面積和掘進(jìn)進(jìn)尺等數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了分析報告自動生成，自動分析、條件標(biāo)識、圖形化展示的功能。

各礦井通過分析維度和分析結(jié)果的橫向和縱向?qū)Ρ龋也罹啵蕴嵘约旱墓ば剑岣呱a(chǎn)效率。公司也通過分析結(jié)果更好了解全公司及各礦的工效水平及井下管理方面存在的問題，以指導(dǎo)各礦的生產(chǎn)和為管理提供科學(xué)決策。

3.2礦壓分析來壓步距預(yù)測

采煤工作面礦壓監(jiān)測始終是煤礦開采中一項非常重要的工作，目前的礦壓監(jiān)測系統(tǒng)主要是采集工作面支架的壓力實施數(shù)據(jù)，大部分礦井對數(shù)據(jù)沒有做相關(guān)分析，所以不能更好的掌握工作面礦壓活動運(yùn)動規(guī)律，這對于礦壓分析業(yè)務(wù)來說是一個亟待解決的實際問題。為了解決上述實際問題，避免工作面在回采期間發(fā)生頂板事故，影響安全生產(chǎn)，需要部署一套完整的數(shù)據(jù)采集、存儲、圖表自動生成與發(fā)送系統(tǒng)，實現(xiàn)“減人增效”的目標(biāo)。

通過總結(jié)多年公司在礦壓分析領(lǐng)域的成功經(jīng)驗，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析、可視化展示、移動辦公應(yīng)用等先進(jìn)技術(shù)，自主研究開發(fā)一套“基于統(tǒng)計分析的神東礦壓分析來壓預(yù)測系統(tǒng)”，突破主流報表工具無法制作曲面組合圖的技術(shù)難題，探索到制作個性化復(fù)雜報表新的途徑，實現(xiàn)了設(shè)備端到客戶端數(shù)據(jù)流全過程自動化，無需人為干預(yù)；實現(xiàn)工作面回采期間的頂板活動情況進(jìn)行超前監(jiān)控和預(yù)警，來壓預(yù)測準(zhǔn)確率能達(dá)到90.2%，保證工作面安全正常生產(chǎn)。

通過這套系統(tǒng)能及時發(fā)現(xiàn)工作面支護(hù)工作中存在的問題并進(jìn)行處理，同時也能得出工作面礦壓活動的規(guī)律，掌握回采工作面上覆巖層運(yùn)動橫向和縱向的發(fā)展規(guī)律及移動概況與支架的相互關(guān)系，更好地進(jìn)行老頂來壓的預(yù)報，顯著提高工作面頂板災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警水平，降低由于大范圍片幫或者強(qiáng)烈礦壓顯現(xiàn)導(dǎo)致的工作面停產(chǎn)時間，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，為工作面的高產(chǎn)、高效安全生產(chǎn)創(chuàng)造良好的技術(shù)條件。

4 效益分析

我國正處于煤炭行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展關(guān)鍵時期，煤炭開采也由機(jī)械化開采向智能化和無人化開采過渡期，通過智能化建設(shè)，一個煤生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行效率提升5%以上，日均生產(chǎn)時間由18小時縮短至17小時，可控成本同比下降5%，其中電力消耗減少8%以上。例如，設(shè)備運(yùn)行方面可實現(xiàn)從時間、事件、趨勢、設(shè)備信息管理等10個方面自動從不同維度進(jìn)行統(tǒng)計分析，為生產(chǎn)安排和檢修決策提供依據(jù)。按設(shè)備故障次數(shù)、影響時長進(jìn)行統(tǒng)計分析，為設(shè)備可靠性提升和改造升級決策提供數(shù)據(jù)支撐等。

通過大數(shù)據(jù)分析解決煤礦安全生產(chǎn)、關(guān)鍵設(shè)備故障預(yù)測與診斷、煤炭價格分析和煤炭企業(yè)發(fā)展規(guī)劃等問題，為煤炭企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益最大化提供可靠保障，預(yù)計為神東公司帶來經(jīng)濟(jì)效益約1500萬元。

5 結(jié)論與展望

煤炭行業(yè)大數(shù)據(jù)前景明朗，神東未來對大數(shù)據(jù)要實現(xiàn)大面積應(yīng)用，大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)，都是解決未來煤炭行業(yè)兩化融合的關(guān)鍵性問題，是煤炭行業(yè)實現(xiàn)升級發(fā)展的必經(jīng)之路。如何把煤采好，采得更安全、更清潔、更高效，是煤炭行業(yè)未來的發(fā)展落腳點(diǎn)。生產(chǎn)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用必將助力神東更高的邁向數(shù)字化、智能化。

參考文獻(xiàn)

[1]張東霞，苗新，劉麗平，等. 智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展研究[J]. 中國電機(jī)工程學(xué)報，2015（1）：2-12.

[2]楊鑫. 大數(shù)據(jù)分析技術(shù)在發(fā)電企業(yè)應(yīng)用的探討[3]鄭彤. 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 信息與電腦：理論版，2017（3）：35-38.

[4]ANSI/ISA-18.2-2009. Management of alarm system for the process industries[S].

作者簡介：王占飛（1981-），男，內(nèi)蒙古鄂爾多斯人，碩士，高級工程師，神東煤炭集團(tuán)信息管理中心數(shù)據(jù)部，主要從事煤炭企業(yè)信息化管理與研究工作。

（作者單位：國家能源集團(tuán)神東煤炭分公司信息管理中心）