“這邊屏幕顯示的是攝像頭下的采礦實(shí)景，這邊是應(yīng)用數(shù)字技術(shù)‘復(fù)制’的數(shù)字孿生工作面，數(shù)字孿生工作面能夠?qū)崟r(shí)顯示煤機(jī)位置、煤機(jī)速度、滾筒采高等關(guān)鍵參數(shù)。”3月13日，在國(guó)家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)有限責(zé)任公司金鳳煤礦智能化指揮中心，工作人員指著大屏幕上的4個(gè)并列畫(huà)面介紹。
 

新投入使用的國(guó)家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)有限責(zé)任公司金鳳煤礦智能化指揮中心。 （圖片由受訪單位提供）

采礦實(shí)景和數(shù)字孿生礦井是一對(duì)“雙胞胎”，只不過(guò)一個(gè)“土生土長(zhǎng)”，一個(gè)是利用3D模型和“5G+采煤場(chǎng)景”應(yīng)用等數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行集成，工作人員通過(guò)這個(gè)數(shù)字孿生體，在高度逼真的場(chǎng)景中實(shí)時(shí)監(jiān)控井下設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并實(shí)現(xiàn)機(jī)器狀態(tài)監(jiān)測(cè)評(píng)估和健康管理。

“這是一個(gè)工作面的液壓支架，共有170個(gè)，每個(gè)液壓支架都安裝了壓力傳感器，能感知到來(lái)自頂板的壓力大小，我們從數(shù)字孿生體的大屏幕上看到這根柱子變成紅色，表示來(lái)自頂板的壓力已經(jīng)超壓了，通過(guò)安全閥自動(dòng)泄壓，變成綠色表示欠壓，系統(tǒng)通過(guò)投入自動(dòng)補(bǔ)壓功能，為實(shí)景中的欠壓柱子補(bǔ)強(qiáng)壓力。”金鳳煤礦信息化副總經(jīng)理張鐵聰介紹，依托這些數(shù)據(jù)和模型，操作人員可以更為精準(zhǔn)地判斷出設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，真正實(shí)現(xiàn)智能感知、智慧決策。

2021年起，國(guó)家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)聯(lián)合北京大學(xué)、北京龍軟科技股份有限公司、中煤科工集團(tuán)，構(gòu)建了工作面透明地質(zhì)、設(shè)備模型，基于地質(zhì)模型建立了井上下“1:1”實(shí)景的數(shù)字“孿生”系統(tǒng)，通過(guò)“高精度透明地質(zhì)模型+高精度測(cè)量機(jī)器人+數(shù)字孿生系統(tǒng)”數(shù)據(jù)支撐，實(shí)現(xiàn)煤礦井下可視化仿真分析和遠(yuǎn)程控制，全面構(gòu)建煤礦“監(jiān)測(cè)、控制、管理”一體化智能綜合管理體系和科學(xué)管理模式。

今年年初，工業(yè)和信息化部等4部門(mén)聯(lián)合公布2022年度智能制造試點(diǎn)示范工廠揭榜單位，金鳳煤礦“數(shù)字孿生工廠”建設(shè)項(xiàng)目躋身國(guó)家級(jí)智能制造行列。

金鳳煤礦，是目前寧夏數(shù)字化程度最高的煤礦，將物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、自動(dòng)控制、新一代信息技術(shù)等與煤炭生產(chǎn)技術(shù)深度融合，形成全面感知、實(shí)時(shí)互聯(lián)、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、智能決策、自主學(xué)習(xí)、協(xié)同控制的完整煤礦智能系統(tǒng)。

在這里，僅各類(lèi)傳感器就有1000多個(gè)，組成一個(gè)精準(zhǔn)的“神經(jīng)系統(tǒng)”，全方位無(wú)死角感知著煤礦的“風(fēng)吹草動(dòng)”，機(jī)器設(shè)備或者瓦斯?jié)舛瘸霈F(xiàn)異常會(huì)提前預(yù)警，讓煤炭開(kāi)采更加安全。

不僅如此，很多“急難險(xiǎn)重”的工作都由機(jī)器人來(lái)承擔(dān)：中央變電所巡檢機(jī)器人、膠帶輸送機(jī)巡檢機(jī)器人、清倉(cāng)機(jī)器人等機(jī)器人“戰(zhàn)隊(duì)”全天候忙碌，精準(zhǔn)、不知疲倦地做好自己的“本職工作”。

通過(guò)智能化控制大屏幕，記者看到，巡檢機(jī)器人經(jīng)過(guò)每一臺(tái)設(shè)備時(shí)，大屏幕上就會(huì)實(shí)時(shí)顯示每一臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)。

“設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，巡檢機(jī)器人會(huì)自動(dòng)報(bào)警，我們立刻安排工作人員下井維修。”金鳳煤礦相關(guān)技術(shù)人員介紹，目前該煤礦先后對(duì)主運(yùn)輸、供電、排水、通風(fēng)等10個(gè)系統(tǒng)32個(gè)固定崗位實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻聯(lián)動(dòng)集中控制，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守。

智能礦山顛覆了人們對(duì)煤礦的傳統(tǒng)認(rèn)知：環(huán)境不再臟亂差，煤塵煤渣極大減少，一個(gè)安全、少人、高效、清潔的采礦業(yè)正在向我們走來(lái)。

金鳳煤礦如今實(shí)現(xiàn)了分揀煤矸石自動(dòng)化，更令金鳳煤礦的員工感慨。

“4個(gè)人，分坐在運(yùn)輸煤塊的皮帶兩側(cè)，用耙子把煤矸石耙出來(lái)，一干就是好幾個(gè)小時(shí)，噪聲刺耳，煤塵嗆人，工作環(huán)境很差，一天下來(lái)渾身上下都變黑了，腰酸腿疼。”金鳳煤礦黨群部部長(zhǎng)郭海忠說(shuō)。

2022年，金鳳煤礦安裝煤矸石智能化分揀系統(tǒng)，在全封閉除塵空間內(nèi)，以“X射線(xiàn)自動(dòng)識(shí)別+視頻輔助”雙結(jié)合功能分揀煤矸石，實(shí)現(xiàn)了分揀煤矸石的智能化、無(wú)塵化。

近年來(lái)，金鳳煤礦堅(jiān)持技術(shù)迭代，推進(jìn)采煤智能化建設(shè)，使用快速掘進(jìn)系統(tǒng)，引進(jìn)基于機(jī)器視覺(jué)的智能視頻采集、分析、控制裝備系統(tǒng)；實(shí)現(xiàn)入井人員安全監(jiān)察、行為監(jiān)督及巡檢管控、有毒有害氣體預(yù)測(cè)、SOS求救的數(shù)據(jù)共享和可視化管理，并構(gòu)建起“一套體系高效統(tǒng)管，一部手機(jī)直通金鳳”的智能管理格局，讓煤炭生產(chǎn)更加“耳聰目明”。

金鳳煤礦負(fù)責(zé)人陳自新介紹，努力通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、管理創(chuàng)新和體制機(jī)制創(chuàng)新夯實(shí)智能化建設(shè)水平，用自動(dòng)化、智能化實(shí)現(xiàn)少人作業(yè)，降低煤礦工人勞動(dòng)強(qiáng)度，創(chuàng)建安全可靠的作業(yè)環(huán)境，提高員工幸福指數(shù)。

“煤礦智能化是煤炭行業(yè)高質(zhì)量、綠色發(fā)展的核心支撐。目前，寧夏煤業(yè)所有煤礦全面開(kāi)啟智能化礦井建設(shè)，正構(gòu)建全礦井多單元、多產(chǎn)業(yè)鏈、多系統(tǒng)集成的智能煤礦體系，全面實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)要素和管理信息的數(shù)字化精準(zhǔn)實(shí)時(shí)采集、網(wǎng)絡(luò)化實(shí)時(shí)傳輸、可視化展現(xiàn)，達(dá)到智能化運(yùn)行全覆蓋。”國(guó)能寧夏煤業(yè)信息技術(shù)中心副總工程師林紅梅介紹。