煤礦智能化亟待解決的難題是什么？應(yīng)抓住哪些建設(shè)重點(diǎn)？

2020-06-17 15:38:05 來源：中國(guó)煤炭新聞網(wǎng) 瀏覽量：829

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　　八部委聯(lián)合下發(fā)《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》后，各種煤礦智能化建設(shè)方案、樣板礦、產(chǎn)品和概念見諸各類媒體，頗有大干快上的意味。加快智能化建設(shè)的思路是正確的，但如何又好又快地發(fā)展，很值得研究。
　　我們冷靜下來分析，什么是智能化?百度中如此解釋：“智能化”是指事物在網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等技術(shù)支持下，所具有的能滿足人的各種需求的屬性。比如，無人駕駛汽車將傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)融為一體，能動(dòng)地滿足人的出行需求。它之所以是能動(dòng)的，是因?yàn)樗幌駛鹘y(tǒng)的汽車，需要被動(dòng)地駕駛。我們是不是可以這樣理解：判斷智能化的標(biāo)準(zhǔn)之一，要看是能動(dòng)的還是被動(dòng)的。
　　《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》中有明確的對(duì)煤礦智能化的描述?！叭娓兄?shí)時(shí)互聯(lián)、分析決策、自主學(xué)習(xí)、動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)”是智能化建設(shè)的過程，“協(xié)同控制”是智能化的結(jié)果，也是能動(dòng)性的體現(xiàn)。此外，文件還指出，“存在基礎(chǔ)理論研發(fā)滯后、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范不健全、平臺(tái)支撐作用不夠、技術(shù)裝備保障不足、高端人才匱乏等問題”。
　　煤礦智能化建設(shè)是一項(xiàng)浩大又復(fù)雜的工程。要做好煤礦智能化建設(shè)，必須學(xué)會(huì)把這個(gè)復(fù)雜的問題先簡(jiǎn)單化，把簡(jiǎn)單的問題數(shù)量化，數(shù)量化的問題程序化，程序化的問題系統(tǒng)化。捋清系統(tǒng)流程，抓住實(shí)質(zhì)問題，才能在煤礦智能化建設(shè)上有所突破。
　　煤礦智能化亟待解決的難題是什么?應(yīng)抓住哪些建設(shè)重點(diǎn)?這篇文章說明白了
　　亟待解決的難題是什么?
　　目前，煤礦智能化建設(shè)存在兩個(gè)困境。
　　一是煤礦智能化頂層設(shè)計(jì)不科學(xué)。煤礦各種災(zāi)害事故時(shí)有發(fā)生，點(diǎn)多、線長(zhǎng)、面廣的作業(yè)環(huán)境帶來生產(chǎn)工藝的復(fù)雜性。不過，無論煤礦安全生產(chǎn)有多復(fù)雜，歸根結(jié)底離不開“人、物、環(huán)、管”四個(gè)要素?！叭?、物、環(huán)”是實(shí)實(shí)在在的事物，各有其特性，而“管”是抽象事物，是把“人、物、環(huán)”串接起來的要素。不同的管理方式造就了不同礦井的管理特色。因此，煤礦智能化頂層設(shè)計(jì)應(yīng)圍繞“辨認(rèn)、知物、識(shí)環(huán)境”的原則展開，將這些原則融入“人與人、人與物、人與環(huán)、物與物、物與環(huán)、環(huán)與環(huán)”六種關(guān)系中，系統(tǒng)全面感知礦井。
　　我建議，構(gòu)建一個(gè)涉及礦井方方面面的知識(shí)庫(kù)標(biāo)量(類似化驗(yàn)單上的數(shù)據(jù)范圍)管理體系，使其具備自主學(xué)習(xí)能力和分析決策能力。構(gòu)建一套信息聯(lián)動(dòng)與協(xié)同控制體系，使其能像機(jī)器人一樣有思考能力、動(dòng)作協(xié)調(diào)能力，無論在礦井管理方面還是生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)方面，都能自主實(shí)現(xiàn)少人、無人化管理。比如，煤礦“四化”建設(shè)正是按照智能化建設(shè)的最終目標(biāo)科學(xué)分步實(shí)施的。
　　二是礦用傳感器方面存在難題。煤礦生產(chǎn)是由點(diǎn)、線、面構(gòu)成的一套復(fù)雜生產(chǎn)體系，煤礦智能化是由多系統(tǒng)融合構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng)體系。每套系統(tǒng)把不同的點(diǎn)串接起來，這些點(diǎn)的數(shù)據(jù)多由各類傳感器提供數(shù)據(jù)。如果數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，系統(tǒng)運(yùn)行就會(huì)不正常，那么數(shù)據(jù)分析沒有意義。
　　現(xiàn)實(shí)情況下，某煤礦想做一套煤量全過程分析管理系統(tǒng)，因?yàn)闆]有準(zhǔn)確的計(jì)量設(shè)備而無法完成;想做一套全井下排水控制管理系統(tǒng)，也是因?yàn)槿鄙贉?zhǔn)確可靠的傳感器而無法實(shí)現(xiàn)。
　　可以說，煤礦智能化建設(shè)被各種類型的傳感器攔住了去路。因此，我們應(yīng)放棄夸夸其談、邀功請(qǐng)賞的思想，專心研究，突破礦用傳感器技術(shù)瓶頸。隨著5G技術(shù)在煤礦應(yīng)用的日漸成熟，煤礦無線傳感器將成為礦用傳感器的主流產(chǎn)品。
　　應(yīng)該抓住哪些建設(shè)重點(diǎn)?
　　現(xiàn)階段，條件好、基礎(chǔ)好的煤礦，要抓住“人、物、環(huán)、管”這個(gè)牛鼻子，做好頂層設(shè)計(jì)，扎實(shí)推進(jìn)智能化建設(shè)，發(fā)揮標(biāo)桿示范作用;條件不具備、基礎(chǔ)不牢的煤礦不要盲目跟風(fēng)，靜下心來，安心把基礎(chǔ)打好，重點(diǎn)做好以下幾方面的工作。
　　一是礦井網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心建設(shè)。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心是煤礦信息化建設(shè)的基礎(chǔ)。沒有可靠的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心，就談不上智能化建設(shè)。
　　隨著煤礦信息化的發(fā)展，煤礦以前建設(shè)的百兆、千兆網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已經(jīng)適應(yīng)不了新需要，必須著手構(gòu)建企業(yè)辦公萬兆+工業(yè)環(huán)網(wǎng)萬兆+無線網(wǎng)絡(luò)(4G、5G)+專線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)體系，實(shí)現(xiàn)礦區(qū)網(wǎng)絡(luò)的全覆蓋。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)應(yīng)從機(jī)房建設(shè)、機(jī)房動(dòng)環(huán)安全管理、機(jī)房功能區(qū)劃分、機(jī)房綜合布線、網(wǎng)絡(luò)安全、礦區(qū)綜合網(wǎng)絡(luò)布線以及電池管理7個(gè)方面考慮。
　　二是礦井通信系統(tǒng)建設(shè)。礦井通信系統(tǒng)是礦井調(diào)度指揮體系的重要組成部分，如果通信系統(tǒng)性能不完備、運(yùn)行不穩(wěn)定，調(diào)度命令就不能及時(shí)傳達(dá)下去。遇到突發(fā)事故，就會(huì)造成調(diào)度指揮失靈、事故災(zāi)害擴(kuò)大等后果。所以，每一座礦井必須建設(shè)性能完備、設(shè)備可靠、運(yùn)行穩(wěn)定的礦井通信系統(tǒng)。
　　礦井通信系統(tǒng)由行政電話系統(tǒng)、調(diào)度有線通信系統(tǒng)(撥號(hào)和直通)、礦井無線通信系統(tǒng)、井下應(yīng)急廣播系統(tǒng)、皮帶沿線和工作面喊話系統(tǒng)等6部分組成。一些礦井把行政電話系統(tǒng)、調(diào)度有線通信系統(tǒng)和礦井無線通信系統(tǒng)融合起來，形成調(diào)度指揮通信系統(tǒng)。這些系統(tǒng)有一個(gè)共同點(diǎn)，就是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信(主動(dòng)尋呼型通信)，在遇到突發(fā)事故時(shí)不能及時(shí)把信息快速傳播下去。所以，必須把應(yīng)急廣播系統(tǒng)和皮帶沿線和工作面喊話系統(tǒng)納入礦井調(diào)度通信體系中。這兩種通信系統(tǒng)有一個(gè)共同點(diǎn)，即一對(duì)多通信(被動(dòng)接受型通信)，能快速地把命令傳達(dá)給更多的人。
　　建立六網(wǎng)合一的調(diào)度通信指揮體系，是應(yīng)對(duì)礦井突發(fā)災(zāi)害事故時(shí)最有效的通信手段，可將礦井事故影響降到最低。在選用應(yīng)急廣播時(shí)，一定要考慮應(yīng)急廣播的安全性、穩(wěn)定性和易維護(hù)性，否則就會(huì)變成擺設(shè)。
　　讓我們來對(duì)比兩種不同的應(yīng)急廣播系統(tǒng)工作原理：從日常管理來說，采用就地供電模式(127V)不如采用遠(yuǎn)程供電模式(18V)方便，而且就地供電模式也便于在井下布設(shè)，適用于井下所有區(qū)域。如果在回風(fēng)巷布設(shè)遠(yuǎn)程供電模式的話，必須有專門的管理措施。
　　三是入井人員管理體系建設(shè)。井下人員定位系統(tǒng)是煤礦必須建立完善的系統(tǒng)。單一的井下人員定位系統(tǒng)已經(jīng)適應(yīng)不了入井人員管理，必須建立多系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)體系，才能從根本上解決入井人數(shù)不清的問題，也就是“四數(shù)”統(tǒng)一，即礦燈數(shù)、自救器數(shù)、考勤人數(shù)和入井人數(shù)必須實(shí)時(shí)統(tǒng)一。
　　要做到“四數(shù)”統(tǒng)一，就要建立礦燈、自救器實(shí)時(shí)自動(dòng)管理系統(tǒng)。智能礦燈充電柜就是順應(yīng)這一要求的產(chǎn)物?，F(xiàn)有的智能充電柜不但能監(jiān)測(cè)礦燈和自救器的狀態(tài)，還能給瓦斯便攜儀充電并監(jiān)測(cè)狀態(tài)。
　　如何把一個(gè)不合格的人員擋在井口之外?這就要建立一套入井人員證件管理系統(tǒng)，把礦工通過培訓(xùn)合格后取得的各類證件信息錄入系統(tǒng)，同時(shí)再建立一套工單管理系統(tǒng)。
　　礦工在入井前，必須填報(bào)工單才能考勤、領(lǐng)取礦燈和自救器等設(shè)備，最后在井口再考勤。在填報(bào)工單時(shí)，關(guān)聯(lián)工作內(nèi)容與證件，做到什么證件干什么活。無證、證件過期便無法填報(bào)工單，從而杜絕無證人員入井。
　　工單管理→證件管理→考勤管理→取礦燈→取自救器→取便攜儀(特殊工種)→入井考勤→入井定位系統(tǒng)，這就是入井人員體系化管理流程。通過環(huán)環(huán)相扣，確保每一名人員身份都真實(shí)、每一名入井人員都合格、每一名入井人員都裝備齊全。同時(shí)要注意兩點(diǎn)：人員的唯一性和生物識(shí)別設(shè)備的統(tǒng)一性。
　　四是煤礦安全監(jiān)控融合體系建設(shè)。《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造技術(shù)方案》提出，“實(shí)現(xiàn)井下有線和無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)融合，監(jiān)測(cè)監(jiān)控與GIS技術(shù)有機(jī)融合。多系統(tǒng)的融合可采用地面方式，也可采用井下方式。鼓勵(lì)新安裝的安全監(jiān)控系統(tǒng)采用井下融合方式?！?/p>
　　按照文件要求，以GIS技術(shù)為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)融合和應(yīng)急聯(lián)動(dòng)，強(qiáng)調(diào)的還是各系統(tǒng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。尤其是廣播系統(tǒng)的選型，一定要便于日常管理，只有這樣才能保證在應(yīng)急時(shí)發(fā)揮作用。
　　五是生產(chǎn)輔助系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)。生產(chǎn)輔助系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)是指供電系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、壓風(fēng)系統(tǒng)、制氮系統(tǒng)、臨時(shí)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、瓦斯抽放系統(tǒng)、洗選系統(tǒng)、銷售系統(tǒng)10大生產(chǎn)輔助系統(tǒng)的自動(dòng)化建設(shè)。
　　在單項(xiàng)自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)時(shí)，要注意兩點(diǎn)：電氣、機(jī)械設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)齊全準(zhǔn)確，如電壓、電流、功率、壓力等;各項(xiàng)保護(hù)措施穩(wěn)定可靠，如欠壓、過流、漏電、震動(dòng)、溫度等。系統(tǒng)沿線保護(hù)措施必須齊全可靠，如過溫、跑偏、堆煤、撕裂、斷帶、風(fēng)電保護(hù)、瓦斯電保護(hù)等。視頻監(jiān)控作為一種輔助保護(hù)手段，重要位置必須加裝，并保證視頻圖像清晰。同時(shí)，把機(jī)器人巡檢納入自動(dòng)化運(yùn)行保護(hù)體系中。
　　六是智能化工作面及快速掘進(jìn)系統(tǒng)建設(shè)。智能化工作面及快速掘進(jìn)技術(shù)日漸成熟，有條件的礦井可以逐步淘汰老舊設(shè)備，采用先進(jìn)技術(shù)，提升礦井的整體自動(dòng)化水平。
　　目前，智能化工作面存在煤矸辨識(shí)傳感器不夠成熟、放頂煤工作面控制放煤手段不夠可靠、沒有把無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到工作面等問題;快速掘進(jìn)方面還有技術(shù)缺陷，就像一臺(tái)半自動(dòng)的掘進(jìn)機(jī)，沒有做到一體化的掘進(jìn)、支護(hù)、煤矸辨識(shí)管理，缺乏可靠的信息傳輸手段。智能礦山建設(shè)道阻且長(zhǎng)，行則將至，行而不輟，未來可期。不論煤礦信息化設(shè)備的生產(chǎn)廠家、系統(tǒng)開發(fā)的技術(shù)公司或是煤礦，都應(yīng)靜下心來，對(duì)自己的產(chǎn)品、系統(tǒng)、礦井客觀地定位，不要盲從，夯實(shí)基礎(chǔ)再前行。只要腳踏實(shí)地，煤礦智能化一定能夠?qū)崿F(xiàn)。
　　作者：王志榮 (陜煤集團(tuán)建莊礦業(yè)公司信息中心主任)
                

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