“數(shù)字”驅動煤炭全鏈條開發(fā)

巨型礦坑之中，黃土剝離、烏金裸露，一輛輛礦用卡車穿梭期間，忙著運輸作業(yè)。與往常不同，這些車里沒有司機，除了留有安全員現(xiàn)場保障，車輛行進由數(shù)公里外的電腦“駕駛”，裝卸車等環(huán)節(jié)自動完成。日前，位于內蒙古鄂爾多斯市的國能準能集團黑岱溝露天煤礦，3個工作面正在進行無人駕駛卡車重載調試。

今年底前，10種車型、165臺礦用超大型卡車將在黑岱溝、哈爾烏素露天煤礦集結上崗，并與挖掘機、推土機等輔助作業(yè)車輛協(xié)同運行。屆時，兩礦所在的準格爾礦區(qū)將成為全球最大的無人運輸露天礦山，這也是煤炭行業(yè)數(shù)字化轉型的一個典范。

內蒙古自治區(qū)能源局近日發(fā)布的《“十四五”能源數(shù)字化轉型》進一步明確，“推進數(shù)字化技術在煤炭產(chǎn)業(yè)領域的全面應用”，煤炭數(shù)字化投資規(guī)模約120億元。除了采煤，運輸、洗選等更多環(huán)節(jié)將轉為“數(shù)字”驅動。

對數(shù)字化的需求更大、要求更嚴

“我們組建了專業(yè)團隊，聚焦物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、北斗+5G通信等技術與煤炭開采的深度融合。”國能準能集團副總經(jīng)理曹勇介紹，該集團規(guī)劃了一條以“單機裝備智能控制、多機裝備智能協(xié)同、管理系統(tǒng)交互集成”為核心的智能化建設之路，未來將擁有統(tǒng)一高速網(wǎng)絡、統(tǒng)一管控平臺、統(tǒng)一數(shù)據(jù)中心、多元化應用系統(tǒng)，最終將實現(xiàn)全面感知、實時互聯(lián)、分析決策、自主學習、動態(tài)預測、協(xié)同控制，全面打造可復制的智能礦山標桿。

以此為代表，內蒙古陸續(xù)啟動“5G+智慧礦山示范基地”“5G+無人礦卡聯(lián)合實驗室”等工程。“十四五”期間，當?shù)貙⒗^續(xù)加強5G、邊緣計算、人工智能等前沿技術在煤炭行業(yè)的應用，數(shù)字化技術將覆蓋勘探、采掘、安全、生態(tài)保護等環(huán)節(jié)。

除了露天煤礦，數(shù)字化技術還“穿越”地層深入井下。以另一煤炭主產(chǎn)區(qū)陜西為例，記者從陜煤集團西安重裝智慧礦山公司獲悉，由其首創(chuàng)的煤炭行業(yè)全生命周期管理平臺，近期在彬長礦業(yè)大佛寺礦連續(xù)運行。有了數(shù)字化加持，礦用設備不僅全天24小時可控、在控，從安裝、運維、再制造到報廢的全生命過程都能跟蹤監(jiān)測。

“這不是傳統(tǒng)意義上的設備監(jiān)控，而是基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化、系統(tǒng)化管理平臺，對海量數(shù)據(jù)進行采集整理、科學分析、故障預警，以此為基礎為各級管理層提供科學決策依據(jù)。”西安重裝項目管理部技術經(jīng)理王恒向記者坦言，煤礦井下環(huán)境復雜，本著“少人則安”的原則，比其他工業(yè)領域更渴望數(shù)字化賦能。“但因井下條件復雜多變，瓦斯、頂板等安全隱患疊加，煤炭行業(yè)數(shù)字化轉型難度更大、要求也更嚴苛。”

面臨硬件、軟件提升的雙重考驗

難在哪里，嚴在何處?“數(shù)字化、智能化發(fā)展不僅受制于物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等科技進步，同時也受到煤炭資源賦存條件、工藝方法、地理位置、現(xiàn)有信息化水平等因素制約。”曹勇表示，目前主要存在研發(fā)滯后于企業(yè)需求，智能技術裝備保障不足，系統(tǒng)間信息交互難、實時性差、數(shù)據(jù)利用率不高和高端人才匱乏等問題。

王恒舉例，井工礦條件特殊，設備須通過專業(yè)防爆認證才能下井，很多在地面使用良好的智能設備，到了井下適用性大受限制。“比如，采煤工作面需定期噴水降塵，設備運行條件與地面不同。我們經(jīng)常遇到井下傳感器進塵、進水等情況，靈敏度、清晰度隨之下降，甚至失效。硬件性能是實現(xiàn)數(shù)字化的基礎，必須加強維護。”

“技術有短板，生態(tài)需完善。”西山煤電杜兒坪煤礦技能大師工作室主任董林有著相似感受。以5G為例，現(xiàn)有應用多集中在視頻傳輸?shù)阮I域，受融合應用相關技術限制，能夠解決煤礦智能化建設痛點的突破性應用尚未完全實現(xiàn)。5G作為新技術，與煤礦融合發(fā)展尚處探索期，目前在管理運維方面仍缺乏統(tǒng)一標準。加上數(shù)字化管理要求更為精細，煤礦配備的專業(yè)人才比較少，依靠運營商提供服務費用高。

早前在中國國際煤炭發(fā)展高峰論壇上，中國煤炭工業(yè)協(xié)會副會長王虹橋提醒，煤企數(shù)字化轉型面臨戰(zhàn)略調整、信息安全等風險。“產(chǎn)業(yè)政策變化、企業(yè)重大戰(zhàn)略方向調整等，都會讓基于原有設計建設的數(shù)字化轉型項目無法繼續(xù)實施，或推倒重來。萬物互聯(lián)給信息安全帶來巨大挑戰(zhàn)，但在信息安全方面的投資不能直接產(chǎn)生效益，往往不被重視。”

“千企千面”，轉型沒有固定套路

事實上，數(shù)字化轉型是挑戰(zhàn)，更是機遇。據(jù)中國煤炭工業(yè)協(xié)會測算，到“十四五”末，煤炭行業(yè)數(shù)字經(jīng)濟年產(chǎn)值有望達到千億元的市場規(guī)模。

“數(shù)字化轉型千企千面，沒有固定路徑和套路可循，要穩(wěn)扎穩(wěn)打、從上到下、循序漸進。數(shù)字化只是手段，本質是提高效率，而非技術。”王虹橋認為，煤企應重視做好頂層設計、完善數(shù)字化基礎建設及數(shù)據(jù)治理體系建設，并將智能化建設納入數(shù)字化轉型整體，加快煤炭工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)支撐體系建設，加快產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)字化協(xié)同，做好人才培養(yǎng)和儲備、重視網(wǎng)絡和信息安全等工作。

董林也稱，哪怕只在山西省，各類煤礦就有近900座，數(shù)量多、差異大，需建設不同類型的數(shù)字化應用場景。一方面，建議開展5G+煤機等裝備研發(fā)制造，在重大項目資金傾斜、稅收優(yōu)惠等方面給予支持，鼓勵設備制造商、軟件開發(fā)商及科研機構落地山西;另一方面，在學科設置、雙一流大學建設等方面給予支持，加快5G應用人才培養(yǎng)，還可設立煤礦5G建設專項資金，對5G應用全覆蓋的礦井按軟硬件投資比例給予獎勵，并在煤炭接替資源配置、項目核準上優(yōu)先考慮。

曹勇表示，煤礦開發(fā)涉及生產(chǎn)、安全、機電、技術等系統(tǒng)部署，層次多、結構復雜，智能化建設是各系統(tǒng)、各組成環(huán)節(jié)全面升級轉型的過程，不僅體現(xiàn)在“單一部件、單機設備、單一系統(tǒng)”上，更主要的是實現(xiàn)全局化信息的交互和高效應用。“關鍵在設備，核心在智能，需要裝備制造企業(yè)、科研單位從設計之初就介入整個建設，提供全生命周期的技術支持，延伸智能設備制造產(chǎn)業(yè)鏈，從主要提供產(chǎn)品向提供產(chǎn)品與服務轉變、向提供整體解決方案轉變，推動制造與服務協(xié)同發(fā)展。”