國家能源集團神延煤炭西灣露天煤礦：智能化推動生產“加速度”
來源：中國能源新聞網 時間：2024-12-31 16:11
王楠竹
高空俯瞰，梯田般盤繞的露天礦坑里，煤層的黑色與巖土的灰白交錯分明，停靠、開鏟、卸載……一輛輛無人礦卡高效運轉，晝夜不息，蘊藏了億萬年的烏金寶藏，正以安全智能高效的生產方式被開采出來，運向遠方。
這里是國家能源集團神延煤炭西灣露天煤礦，因富含特低硫、低灰、特高發熱量的優質煤炭，被喻為晉陜蒙礦區的“白菜心”，是陜西省能源保供的主力。今年以來，西灣露天煤礦以智能化手段推動煤炭安全高效生產，提前15天完成全年1300萬噸煤炭產銷任務，為陜西、云南、湖北等8個省市區能源保供提供源源不斷的動力。
無人駕駛，運輸操作靠計算
乘車沿盤山路蜿蜒而下，原本像素般點綴在礦坑黑灰色調間的明黃、靛藍逐漸還原了真實大小，那是重達220噸的礦用卡車、高達18.5米的電鏟有序進行著剝離和運輸作業。
“電鏟一鏟就有32噸煤。”西灣露天煤礦智能化礦山建設辦公室副主任徐瑞軍介紹，西灣露天礦一天能產煤4萬噸以上，可滿足30多萬個城市家庭一天的供暖需求，也相當于75年前全中國半天的煤炭開采量。
這么大的開采量需要多少工人？
“150多人。”徐瑞軍說，西灣露天煤礦以人工智能為核心，通過機械化換人、自動化減人、智能化無人，實現減人增安、高效開采。特別是投入應用無人礦卡技術后，礦用卡車實現了“啟、裝、運、卸、停”全流程無人自主運行，在生產任務不變、安全生產標準不降的前提下，切實降低用工強度。
“現在我們所有礦卡都能自主規劃行進路線、精準停靠卸載。除了每隔四、五天電鏟作業位置有大幅度移動時，需要我們人工駕駛采集一次駕駛路線，再不用進行別的人工干預了。”運輸段卡車駕駛員白輝輝熟練地駕駛著礦卡進行裝卸運輸作業，15分鐘就完成了線路采集工作。
科技創新賦能，讓煤炭生產的智能化水平不斷提升，同時也讓越來越多的員工得以離開傳統煤炭生產高風險、高強度的崗位。
“露天煤礦的礦卡車型大、盲區多，作業安全隱患大。高粉塵、高噪音的生產環境對身體也有影響。”白輝輝對公司投用無人礦卡的探索十分滿意，“無人駕駛以后，一名司機在辦公室里遠程監控3輛礦卡，還有同事從駕駛員變成了‘程序員’。”
生產組織，“智慧大腦”巧管理
除了無人礦卡，西灣露天煤礦還有很多工作實現了無人化。
比如，智能無人裝車系統50秒就能裝滿一輛貨車，正以兩倍于人工的效率，給一線人員減了不少擔子，發運效率也提升10%以上；智能穿爆系統，輸入煤巖、臺階參數等信息后，可自動生成布孔設計并精準尋孔，提升綜合作業效率……
大量無人化作業高度依賴數據分析和智能決策，西灣露天煤礦是如何實現的呢？
“靠的是一顆‘智慧大腦’完成統一調度。”跟著徐瑞軍走進生產指揮中心，三幅巨型屏幕上實時顯示著煤炭生產各個環節的畫面。細看屏幕，一道道線條勾勒出一輛輛無人駕駛電動礦卡的行駛軌跡，載重、時速等數據應有盡有。
這里承擔著礦區所有帶電設備運轉調度管理的任務，涵蓋了煤炭生產的穿爆、采剝、輔助生產、供電、災害防治、選煤等全部環節。而完成這些工作，僅需兩名調度員。
徐瑞軍解釋，這得益于2021年啟動的智能礦山建設工作，西灣露天煤礦將智能礦山整體架構與煤炭生產全流程結合，實現業務系統融合聯動，形成了“采區卡車無人駕駛+地面系統無人值守”的露天煤礦生產模式。
礦區所有移動設備的生產數據接入指揮中心，每天產生的交互數據大約有23萬條。為了讓數據真正服務于生產決策、閉環管理，西灣露天煤礦搭建了智能綜合管控平臺，包括智能一體化生產控制系統、生產執行系統、生產運營監測系統、班組管理系統、礦山三維模型展示系統等多個模塊，解決了以往系統各自獨立引發的“信息孤島”問題。
如今，這里已實現互通互聯、全面感知、高效管理——5G信號下礦、實時數據上“云”、機器人穿梭巡檢、智能礦卡自動作業、危險邊坡智能預警、供配電系統遠程控制、坑下涌水自動抽排……智能化礦山建設由此提速。
人員轉型，主動擁抱新技術
在西灣露天煤礦遠程駕駛艙，身著整潔工裝的電鏟遠控操作員正精準操縱著六公里之外的大型礦用電鏟完成行走、停靠、挖掘、回轉卸料等操作……
“這是我們正推進的科研項目，通過對傳統電鏟加裝高清攝像頭、防撞雷達、傾角儀等實時感知設備，使其實現遠程控制、輔助裝車、自動歸位等功能。”電鏟遠控運維員李勇勇說。
他正是白輝輝口中實現崗位變化的一員，今年8月他走下電鏟，加入了西灣露天煤礦智能化礦山建設團隊。那時3號電鏟剛剛完成電鏟遠程控制線控改造，具備了基本的遠程操控和智能輔助功能。
據李勇勇介紹，國家能源集團已有多家煤礦應用了電鏟遠控技術，西灣露天煤礦正在已有技術基礎上，創新開發一鍵挖掘與卸載、健康管理、頭戴VR、裸眼3D等功能。其中，一鍵挖掘與卸載技術可以自動挖掘與自找準卸料，高效聯動無人礦卡完成協同作業。健康管理支持數字孿生、設備運行詳情監控與分析，實現智能遠程運維。
當“古老蘊藏”與現代科技相遇，“礦工”化身“程序員”的例子在西灣露天煤礦還有很多。“00后”的無人駕駛運維員馮保介也是其中之一。
見面時，馮保介正聚精會神盯著屏幕，查看無人駕駛卡調系統傳回的故障。他告訴我們，西灣露天煤礦的無人礦卡已經常態化運行半年多，平均效率達到人工的87%。但這項新技術在復雜路況安全性、輔助作業車輛協同、運輸效率等方面還有很長的路要走。
“比如，我們的無人礦卡運輸煤炭時會經過一段立交橋，沒有信號覆蓋，對車輛定位有較大影響，容易觸發車輛防護機制降低運輸效率。”馮保介坦言。
對此，西灣露天煤礦正聯合中國中車開展技術攻關，通過感知手段對信號遮擋區域進行識別，并將識別結果與車輛行進路徑融合，運用算法，輔助無人駕駛設備實現精確定位，從而徹底解決這一行業性難題。
“現在正在設計主機箱硬件，進行計算軟件的可行性驗證和架構設計，后續會對軟硬件進行部署、調試與測試。”馮保介笑著說，“明年你再來時，就能看到無人駕駛的運煤礦卡了。”
責任編輯：于學華
