神东煤炭集团智能矿山建设探索

文/王存飞

神东煤炭集团是国家能源集团的骨干煤炭生产企业，地处蒙、陕、晋三省区能源富集区，2019年产量1.9亿吨，实现利润超过200亿元。在国家能源集团公司的领导下，神东坚持以信息化带动工业化，大力推进信息化建设，依靠先进的信息技术改造传统产业，促进了“两化融合”；坚持自主创新，在智能矿山建设上做了大量的探索和实践，提高了企业核心竞争力和抗风险能力。

一、主要做法和成效

多年来，神东坚持创新驱动，智能矿山建设成果丰硕。

1.建成数字矿山锦界示范工程

2011年5月，神东启动建设神华数字矿山关键技术研究及示范项目，以安全高效协同作业为目标，通过生产控制系统把煤矿多个独立信息系统进行集成融合，在调度室实现了井下远程集中监测控制、报警联动、专业调度，提高了安全生产管理水平；通过生产执行系统对全矿5.7万个生产过程数据进行分析和应用，促进各种资源合理配置，提高了矿井业务管理的智能联动和协同效益。截至目前，累计减少井下作业人员102人，每年减少人工成本1983万元，节电25%，设备利用率提高5%，矿务工程减少5%，物资采购减少10%，全员工效提高16%。

2.建成亿吨级区域煤矿集中控制系统

2012年8月，神东启动实施区域中央集中自动化控制系统项目，创建了全国首个亿吨矿区中央生产控制指挥中心，实现了对五矿六井所有系统的集中控制、关联分析、故障诊断与决策管理的生产指挥，控制范围达621.8平方公里；实现矿图一体化协同管理，建立了井下万兆生产控制环网，统一矿山机电设备通信接口和协议标准。系统的应用优化了煤矿生产排程，为生产决策提供了依据。

3.世界首创薄煤层综采工作面自主智能割煤技术

2018年，神东创新运用全新的自主智能割煤技术，通过在榆家梁煤矿43101智能薄煤层工作面1年的试验，成功预测出煤层赋存精确模型，结合最新的激光扫描建立了工作面实际模型，采煤机根据煤层分布情况自动调节采高，同时研发了特种机器人代人巡检，实现了自动化采煤技术的重大突破，达到国际领先水平。

4.开展8.8m智能大采高综采成套技术与装备集成研发

神东长期引领一次采全高开采技术，先后研制了5.5m、6.3m、7.0m、8.0m液压支架，2014年神东开始研制国产8.8米一次采全高成套装备和开采工艺，实现了大采高工作面多设备协同作业控制机制，集成应用基于控制支架姿态动作的片帮处理技术，建立了基于智能控制的集控平台和基于大数据的故障诊断的专家决策中心。2018年，8.8米智能大采高综采成套装备投入使用，平均日产4.5万吨，最高5.84万吨，单面年产1600万吨，与传统工艺相比，资源回收率提高20%，一个工作面就可多回收煤炭400万吨。

5.探索选煤厂智能化建设

以“降低成本、降低劳动强度、稳定产品质量、提高经济效益”为目标，探索选煤厂智能化建设，2018年建成了上湾智能化示范选煤厂，在选煤智能排程、大数据采集及分析、设备智能监控与管理、智能装车关键技术等方面开展探索与实践，实现传统选煤向智能选煤跨越。通过智能化实施应用，一个洗煤厂就减员25人，年电力消耗减少8%以上，生产效率提升5%，日均生产时间缩短1小时，煤质稳定率由83%提高到95%。员工接触粉尘、噪声的时间大幅缩短，工作环境显著改善。

6.组建移动应用开发项目部，大数据分析初见成效

2018年，神东本着“自主开发创新，掌控企业核心技术”的理念，成立了移动应用开发项目部，以物联网、大数据及人工智能、云计算技术为支撑，建立神东的数据标准，开发了数据采集系统和智能移动终端，进行大数据挖掘。2019年，存储数据共计652.4亿条，全年完成月度工效分析报告12份,开发定制性报表16份，每日微信推送43张报表，全年共计15600余张，完成37个掘进工作面开机率月度统计分析，为公司生产运营管理提供了基于大数据的决策依据。

7.利用信息化手段，推行精细化、标准化检修

2019年，神东组织开发了电子化检修系统及故障秒拍系统，可根据系统推送的日检、周检、月检标准制定详细的检修计划，保证设备检修的时效性和准确性，实现从检修计划的制定、安排、执行到检查反馈的全过程可追溯管理。通过设备故障秒拍，实时传送故障现场情况，方便了故障的准确判断和快速处理。充分运用大数据、信息化等手段和现场检查相结合，真实体现设备运行状态，对公司各矿井主要设备的开机率、负荷率等指标进行全时监测、分析。

二、主要经验

1.强化制度创新，为智能矿山建设提供制度保障

从实施创新驱动发展的战略到促进科技成果转化，创新不断融入神东企业发展全局，神东做实创新工作的管理机制、资源配置、考核评价机制等，破除一切制约创新的思想障碍和制度藩篱，并建立以科技成果转化收益分配为核心的激励机制，机制顺畅、保障到位、活力迸发，推动智能矿山建设不断取得新成效。

2.加大资金投入，为智能矿山建设提供财力保障

仅近两年，神东就完成科技投入15.12亿元。其中科研投入5.5亿元、开展科研项目231项，同比研发资金和项目数量分别增长了81%和28%。获得国家科技进步奖1项，省部级科技进步奖50项，国家能源集团科技进步奖6项，居全国煤炭行业前列。持续、高强度的研发投入能力，是神东推动智能矿山建设的重要物质基础。

3.坚持创新驱动，为智能矿山建设提供技术支持

2017年以来，神东积极探索智能矿山新技术，推行“机械化减人、自动化换人”，实现互联网、大数据、人工智能等先进技术深度融合，在综采工作面实现了自主智能割煤，装车站无人值守自动装车，各类机器人在井下钻锚、喷浆、拣矸作业及在变电所、泵房、巷道、工作面巡检中得到应用。不断涌现的新技术、新装备，为全面开展智能矿山建设提供了技术支持。

4.加快人才培养，提高人才队伍保障能力

工智能、工业物联网、云计算、大数据、机器人、智能装备是智能矿山建设的关键技术，这些技术的应用离不开综合性、专业交叉融合的人才。神东高度重视智能矿山人才培养工作，先后成立了高端设备研发中心、数据标准化项目部、移动应用开发项目部等机构，通过强有力的措施，用事业凝聚人才，用实践造就人才，用机制激励人才，最终打造一支结构合理、素质优良、实力强劲的创新型人才队伍。

三、发展展望

近年来党中央、国务院及国家部委先后出台智能矿山有关政策，鼓励信息化发展，推动数字化转型。2014年6月，习近平总书记提出“四个革命、一个合作”的能源安全新战略，提出能源结构转型推动煤炭产业绿色智能化发展，为我国能源行业的转型发展指明了方向。2020年，国家发改委、国家能源局等八部门在联合印发的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》中提出，到2021年，建成多种类型、不同模式的智能化示范煤矿；到2025年，大型煤矿和灾害严重煤矿基本实现智能化，形成煤矿智能化建设技术规范与标准体系；到2035年，各类煤矿基本实现智能化。

神东管辖的13座矿井和11座选煤厂，计划2021年底建成3个世界一流的智能化示范矿井，21个智能化综采工作面，所有选煤厂均实现智能化，常态化应用11类井下机器人，全面推广移动巡检技术，逐步取消井下固定岗位工，实现井下移动生产控制指挥。到2025年，所有煤矿均建成智能化矿井，掘进工作面实现智能化，井下取消固定岗位工，依托5G网络，实现井下各系统的智能化决策和自动化协同运行，继续为煤炭行业智能化发展探索新路径，担当先驱者。