呂臨能化公司:蹚出煤礦智能化新路

「我正與華為技術專家一起對齒軌車無人化升級改造進行試驗，通過在齒軌車前後都安裝傳感器來解決在井下不便拐彎調頭的難題。」呂臨能化公司智能化建設工作組技術員劉傑在井下400米處，與到礦指導智能化建設的山西省通信管理局和山西焦煤領導正在進行視頻通話。

呂臨能化公司是山西焦煤旗下由千萬噸礦井和選煤廠、4×350MW綜合利用發電廠、17餘公裡鐵路專用線等組成的「煤—電—材」循環經濟園區項目，基於其獨特優勢，被列為全國智能礦山建設示範項目之一。2019年初，呂臨能化公司龐龐塔礦開始規劃智能礦山建設；當年11月，國家應急管理部信息研究院為龐龐塔礦編制了智能煤礦可行性研究報告。2020年7月10日，是具有裡程碑意義的日子——龐龐塔礦井下5G網絡最後一個基站調試成功。這標誌著全國乃至全球第一張規模部署的煤礦井下5G專網建成，礦井智能化建設的高速公路竣工。

鋪就智能礦山「高速路」

「儘管煤炭生產採用了一些新裝備新工藝，但與其它行業相比，礦井對先進技術的運用相應較少，仍存在礦工勞動強度大、安全無法根本保障等問題。」在煤礦工作近30年的呂臨能化公司董事長王欽浩道出蹚新路，快推智能礦山建設的老煤炭情結。

曾經，人們對習近平總書記強調的大力加強新基建、新技術等在煤礦行業不斷取得突破意味著什麼，認識得不夠清晰，而呂臨能化公司在這一新領域由傳統向智能的思想轉變，以及快速付諸實踐，就是一個強有力的結果導向。這是新華社記者發出的感慨。

蹚新路需要有勇氣、擔當和情懷。

山西焦煤作為能源革命的先行者，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、一平臺對「5G+」智能礦山建設進行統一規劃。

煤礦智能化是煤炭工業高質量發展的核心技術支撐，其根本是將人工智慧、工業物聯網、雲計算等與現代煤炭開發利用深度融合，形成全面感知、實時互聯、分析決策、動態預測等意義上的智能礦山，實現煤礦開採、運輸等過程智能化運行。而5G這一移動通信技術所具備的大帶寬、低延時、海量連接等突出優勢，為打通煤礦智能化開採上下行傳輸的高速通道提供可能，實現礦井無人化、可視化、自動化、智能化運行，礦井安全生產水平和效率效益將全面提升。

用機器人採煤，曾經只是煤礦人的夢想。王欽浩說，他通過到華為學習，又帶隊到北京觀摩世界機器人大會及鄂爾多斯智能裝備展覽會長見識，才初步了解了什麼是智能化，才下定決心轉變觀念，按照集團指示和建設方案下大力氣搞智能礦山建設。

煤礦井下的5G信號受巷道斷面、起伏度和煤塵等特殊因素影響，為5G技術在礦山落地帶來諸多困難，龐龐塔礦以先行者的姿態，先行先試率先蹚新路。

——2020年4月15日，龐龐塔礦與聯通（山西）產業網際網路公司籤署全國第一份5G井下商用合同，開始實施5G工程。

——7月10日，龐龐塔礦800米井下成功鋪就國內井下最長的100多公裡5G商用網絡。緊接著，該礦依託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，形成萬兆級工業網際網路。

據該礦調度信息中心職工張曉軍介紹：「這套5G無線通信系統，全面通過了安標國家中心行業測試和認證，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全國第一。」

龐龐塔礦5G+智能化礦山建設不同於其它礦井是在單一的點面上搞試點，而是以自身獨特優勢，以高起點、全覆蓋進行設計，是整座礦井體系和系統的智能化。

「國內煤礦智能化開採大多處在電液閥控制、記憶截割、一鍵啟停的1.0時代，龐龐塔礦的智能礦山建設實踐則融合了5G、網際網路、大數據、人工智慧等最新技術，直接邁入了智能化開採的3.0時代。」呂臨能化智能化礦山項目建設顧問劉春平說。

讓「高速路」儘早飛馳「智能車」

「發揮NB—IoT技術特點，進行了傳感器無線化改造，增強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採集分析；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在龐龐塔礦有關全面感知技術的創新點和推進情況。這就意味著該礦生產指揮、系統管控智慧化、井下無人化開採等指日可待，企業和職工安全將更有保障，礦工穿西裝打領帶採煤將不再是夢。

5G技術契合了煤礦智能化發展需要更廣泛數據接入、更大數據傳輸帶寬和更低延時控制的支撐，其應用是關鍵。抓緊利用5G優勢實施智能開採、釋放先進產能，時不我待！

該公司聚焦基礎設施、全面感知、智能控制、協同管控等智能礦山建設核心內容，將智能礦山建設分三步完成：2020年完成基礎設施和全面感知系統建設；2021年完成「五條主線+兩面」地面集中控制，井下每班減少200人；2025年廣泛採用機器人替代人，每班入井人數少於100人。

看準方向、瞄準目標、堅定信心。快速開發基於5G的設備、傳感器等應用，構建礦井新的產業生態，迫在眉睫。

「我們正按照新焦煤建設世界一流企業目標，已與中科院、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。」王欽浩底氣十足地說，只有將5G與大數據、人工智慧、區塊鏈、雲計算等有效融合，才能建成真正意義上的智能礦山。

基於複雜的國際形勢，2020年6月，華為公司將智能礦山建設作為新確立的8個新領域之一立項研發。他山之石，可以攻玉。呂臨能化公司順勢借「最強大腦」，對這座璞玉般的千萬噸礦井的智能化、智慧化應用進行開發。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主攻研發，同時選派20餘名精銳技術人員組成技術攻關突擊隊常駐呂臨能化，細分成頂層設計組、井下攻關組、成果驗證組3個組，結合礦井實際夜以繼日地研發或改進採掘等裝備智能化的應用。「礦上也相應成立智能化工作組，積極協助配合華為技術研發人員工作。咱們的技術人員給華為團隊講解煤礦採、掘、機、運、通等礦井作業流程和安全生產知識，華為人員給咱們講解信息化、智能化、大數據等知識。」呂臨能化公司安全生產部副部長韓曉東說。

由此，龐龐塔礦智能化建設進入攻關階段。上下勠力同心，內外同時發力，共同鎖定國內一流、持久保持示範性目標，不舍晝夜，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。「常規新建一個採煤工作面需投入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，儘量少投入、多收益。」王欽浩說，他們正與鄭煤機等煤機和支架等煤礦裝備製造廠家進行溝通協調，通過對設備進行改進實現智能化作業。

他們首先對井下各類傳感器，最大限度進行無緣化改造，實現無線傳輸；在攝像頭方面實現視頻高質量及時回傳等。同時在井下部署一系列機器人，其中，輪式行走機器人、固定值守機器人已投入使用，軌道式巡檢機器人正在搭建。

採掘比例失調，是煤炭系統的短板，其難點是掘進巷道過程中要完成頂板支護，導致掘進速度慢，造成採掘銜接緊張。「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，努力使回採、掘進都實現智能化。」韓曉東說。

如今，該礦井已形成一張5G傳輸網絡，一個包括數據治理、應用集成平臺等內容的數據邊緣計算中心將完成搭建。

「集中智能控制、機器人化及其它基於5G的場景應用是智能化的難點。」韓曉東說：「僅氣動道岔改成電動道岔，就得首先實現遠程控制和對道岔閉合安全驗證，才能實現道岔自動開啟機車通過風門；要實現井下自動配煤，需要用高清攝像頭結合人工智慧算法解決精準測定溜煤鬥放下的煤量，而實現這一功能還需對人工智慧算法進行反覆訓練……」

智能化礦井建設是一場長跑，「步伐穩健、穩紮穩打、辦事成事。」此觀念已在龐龐塔礦智能化建設團隊形成共識。

目前，龐龐塔礦5—106工作面集控遠程化與作業數位化改造正雙向並行：支架正在進行電液控改造，預計年內完成；5G模組也在同步適配中，實現採煤機數據回傳的「剪辮子」，5G+4K攝像機已下井，部署在工作面進行素材收集，提前進行模型訓練……同時正依託5G切片技術，積極引進人工智慧技術、精準導航與定位技術、機器人應用等，促進與系統控制融合，全面支撐井下兩面+五條主線的智能化系統改造和建設。這樣才能實現井下最艱苦、最沒安全保障的採掘崗位少用人或不用人，實現礦井本質安全，推動呂臨能化循環經濟園區高質量轉型發展。相信通過執著探索、合力攻關，人工智慧、礦井無人化不再是夢，國內首個5G+智能礦山，呼之欲出。

「下一步，我們將繼續鎖定高水準不斷完善推進智能化礦山頂層設計，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。同時依託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，組建智能化裝備的研發、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，讓龐龐塔礦的智能化持續保持領先。」王欽浩信心篤定地說。

（文/呂靈芝 圖/武嘉劍）