“創(chuàng )新，是引領(lǐng)發(fā)展的第一動(dòng)力?！苯陙?lái)，高河能源公司全力推進(jìn)智能開(kāi)采、綠色開(kāi)采、科學(xué)開(kāi)采的戰略部署，走好“減、優(yōu)、綠”發(fā)展之路，瞄準以“地下北斗精準定位+地理信息+智能化控制系統”于一體的智能開(kāi)采，和“以充填開(kāi)采為發(fā)展方向、實(shí)現矸石不出礦”的綠色開(kāi)采兩大戰略進(jìn)行攻堅，特別是2017年以來(lái)，率先開(kāi)展“礦井自動(dòng)目標精準定位關(guān)鍵技術(shù)研究與應用”，依托“地下北斗精準定位+地理信息+智能化控制系統”的成功應用，與精益化生產(chǎn)、精準化管控、精細化操作“三精”管理相融合。該系統于今年9月獲得中國煤炭工業(yè)協(xié)會(huì )科技進(jìn)步一等獎，高河能源也成為全球第一個(gè)實(shí)現精準定位的井工礦山。

定準位才能邁穩步走對路  

　　多年來(lái)，潞安集團以打造數字礦山、智能礦山、智慧礦山為目標，綜合運用大數據、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)，大力推進(jìn)以“精益化生產(chǎn)、精細化操作、精準化管控”為主要內容的礦井集約高效生產(chǎn)“三精”管理。高河能源就是潞安集團創(chuàng )新性以“精準定位”推動(dòng)“三精管理”的試點(diǎn)單位。

　　2015年12月高河地下北斗精準定位系統立項，2016年6月份技術(shù)選型、軟硬件開(kāi)發(fā)，2016年10月，系統測試、功能優(yōu)化，2017年，率先開(kāi)展“礦井自動(dòng)目標精準定位關(guān)鍵技術(shù)研究與應用”，11月，該系統在高河能源全面部署，目前已覆蓋巷道50km，所有在用車(chē)輛、采煤機、掘進(jìn)機均安裝了定位卡，井下員工均佩戴人員定位卡。2018年初通過(guò)中國煤炭工業(yè)協(xié)會(huì )專(zhuān)家組鑒定，被認為“突破了煤礦傳統定位系統升級改造中的多項關(guān)鍵技術(shù)，達到國際領(lǐng)先水平?！?/p>

　　“地下北斗精準定位+地理信息+智能化控制系統”，引進(jìn)采用當今世界最為先進(jìn)的井下北斗精準定位平臺，由傳統區域定位，提升為精準時(shí)空定位，可有效在信號遮擋、衰減、干擾等條件下，實(shí)現多維精準定位功能，實(shí)時(shí)定位精度達到厘米級，對推進(jìn)人員、車(chē)輛、設備精準定位，以及探索無(wú)人值守、無(wú)人駕駛、無(wú)人化工作面建設，實(shí)施智能煤礦及無(wú)人化礦井建設關(guān)鍵技術(shù)與示范工程，具有重要推進(jìn)作用。在與精益化生產(chǎn)、精準化管控、精細化操作“三精”管理相融合后，更是實(shí)現了對井下隊組“工時(shí)利用率、開(kāi)機率、正規循環(huán)率”“三率”的有效管控；實(shí)現了瓦斯地質(zhì)平臺的智能化管理；實(shí)現了井下人員、車(chē)輛、作業(yè)環(huán)境的實(shí)時(shí)監控；實(shí)現了緊急狀態(tài)下“一鍵呼叫”的應急管控。

　　推行該系統后，高河能源礦井采煤效率整體提升8.3%，減少綜采配采隊組一個(gè)生產(chǎn)班；掘進(jìn)效率整體提升14.2%，減少三個(gè)掘進(jìn)隊組；總體減人達到200人左右，單班入井人數減少60人，提效減人、一優(yōu)三減目標穩步實(shí)現。

定準位才能更高效更安全

　　高河能源立體化推進(jìn)礦井精準定位管理，以定位裝置為信息源，為全礦下井職工配備了定位卡，終端續航可達400小時(shí)；以基站為信息搜集處理中心，在井下各主要巷道、工作面覆蓋安裝了153臺基站，單基站可滿(mǎn)足200個(gè)終端同時(shí)定位；以電腦終端為畫(huà)面顯示，可滿(mǎn)足多樣化信息查詢(xún)、消息提醒、聯(lián)系呼叫等功能，具有“實(shí)時(shí)定位、歷史查詢(xún)、交互管理、圖表顯示”的特點(diǎn)，可實(shí)現對井下各作業(yè)環(huán)節的超前預控、過(guò)程受控、全程監控。

　　具體來(lái)看，在井下人員精準定位管理中，將職工的照片、姓名、單位、工種等基本信息，錄入到定位射頻卡中。職工隨身攜帶射頻卡下井后，可實(shí)現“定點(diǎn)”監測，查詢(xún)職工在任意時(shí)間、任意地點(diǎn)的瞬時(shí)工作狀態(tài)；可實(shí)現“區間”監測，查詢(xún)職工段時(shí)間的出勤信息、在崗狀況，以此來(lái)判斷工作是否高效。

　　在井下車(chē)輛精準定位管理中，為無(wú)軌膠輪車(chē)安裝定位卡，將車(chē)輛編號、檢修完好情況、類(lèi)型用途等錄入定位卡中，可以實(shí)現車(chē)輛的實(shí)時(shí)位置定位、實(shí)時(shí)狀態(tài)查詢(xún)。通過(guò)與地面監控屏幕聯(lián)網(wǎng)，可為車(chē)輛調度、車(chē)輛違章監控，提供靜態(tài)、動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)或歷史車(chē)輛運行模擬圖。

　　在區域精準定位管理中，立足井下人員、車(chē)輛精準定位管理，可自由圈定曲線(xiàn)、矩形、圓形、多邊形等覆蓋區域內人員、車(chē)輛總數的精準統計，或不同時(shí)段人流、車(chē)流的精準掌控；可通過(guò)提前設置參數，對目標區域內的人員進(jìn)行危險預警；可掌握目標區域內人員、車(chē)輛的整體分布情況，方便高精度、高效率管理。

　　在透明地質(zhì)平臺管理中，把精準定位系統和透明地質(zhì)平臺相結合，將地質(zhì)勘探數據輸入定位裝置。精準定位系統可發(fā)揮“雷達”預警作用，發(fā)揮“多維精準定位、實(shí)時(shí)定位精度達到厘米級”作用，在過(guò)地質(zhì)構造、遇斷層、臨保護煤柱、需探放水、近“三下開(kāi)采”區域等不同情況下，提醒預報，便于對可預測隱患進(jìn)行精細化管控。

　　在“三率”管理中，基于精確位置，和環(huán)境監測、工況監測數據，可自動(dòng)采集生產(chǎn)數據，統計匯總各生產(chǎn)單元的開(kāi)機率、正規循環(huán)率和工時(shí)利用率，實(shí)現“三率”的數字化展現、統計、匯總、對比，清晰展示計劃值與實(shí)際值，方便橫向、縱向查詢(xún)比較，為優(yōu)化生產(chǎn)工藝工序提供數據支撐。通過(guò)E2307綜采工作面試驗數據顯示，工時(shí)利用率從87%提升到94.8%，開(kāi)機率從93.4%提升到99%，正規循環(huán)率從90%提升到99%，效果明顯。

　　經(jīng)過(guò)模塊調節集成、環(huán)節銜接匹配、管理精簡(jiǎn)優(yōu)化，系統聯(lián)合試運行顯示，高河能源綜合機械化采煤比例達100%，煤炭回收率達94.5%，商品煤質(zhì)量抽檢率達100%，已達到“三精”礦井核心指標標準，集約高效生產(chǎn)優(yōu)勢愈發(fā)明顯。

定準位未來(lái)才會(huì )更有所期

　　精準定位的本質(zhì)，是精準數據采集?！袄迕准墝?shí)時(shí)精準定位”是北斗增強系統定位的重大突破，可實(shí)時(shí)采集井下有限空間內的數據，在現有成果的基礎上，放眼未來(lái)，系統將發(fā)揮更大作用。

　　有利于“三維礦道建?！?。目前使用的礦井地圖為二維平面地圖，只能同平面顯示物體間相對位置。通過(guò)在巷道空間內，為各物體安裝定位卡，可立體化確定井下巷道中關(guān)鍵位置、關(guān)鍵設備、關(guān)鍵崗位布局，通過(guò)基站收集并處理生成3D影像，將平面精準定位升級成立體定位，構建三維模型，表現礦井的三維空間信息。有利于優(yōu)化生產(chǎn)工序。精準定位采煤、移架、頂溜、放煤四個(gè)工序的相對位置，將監測數據和調度平臺聯(lián)動(dòng)，從而反饋調整現場(chǎng)機組行進(jìn)速度，減少操作隨意性，提高協(xié)作效率，合理銜接工序，增加開(kāi)機時(shí)間，保證開(kāi)機率。

　　有利于優(yōu)化交互方式。一方面，可“點(diǎn)對點(diǎn)——人人交互”，升級“一個(gè)工作面、一部電話(huà)”的通訊方式，和“多層級現場(chǎng)管理、電話(huà)遙控溝通”的管理模式，將精準定位與精準通訊相結合，調度臺直接與現場(chǎng)作業(yè)人員精準溝通，縮減現場(chǎng)管理層級、減少管理作業(yè)人員，實(shí)現初步“減人”。另一方面，可“點(diǎn)對點(diǎn)——人機交互”，基于精準定位采集設備運行信息，以畫(huà)面直觀(guān)反映到遠程集中調度控制平臺，員工可通過(guò)調度平臺，遠程操控工作面設備，實(shí)現再次“減人”。未來(lái)，還可“點(diǎn)對點(diǎn)——機機交互”，基于精準定位，采集礦井各崗位、各工序數據信息，把操作者升級為智能化、數字化電腦芯片控制等，融入大數據技術(shù)，體現出處理速度快、靶向操作準、環(huán)節銜接優(yōu)等優(yōu)勢，形成煤礦系統萬(wàn)物互聯(lián)、全自動(dòng)控制，變“監測”為“監控”，最終實(shí)現“無(wú)人化工作面”、“無(wú)人開(kāi)采”，真正意義上形成“環(huán)節最簡(jiǎn)、系統最優(yōu)、用人最少、成本最低、安全最好、效率最高、效益最佳”的集約高效生產(chǎn)模式。

　　面對未來(lái)，高河能源將持續探索應用北斗精準定位促進(jìn)“三精管理”，以智慧驅動(dòng)智能，綜合運用云計算、大數據、人工智能、增強現實(shí)等關(guān)鍵技術(shù)，做到全業(yè)務(wù)平臺的自動(dòng)化、智能化和集成化管控，實(shí)現井下少人無(wú)人、地面遠程控制，全力打造有頭腦、會(huì )思考的智慧礦山！                    

（文 麗娟  牛娜  一橋  雅男）  

責任編輯：崔婷婷