地下400米深處

液壓支架如同鋼鐵“骨骼”矗立于巷道，綜采隊機電副隊長(cháng)郭學(xué)鋒在防爆移動(dòng)駕駛艙中輕觸手持控制器——20米外的采煤機隨即啟動(dòng)。與此同時(shí)，在井上智能化集控中心，數字大屏上閃爍的數據同步更新，實(shí)時(shí)呈現設備的運行狀態(tài)。

這是中國中煤山西亞美大寧煤礦（以下簡(jiǎn)稱(chēng)大寧煤礦）207綜采工作面啟動(dòng)智能控制系統的一幕。

該系統全稱(chēng)為“基于礦鴻的煤礦綜采工作面智能控制系統”，是中國中煤重大科技專(zhuān)項、國家能源煤礦采掘機械裝備研發(fā)（實(shí)驗）中心（國家能源局主管研發(fā)中心）研發(fā)成果，首次在大寧煤礦進(jìn)行工業(yè)性試驗示范應用。

該科技專(zhuān)項嘗試在煤礦綜采工作面構建基于礦鴻操作系統的物聯(lián)網(wǎng)體系架構，解決煤機裝備核心控制系統軟硬件根技術(shù)問(wèn)題，提出統一的數據傳輸協(xié)議，提高井下不同設備間信息共享、協(xié)同的效率，實(shí)現煤礦綜采面成套設備及控制系統全棧自研。該系統今年1月入選2024年度國家能源研發(fā)創(chuàng )新平臺十大科技創(chuàng )新成果。

大寧煤礦智能化集控中心

從設備“說(shuō)方言”到統一“普通話(huà)”

大寧煤礦作為中國中煤旗下礦井，早期與外資企業(yè)合資建設，是我國率先引進(jìn)國外先進(jìn)設備的煤礦之一，技術(shù)、人才優(yōu)勢突出。

“我們礦有三個(gè)特點(diǎn)。一是員工接受新理念和新技術(shù)速度快、能力強。二是礦井規模適中，年產(chǎn)400萬(wàn)噸，是一個(gè)發(fā)展成熟的中型礦井，可為其他老舊礦井改造提供借鑒。三是可以利用中國中煤的集團戰略?xún)?yōu)勢，進(jìn)行成套裝備改造，并提前設計考慮衍生場(chǎng)景和問(wèn)題?！贝髮幟旱V機電副礦長(cháng)喬晉虎表示。

喬晉虎坦言，在礦鴻技術(shù)應用之初，大家也擔心系統能否正常使用，所以準備了一套備用智能化控制系統，“不過(guò)現在運行成功，就沒(méi)有顧慮了”。

過(guò)去，大寧煤礦井下設備來(lái)自多個(gè)廠(chǎng)商，數據協(xié)議互不兼容，形成了所謂“方言區”，導致嚴重的數據壁壘。而礦鴻項目團隊自主創(chuàng )新的成套裝備、建立的數據協(xié)議標準成功打破“信息孤島”，實(shí)現了系統間數據的自由交互。

華為三方使能產(chǎn)品線(xiàn)總經(jīng)理楊霖表示，礦鴻操作系統是基于鴻蒙操作系統打造的面向礦山領(lǐng)域的首個(gè)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)操作系統，具有“統一生態(tài)、萬(wàn)物智聯(lián)、智維一體、安全高效”四大特性，實(shí)現了“統一礦山行業(yè)設備生態(tài)、讓礦山設備連接更智能化、數據更安全高效”。

“這個(gè)系統最大的特點(diǎn)是統一了協(xié)議標準?！睏盍卣f(shuō)，“就像‘車(chē)同軌，書(shū)同文’，統一說(shuō)‘普通話(huà)’，只有使用統一協(xié)議，設備間才能真正實(shí)現相互理解和溝通，為煤礦提供持續、高質(zhì)量的數據資源庫?！?/span>

從“經(jīng)驗采煤”到“數據采煤”

“礦鴻系統落地大寧煤礦主要包括兩個(gè)階段：研發(fā)階段和應用階段?！敝忻貉b備事業(yè)部（中煤裝備研究院）智能開(kāi)采技術(shù)研發(fā)經(jīng)理孫鵬亮介紹，“自2023年11月項目立項至2024年9月，我們一直在開(kāi)展硬件設備試制、礦鴻操作系統適配、軟件系統開(kāi)發(fā)、成套系統調試工作。目前，該系統在礦上的實(shí)質(zhì)性應用時(shí)間只有5個(gè)多月，但效果已超出預期?！?/span>

在大寧煤礦率先試點(diǎn)的207綜采工作面，200多米長(cháng)的工作面上布滿(mǎn)支架。以前，員工需在支架間來(lái)回穿梭，每一項操作都要鉆到對應支架下面去按控制器。完成一次常規操作可能需要十幾個(gè)按鈕的配合，且不同廠(chǎng)家的控制器按鍵分布和操作方式各異，操作復雜、難以管理。

現在，控制器改造后可接入移動(dòng)駕駛艙，整個(gè)設備的操作如同使用手機APP一樣簡(jiǎn)便。只需一名員工站在中控屏前，通過(guò)遠程觸控即可完成操作。

據介紹，207工作面現有150臺支架，配有4名維修工，但由于每天有1名維修工輪休，實(shí)際每天只有3人在崗。

“這意味著(zhù)每人需負責約50臺支架的檢查，包括確認每臺支架的壓力和傳感器是否正常。此外，還需關(guān)注采煤機、泵站、供電設備、供液設備、皮帶以及數據運輸設備的狀態(tài)?！惫鶎W(xué)鋒說(shuō)，“工作量相當大?！?/span>

但通過(guò)基于礦鴻系統成套裝備的研發(fā)及應用，1個(gè)人就能監控上述所有設備的運行狀態(tài)。

“更重要的是，礦領(lǐng)導和高級維修工的手機也能實(shí)時(shí)接收到井下設備的故障信息和數據參數。當井下工人處理問(wèn)題時(shí)，故障信息不僅會(huì )顯示在井下設備上，還會(huì )同步到地面相關(guān)人員手中。一旦發(fā)生故障，更多人可以參與討論并提供解決方案?！惫鶎W(xué)鋒說(shuō)。

此舉大大減輕了現場(chǎng)工作人員的負擔，同時(shí)提升了整個(gè)團隊應對突發(fā)狀況的能力。

大寧煤礦綜采隊維修帶班組長(cháng)毋蒙蒙表示：“過(guò)去，設備出現故障時(shí)，主要靠經(jīng)驗判斷，有時(shí)也會(huì )誤判?，F在，用上基于礦鴻的控制系統，所有故障都能準確顯示。例如，一臺設備水壓不足或液壓支架壓力不夠，或者傳感器發(fā)生故障，這些問(wèn)題都會(huì )在控制系統上清晰呈現，大大縮短了檢修時(shí)間?！?/span>

“現在，攝像頭也支持語(yǔ)音通話(huà)功能了?！蔽忝擅烧f(shuō)，以前是每6個(gè)支架配備1個(gè)攝像頭，現在每3個(gè)支架就配1個(gè)攝像頭，這些攝像頭還能自動(dòng)跟拍，工作效率和安全性大大提升。

未來(lái)從“綜采面”拓展到“全礦區”

在大寧煤礦的智能化集控中心，記者看到中煤裝備研究院的工作人員正圍坐在一起，討論基于礦鴻系統成套裝備在應用過(guò)程中出現的問(wèn)題。他們正實(shí)時(shí)監測設備的運行狀態(tài)、工況數據傳輸以及控制命令下發(fā)的可靠性，并迅速響應現場(chǎng)出現的各種狀況。

中煤裝備研究院負責人介紹，綜采工作面成套裝備是在基于物聯(lián)網(wǎng)體系的架構下，對各種設備進(jìn)行定制化改造的。中國中煤旗下各設備廠(chǎng)商負責其生產(chǎn)的單機產(chǎn)品礦鴻化研發(fā)。其中，刮板運輸機監控設備、液壓支架電液控制設備分別由張煤機、北煤機負責研發(fā)，采煤機、掘進(jìn)機相關(guān)設備分別由西煤機、石煤機負責。中煤裝備公司負責基于礦鴻的集中控制系統成套產(chǎn)品研發(fā)，以及供電、供液類(lèi)產(chǎn)品的礦鴻化改造。每個(gè)廠(chǎng)商專(zhuān)注于其擅長(cháng)領(lǐng)域，確保產(chǎn)品各項性能滿(mǎn)足井下實(shí)際使用要求。

基礎通信及檢測功能的整合工作，由中煤裝備公司聯(lián)合華為技術(shù)團隊集中攻關(guān)完成。各類(lèi)產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中涉及礦鴻底層相關(guān)技術(shù)的部分，由華為團隊提供全面支持。

“基于礦鴻系統的綜采工作面成套裝備在煤礦應用是一次全新嘗試?！睂O鵬亮說(shuō)，傳統連接方式基于總線(xiàn)或以太網(wǎng)架構，而礦鴻系統采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使兩個(gè)設備可以直接連接，并按照統一標準協(xié)議進(jìn)行數據交互。為了讓設備在煤礦特殊環(huán)境下穩定運行，他們從整體電路、接口部件，到單機產(chǎn)品，都進(jìn)行了適配性研發(fā)和穩定性測試。

大寧煤礦在剛開(kāi)始部署礦鴻系統時(shí)，為確保每位員工都能熟練掌握新系統的操作，采用了理論與實(shí)踐相結合的培訓方式。

大寧煤礦機電部負責人王宏偉說(shuō)：“礦鴻系統在207綜采面的成功應用讓我十分自豪?！?/span>

在使用過(guò)程中，一名操作人員指出，比如，系統對于周期維護的自動(dòng)提醒；再如，將運維所需配件關(guān)聯(lián)到控制系統上；另外，希望與編程人員合作處理突發(fā)狀況，共同優(yōu)化程序與流程等。

喬晉虎說(shuō)：“我們希望通過(guò)礦鴻系統實(shí)現設備數據的全面整合和利用。當前，不同煤礦使用的掘進(jìn)機等設備若能統一管理，將極大提升運維效率?！?/span>

中煤裝備研究院負責人表示，接下來(lái)他們將加強研發(fā)，提升礦鴻操作系統性能及穩定性，進(jìn)一步優(yōu)化提升成套裝備的整體性能，把成熟的產(chǎn)品、技術(shù)以及經(jīng)驗推廣到其他礦井。