神東煤炭集團智能礦山建設探索

文/王存飛

神東煤炭集團是國家能源集團的骨干煤炭生產企業，地處蒙、陜、晉三省區能源富集區，2019年產量1.9億噸，實現利潤超過200億元。在國家能源集團公司的領導下，神東堅持以信息化帶動工業化，大力推進信息化建設，依靠先進的信息技術改造傳統產業，促進了“兩化融合”；堅持自主創新，在智能礦山建設上做了大量的探索和實踐，提高了企業核心競爭力和抗風險能力。

一、主要做法和成效

多年來，神東堅持創新驅動，智能礦山建設成果豐碩。

1.建成數字礦山錦界示范工程

2011年5月，神東啟動建設神華數字礦山關鍵技術研究及示范項目，以安全高效協同作業為目標，通過生產控制系統把煤礦多個獨立信息系統進行集成融合，在調度室實現了井下遠程集中監測控制、報警聯動、專業調度，提高了安全生產管理水平；通過生產執行系統對全礦5.7萬個生產過程數據進行分析和應用，促進各種資源合理配置，提高了礦井業務管理的智能聯動和協同效益。截至目前，累計減少井下作業人員102人，每年減少人工成本1983萬元，節電25%，設備利用率提高5%，礦務工程減少5%，物資采購減少10%，全員工效提高16%。

2.建成億噸級區域煤礦集中控制系統

2012年8月，神東啟動實施區域中央集中自動化控制系統項目，創建了全國首個億噸礦區中央生產控制指揮中心，實現了對五礦六井所有系統的集中控制、關聯分析、故障診斷與決策管理的生產指揮，控制范圍達621.8平方公里；實現礦圖一體化協同管理，建立了井下萬兆生產控制環網，統一礦山機電設備通信接口和協議標準。系統的應用優化了煤礦生產排程，為生產決策提供了依據。

3.世界首創薄煤層綜采工作面自主智能割煤技術

2018年，神東創新運用全新的自主智能割煤技術，通過在榆家梁煤礦43101智能薄煤層工作面1年的試驗，成功預測出煤層賦存精確模型，結合最新的激光掃描建立了工作面實際模型，采煤機根據煤層分布情況自動調節采高，同時研發了特種機器人代人巡檢，實現了自動化采煤技術的重大突破，達到國際領先水平。

4.開展8.8m智能大采高綜采成套技術與裝備集成研發

神東長期引領一次采全高開采技術，先后研制了5.5m、6.3m、7.0m、8.0m液壓支架，2014年神東開始研制國產8.8米一次采全高成套裝備和開采工藝，實現了大采高工作面多設備協同作業控制機制，集成應用基于控制支架姿態動作的片幫處理技術，建立了基于智能控制的集控平臺和基于大數據的故障診斷的專家決策中心。2018年，8.8米智能大采高綜采成套裝備投入使用，平均日產4.5萬噸，最高5.84萬噸，單面年產1600萬噸，與傳統工藝相比，資源回收率提高20%，一個工作面就可多回收煤炭400萬噸。

5.探索選煤廠智能化建設

以“降低成本、降低勞動強度、穩定產品質量、提高經濟效益”為目標，探索選煤廠智能化建設，2018年建成了上灣智能化示范選煤廠，在選煤智能排程、大數據采集及分析、設備智能監控與管理、智能裝車關鍵技術等方面開展探索與實踐，實現傳統選煤向智能選煤跨越。通過智能化實施應用，一個洗煤廠就減員25人，年電力消耗減少8%以上，生產效率提升5%，日均生產時間縮短1小時，煤質穩定率由83%提高到95%。員工接觸粉塵、噪聲的時間大幅縮短，工作環境顯著改善。

6.組建移動應用開發項目部，大數據分析初見成效

2018年，神東本著“自主開發創新，掌控企業核心技術”的理念，成立了移動應用開發項目部，以物聯網、大數據及人工智能、云計算技術為支撐，建立神東的數據標準，開發了數據采集系統和智能移動終端，進行大數據挖掘。2019年，存儲數據共計652.4億條，全年完成月度工效分析報告12份,開發定制性報表16份，每日微信推送43張報表，全年共計15600余張，完成37個掘進工作面開機率月度統計分析，為公司生產運營管理提供了基于大數據的決策依據。

7.利用信息化手段，推行精細化、標準化檢修

2019年，神東組織開發了電子化檢修系統及故障秒拍系統，可根據系統推送的日檢、周檢、月檢標準制定詳細的檢修計劃，保證設備檢修的時效性和準確性，實現從檢修計劃的制定、安排、執行到檢查反饋的全過程可追溯管理。通過設備故障秒拍，實時傳送故障現場情況，方便了故障的準確判斷和快速處理。充分運用大數據、信息化等手段和現場檢查相結合，真實體現設備運行狀態，對公司各礦井主要設備的開機率、負荷率等指標進行全時監測、分析。

二、主要經驗

1.強化制度創新，為智能礦山建設提供制度保障

從實施創新驅動發展的戰略到促進科技成果轉化，創新不斷融入神東企業發展全局，神東做實創新工作的管理機制、資源配置、考核評價機制等，破除一切制約創新的思想障礙和制度藩籬，并建立以科技成果轉化收益分配為核心的激勵機制，機制順暢、保障到位、活力迸發，推動智能礦山建設不斷取得新成效。

2.加大資金投入，為智能礦山建設提供財力保障

僅近兩年，神東就完成科技投入15.12億元。其中科研投入5.5億元、開展科研項目231項，同比研發資金和項目數量分別增長了81%和28%。獲得國家科技進步獎1項，省部級科技進步獎50項，國家能源集團科技進步獎6項，居全國煤炭行業前列。持續、高強度的研發投入能力，是神東推動智能礦山建設的重要物質基礎。

3.堅持創新驅動，為智能礦山建設提供技術支持

2017年以來，神東積極探索智能礦山新技術，推行“機械化減人、自動化換人”，實現互聯網、大數據、人工智能等先進技術深度融合，在綜采工作面實現了自主智能割煤，裝車站無人值守自動裝車，各類機器人在井下鉆錨、噴漿、揀矸作業及在變電所、泵房、巷道、工作面巡檢中得到應用。不斷涌現的新技術、新裝備，為全面開展智能礦山建設提供了技術支持。

4.加快人才培養，提高人才隊伍保障能力

工智能、工業物聯網、云計算、大數據、機器人、智能裝備是智能礦山建設的關鍵技術，這些技術的應用離不開綜合性、專業交叉融合的人才。神東高度重視智能礦山人才培養工作，先后成立了高端設備研發中心、數據標準化項目部、移動應用開發項目部等機構，通過強有力的措施，用事業凝聚人才，用實踐造就人才，用機制激勵人才，最終打造一支結構合理、素質優良、實力強勁的創新型人才隊伍。

三、發展展望

近年來黨中央、國務院及國家部委先后出臺智能礦山有關政策，鼓勵信息化發展，推動數字化轉型。2014年6月，習近平總書記提出“四個革命、一個合作”的能源安全新戰略，提出能源結構轉型推動煤炭產業綠色智能化發展，為我國能源行業的轉型發展指明了方向。2020年，國家發改委、國家能源局等八部門在聯合印發的《關于加快煤礦智能化發展的指導意見》中提出，到2021年，建成多種類型、不同模式的智能化示范煤礦；到2025年，大型煤礦和災害嚴重煤礦基本實現智能化，形成煤礦智能化建設技術規范與標準體系；到2035年，各類煤礦基本實現智能化。

神東管轄的13座礦井和11座選煤廠，計劃2021年底建成3個世界一流的智能化示范礦井，21個智能化綜采工作面，所有選煤廠均實現智能化，常態化應用11類井下機器人，全面推廣移動巡檢技術，逐步取消井下固定崗位工，實現井下移動生產控制指揮。到2025年，所有煤礦均建成智能化礦井，掘進工作面實現智能化，井下取消固定崗位工，依托5G網絡，實現井下各系統的智能化決策和自動化協同運行，繼續為煤炭行業智能化發展探索新路徑，擔當先驅者。