以“智”变创“质”变——中煤平朔集团东露天矿智能化建设纪实

近年来，中煤平朔集团持续凝聚煤炭保供“硬核”力量，发挥能源央企“压舱石”作用，保证了我国浙江、广东、河南、河北等地的用煤需求。其中产能2500万吨/年的东露天矿发挥了“主力军”作用，这与其不断加快智能化建设、不断提升采煤效率、不断强化安全管控密不可分。

4月24日，中央电视台科教频道《时尚科技秀》栏目对中煤集团所属平朔集团东露天矿智能化建设情况进行了专题报道。也是这一天，中煤平朔集团东露天矿及配套选煤厂顺利通过国家级首批智能化示范煤矿验收，达到中级智能化水平，率先实现矿区“钻-爆-采-运-选-装”全流程智能化，在提高采煤效率的同时，为露天采矿的安全生产提供了坚实保障。

【东露天矿】

必由之路乘势而上

两年前，中煤平朔集团东露天矿被国家能源局、国家煤矿安全监察局列为全国首批智能化示范建设煤矿。之后，平朔集团遵循“顶层设计、总体规划、稳步推进”的工作思路，推动东露天矿智能化建设步入快车道，为的是让职工作业环境更智能、更安全、更洁净、更高效。

作为全国首批智能化示范建设煤矿，东露天矿如何科学谋划、少走弯路是摆在面前最重要的一个问题。

“从露天煤矿生产要素角度来看，智能化露天煤矿的本质是信息化技术与露天煤炭工业深度融合，通过生产、安全、管理、设计等工作的信息化和矿山机械的智能化，实现煤矿安全生产、大幅提高劳动生产率、大幅降低生产成本。”作为国内露天煤矿智能化建设“首批吃螃蟹的人”，平朔集团对智能化矿山建设的目标非常清晰。

这种清晰的认识从何而来?

来源于中煤集团的精准定位。

在中煤集团煤矿智能化建设工作推进会上，集团公司党委书记、董事长王树东强调：煤矿智能化建设思想上必须认识到位，各级领导干部要统一思想，凝聚共识，将煤矿智能化建设作为政治任务来抓，通过建设智能矿山，达到安全生产和减人提效的目的。这为集团的智能化矿山建设定下基调。

这种深刻的认知从何而来?

来源于平朔集团的长期积淀和强力推进。

早从2000年开始，平朔公司就坚持“统一规划、统一标准、统一投资、统一建设、统一管理、统一运维”的“六统一”原则，以及纵向到底、横向到边的管控要求，以专业化的管理模式开展信息化建设，这也为东露天矿的智能化建设奠定了坚实基础。

从一位参与了早期露天矿信息化建设的负责人口中得知，“当年信息化建设投入了大量资金，但是短时间内又看不到明显回报，这让很多人产生了质疑，到底该不该继续投入大量资金搞信息化建设，成为摆在人们面前的一大难题。”

今天看来，这一切都是值得的。

中煤平朔集团的历届领导班子一届接着一届干，从未停止对矿山信息化建设的探索与投入，当然也取得了显著成效。

2020年底，公司牵头编制完成了国内首个省级地方标准——《智能化露天煤矿建设规范》，这一规范具有行业的先进性、适用性和可操作性，不仅可用于规范和指导山西省露天煤矿的智能化建设，同时为全国露天煤矿智能化建设提供了依据，对加快煤炭产业转型升级，推进能源革命具有重要意义。

不断完善信息化基础设施建设，努力建设生产管理信息系统、安全管控信息系统、专业化管理信息系统、综合信息管控系统，在集团化运作、集约化经营、精细化管理方面发挥了重要作用，如今公司信息化、智能化建设水平已位居全国煤炭行业前列。

东露天矿被列为全国首批智能化示范建设煤矿之后，平朔集团多次召开会议，积极推进相关工作。按照中煤集团的总体部署，充分挖掘自身潜能，分析结构特点，借助设计院、科研机构等多学科研发团队的力量，编制了《东露天煤矿智能化建设规划》和《东露天智能化示范煤矿建设初步设计》，步入了建设安全、高效、绿色的现代一流矿山的快车道。

在顶层“推力”和“魄力”的双重“加持”下，提质提速智能化建设，东露天矿智能化建设之路更加行稳致远。

“我们也是在‘摸着石头过河’，一方面吸收借鉴国内外先进成熟的自动化和信息化技术，另一方面紧密结合国家8部委联合印发的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》和国家能源局下发的《国家级智能化示范煤矿验收管理办法》，以及国家、行业相关标准，经过数月的努力，《东露天煤矿智能化建设规划》和《东露天智能化示范煤矿建设初步设计》‘完美出炉’。”平朔集团生产技术管理中心的一位管理人员介绍道。

2021年底，东露天矿国家级智能化示范煤矿基本建成，中煤平朔集团在智能化矿山建设上迈出了坚实的一大步。

“智慧中枢”显神通

“露天矿智能化工作面的整体运行情况和各种设备的运行轨迹都看得清清楚楚，而且随时都可以打开任意一台无人设备上的‘眼睛’，用‘第一视角’观察现场。”这是从东露天矿集控中心大屏幕上看到的场景。

智能综合集控中心是集数据采集、存储、管理、分析于一体的综合管控平台，能对作业现场进行实时监测、远程干预，为整个矿区的信息互通、安全预警、智能开采提供了坚实保障。

坐在集控中心的大屏幕前，颇有一种“运筹帷幄之中、决胜千里之外”的感觉，只要轻轻点击几下鼠标，便可全局把握矿坑生产情况。

“从前调度室的电话声‘此起彼伏’，现在一走进集控中心就可以感受到‘一览众山小’的恢弘大气。集控中心就像人的大脑一样，控制着整个露天生产系统。”东露天矿调度室一位主管说，从钻机穿孔爆破、电铲卡车联合作业到煤炭洗选装车等一系列作业流程，在这里都可以轻松操控完成。

集控中心共集成了综合展示、生产指挥、综合自动化、安全预警、经营管理五大模块，作为数据分析、信息研判、指挥决策的核心场所，为各类决策提供了直观、快速的现代化手段，在推进指挥体系和管理能力现代化中发挥了资源整合与传输优势，也为东露天矿智能化工作顺利开展提供了有力保障。

东露天矿集控中心的大屏幕配合网络分布式图像控制系统，实现多系统兼容、不同分区显示，可对露天矿各个工作面全天候、全覆盖集中控制指挥，在做好煤炭“采、选、运”的信息互通、安全预警、迅速决策、科学指挥等方面发挥着十分重要的作用。

【东露天矿集控中心】

智能化气息无处不在。“以前计算产量需要有专人用笔纸记录统计，现在智能调度系统具备了自动计量功能，当一个班次结束后，系统即可自动计算出该班次的剥离量。”集控中心工作人员介绍。

在智能化矿山项目建设前，如果矿区发生紧急情况，需要层层通知传达，或是用对讲机和打电话，介于矿坑里通信讯号差的情况，可能还要人工口头告知。

而现在调度员只需根据实际情况选择全部或部分设备，紧急下发应急指令，车载终端会立即播报紧急情况，如需避险，就连避灾地点都可以规划好。

仅凭这一点，足以体现智能化建设的意义所在。

开启“少人化”“无人化”

一辆辆满载岩石的矿用卡车正平稳驶向矿区排土场。这是东露天矿第一批投入生产试运行的无人驾驶卡车。

基于“一张网(5G)”的“无人之旅”。“东露天矿智能化建设在原有Mesh网络和700M广电网络的基础上新建5G网络，充分满足其各工业终端设备的传感器信息采集、视频监控、远程控制等场景的网络需求，用以上传监控图像、传感器信息等数据并下发控制指令信息，实现生产作业过程的无人化和智能化。”东露天矿设备管理部一位主管介绍。

目前东露天矿已完成7台无人驾驶卡车-电铲-辅助设备协同编组化运行和无人驾驶卡车远程接管，通过有人无人设备混编运行，可确保紧急状况下快速排除故障隐患，提高系统安全，现已成为国内真实作业场景下具备常态化编组运行能力的引领示范项目。

【卡车-电铲-辅助设备协同编组化运行】

智能卡车无人驾驶编组运行已经受住零下20多度的低温考验，冰雪路面防滑、障碍识别及自动停车功能、装载区与卸载区动态调整功能等各项性能的不断提升，经过重重考验的“5G+无人驾驶”矿用卡车正在“大展宏图。

【矿用无人卡车】

两年前，国内首台无人值守钻机在东露天矿改造成功并投入生产运行。

“我们的这台钻机只需要把作业程序输入进去，它通过环境感知系统、多传感器数据信息和智能控制算法，自动生成可靠的运行指令，能自动找到位置，根据岩层情况自动输出对应的参数进行打孔，同时还具备自动护孔功能，在钻完一个孔之后会自动找准下一个孔位。”无人值守钻机项目负责人介绍。

从目前的运行作业效果来看，这个项目能够满足布孔作业的可靠性、安全性，以及对作业环境改善、能耗降低的要求，日后要推广应用于其他大中型露天矿只是时间问题。

【无人值守钻机】

【工作人员远程控制钻机】

“今年要实现在无人值守钻机项目上每班1人操作3台钻机作业的目标。”东露天矿总工程师介绍道，以前1台钻机单班需要2名司机，实现这一目标后，钻机司机将减少15人，故障率减低50%，维修成本降幅达65%。另外，针对以往钻机钻孔后需要人工护孔作业的情况，设计研发出国内首套露天矿专用护孔设备，护孔效率和质量标准化得到大幅提升，其护孔时长仅为人工护孔的五分之一，极大的减少了粉尘对职工健康的危害，对于露天矿安全生产和减人增效具有重要意义。

2023年初，东露天矿又对矿山最大设备——电铲“下手”了，对其进行技术升级改造。电铲司机在室内远程驾驶室里，通过6块高清屏幕实时显示开采场景，操控数公里外的WK-35电铲采掘装车，半分钟就能完成一次采掘循环。最远遥控距离可达2500km。

【工作人员远程控制电铲】

此外，地理信息系统、智能化爆破设计、采场爆破远程监控及预警系统、电铲电量监控、边坡预警监测、排水泵站无人值守、变电站无人值守等系统无不发挥着至关重要的作用。全矿山基于智能化平台进行统一的生产作业，人机环管实现全要素管控。

随着矿山智能化水平的不断提升，从“台前”转到“幕后”工作的职工也越来越多，也将有更多的矿工从“黑领”变成“白领”。

东露天矿选煤厂是国内最大的智能化选煤厂之一，年入洗能力2500万吨，将采出的煤炭根据市场需求洗选成不同的产品。

东露天矿选煤厂可实现区域安全管理实时管控、智能分析管控。通过提升选煤厂基础自动化水平，结合数据自动采集、智能分析、智能决策等功能，根据现场生产需要构建区域化管控，减少职工现场巡检，降低职工劳动强度，确保职工安全稳定生产。

说到选煤厂就不得不说说这位选煤厂里的“新朋友”。在东露天矿选煤厂，一套搭载多项高科技、可进行智能巡检的机器人十分引人注目，这是平朔集团智能洗选建设上的又一个新突破。

智能巡检机器人采用轨道移动方式运行，通过搭载高清摄像机、气体检测传感器、声音传感器、烟雾探测传感器、声光报警器等多种智能传感器，可实现对皮带走廊实时检测并智能采集、储存、分析、传送现场图像、声音等数据。通过数据分析处理，集控人员可及时准确判断设备运行状态。

【智能巡检机器人】

选煤厂智能化建设还包括MES系统、智能重介、智能浓缩、智能加压、智能启停车、智能视频、设备在线监测等项目。

下一步，中煤平朔集团将根据选煤厂实际生产需求以及当前选煤厂智能化发展方向，积极推动有助于提升选煤厂生产效率和人员安全稳定的智能化建设相关项目，努力践行“少人则安、无人则安”这一理念。

矿山智能化建设是推动行业转型升级和高质量发展的必由之路。“十四五”期间，中煤平朔集团将把科技创新作为企业转型发展的战略支撑，围绕降本、提效、增安、节能，以智能化建设的新成效推动企业高质量发展，努力打造安全高效、设备精良、技术领先、管理精细的现代化智能化企业，为保障国家能源安全做出新的贡献。