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  1. 新華通訊社主管

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    智慧礦山融合應用向縱深發展
    2022-11-03 來源: 經濟參考報

      編者按

      作為“5G+工業互聯網”融合創新、賦能千行百業的典型案例,智慧礦山應用正在向縱深發展。我國200余家智慧礦山的實踐證明,大規模一體化解決方案的落地,讓礦山這個痛點最多的應用場景實現率先突破,使5G+工業互聯網的現實意義凸顯出來,成為有效改變一個行業的發展途徑,并由此輻射、溢出到其他行業,帶動千行百業轉型升級。

      礦山智能化建設顯現倍增效應

      記者 陳愛平 上海報道

      “在過去,煤礦井下主運系統采用人力巡檢的方式,工作環境復雜、噪聲大,存在安全隱患;有線、無線、廣播、安全監控、視頻、人員定位等各類系統沒有聯通,處理程序復雜。如今,我們坐著防爆車隨時隨地用防爆手機聯系工作面礦工;在生產調度中心實時查看井下通過5G網絡回傳的工作畫面,掌握礦工的實時位置?!眹夷茉醇瘓F烏海能源有限責任公司老石旦煤礦綜采隊隊長李偉偉這樣形容5G給采礦工作帶來的改變。

      這些改變源于“5G+工業互聯網”的運用。

      專家分析,安全生產是采礦行業的“紅線”。在露天礦環境中,礦山石墜落易引起開采人員傷亡,多層重疊采空區有出現塌方、滑坡、瓦斯爆炸、沖擊地壓等事故風險的隱患。在井工礦環境中,存在高溫、高濕、粉塵等惡劣的工作環境,工人長時間高強度井下作業對健康造成較大威脅?!?G+工業互聯網”可以很好地解決上述難點痛點:5G及相關技術的應用,高效支撐井下綜采設備的遠程操控,支撐井下工作面的遠程監控并助力井下自然災害防治和人員管理,助力實現井下作業的少人化、無人化,助力礦山設備數字化、網絡化、智能化,大幅提升井下采掘效率。

      以李偉偉所在的老石旦煤礦為例,中國移動(上海)產業研究院聯合中國移動內蒙古公司在此地搭建了5G智慧礦山平臺,實現礦井地面和井下5G信號全覆蓋,也部署了基于5G技術的虛擬交互應用、超高清視頻、工作面智能化、遠程實時控制、遠程協同運維、井下巡檢和安防等煤礦井下應用場景。

      “距地面往下320米的采礦工作面有16個高清攝像頭,它們拼接的全景畫面借助大帶寬、低時延的5G網絡高速傳輸。井上的調度人員站在大屏幕前便有身在井下工作面的既視感,便于遠程監控管理?!崩顐フf,得益于AI智能分析系統對主運皮帶運行狀態進行實時監測,原來的皮帶巡檢從三班12人次減少為三班3人次;供電、通風、壓風、注氮、供水、排水、主運輸、洗選等8個系統11個固定崗位實已由121人減員至39人。

      中國移動(上海)產業研究院副總經理陳豫蓉介紹,中國移動在29個省區市已經打造了260多個智慧礦山項目。在她看來,隨著5G+工業互聯網應用的不斷深化,5G智慧礦山已經從5G網絡的簡單覆蓋邁向了更深層面的煤礦5G生產應用研發:網、云、平臺、應用的一體化融合,形成全面感知、實時互聯、分析預測、協同控制的有機整體。這樣的智慧礦山,通過實時通信“連”得更實時更高質;通過5G+視頻傳輸的方式,“看”得更清楚更全面;通過5G的低時延進行遠程控制,“控”得更精準更敏捷;通過邊緣計算的下沉,“算”得更協同更高效;通過5G傳感方式進行物聯定位,“感”得更多維更迅速。

      例如,中國移動在內蒙古鄂爾多斯的蒙發集團窩兔溝煤礦落地了“1張5G專網+1個私有云+1個工業互聯網平臺+N個應用場景”的一體化智慧礦山解決方案。其中,一張高品質5G專網,實現對井上井下全面覆蓋,實現了排水、通風等7個子系統的5G遠程操控;一個礦山私有云,實現全國首個煤礦云機房部署于運營商機房,實現應用云端化、數據IP化和電信級運營,減少機房一次性建設成本600萬元,降低企業40%運維成本;一個One-Power工業互聯網平臺,接入18個子系統、超過4000傳感器,實現基于三維質量管理信息系統的融合管控,系統稼動率提升30%;N個應用場景,包括5G主煤流集控、5G機器人巡檢等等。

      一體化解決方案的落地,為礦山整體智能化建設帶來倍增效應。據介紹,窩兔溝煤礦5G智慧礦山項目落地后,直接助力窩兔溝煤礦每年降低人員成本約600萬元,煤礦核增產能從每年90萬噸提升到每年210萬噸,每年增效達3.6億元。

      智慧礦山是我國“5G+工業互聯網”融合創新、賦能千行百業的典型案例。工信部數據顯示,我國已累計建成開通5G基站196.8萬個,5G應用覆蓋國民經濟40個大類,在全國200余家智慧礦山、1000余家智慧工廠、180余個智慧電網、89個港口、超過600個三甲醫院項目中得到廣泛應用。工業和信息化部印發《5G全連接工廠建設指南》提出,“十四五”時期,主要面向原材料、裝備、消費品、電子等制造業各行業以及采礦、港口、電力等重點行業領域,推動萬家企業開展5G全連接工廠建設,建成1000個分類分級、特色鮮明的工廠,打造100個標桿工廠,推動5G融合應用向縱深發展。

      內蒙古:智慧礦山建設穩步推進

      記者 蔡博騰 呼和浩特報道

      隨著5G技術日漸成熟,近年來內蒙古智慧礦山建設穩步推進。截至2022年10月底,內蒙古自治區77處煤礦已建成智能化采掘工作面133個。未來,內蒙古將推動煤炭行業向形態更高級、分工更優化、結構更合理階段演進。

      智慧礦山建設顯效

      在國能準能集團有限責任公司(下稱“準能集團”),黑岱溝露天煤礦、哈爾烏素露天煤礦均已成立智能化領導組織機構。其中,黑岱溝露天煤礦2021年12月通過了內蒙古自治區煤礦智能化建設示范項目驗收。按照總體規劃,目前各環節正在大力推進,采場5G網絡等基礎設施已全面覆蓋。利用三維采礦設計軟件、三維激光掃描儀和無人機航測等技術,采礦設計智能化已經實現;穿爆環節推進鉆機遠程控制、孔深自動測量;采裝環節運用電鏟-卡車智能采剝工作面;供電環節實現大型設備能耗計量、遠程停送電;生產輔助設備(裝載機、推土機、平路機等)進行智能化改造,與主采設備實現智能聯動;企業整合完善各類安全監測預警系統。

    智慧礦山井下的中央水泵房智能巡檢機器人在巡檢。新華社記者 邵瑞 攝

      《經濟參考報》記者了解到,礦區4G網絡目前建設了14個基站,采用雙基帶處理單元、雙核心網、雙鏈路實現網絡保障,做到礦區信號無死角覆蓋。目前,4G網絡承載對講用戶500余個、CPE終端700余個、攝像頭50余個,實現礦山監控、卡車智能調度、燃油監測、胎壓監測、4G語音對講等業務的數據傳輸。

      5G網絡目前已開通基站23套。在黑岱溝露天煤礦南500米及1060采場、1120排土場、觀禮臺、維修中心、辦公區,哈爾烏素露天煤礦維修中心、炸藥廠、矸電廠區,已經實現5G網絡全覆蓋。兩礦聯絡、哈爾烏素露天煤礦選煤廠、下坑路部分區域,5G網絡已經覆蓋。

      黑岱溝露天煤礦智能化建設管理中心經理郭培介紹,企業建立例會制度,積極推進智能化項目落地,建立持續改進的安全風險管控和隱患排查治理機制,確保項目順利實施,全面推進智能化建設,促進煤礦安全、質量、效率與效益穩步提升,打造以“單機裝備智能控制、多機裝備智能協同”為核心的國家智能礦山建設示范標桿。

      智能化工作面續增

      內蒙古自治區能源局于2021年8月印發《內蒙古自治區煤礦智能化建設驗收辦法(試行)》和《內蒙古自治區煤礦智能化建設基本要求及評分方法(試行)》,明確智能化煤礦建設標準和驗收程序、評分辦法、分數要求,為煤礦智能化建設提供行動綱領。

      內蒙古自治區能源局數據顯示,截至2022年10月底,內蒙古自治區77處煤礦已建成智能化采掘工作面133個。其中,智能化采煤工作面87個,智能化掘進工作面46個,25處露天煤礦開展無人駕駛試驗。

      通過智能化建設,一些煤礦生產環節實現遠程控制,系統設備操控由井下轉移至地面,日常生產由依靠人工高強度作業,轉變為依靠智能操控中心、智能技術支持中心和智能運維隊伍協作完成。智能化采掘工作面井下作業人數由大概20人減至10人以下,最低達到3至5人。

      數據顯示,智能化設備人工干預率由超過50%降至20%以下,人均工效大幅提升。利用先進技術,內蒙古建設智能化災害預警預控系統,可以有效、及時應對各種突發事故和自然災害,切實做到“治病于未病,防患于未然”。

      技術創新不斷推進

      據悉,內蒙古自治區能源局將嚴格按照國家關于煤礦智能化建設各項部署要求,進一步完善煤礦智能化建設技術標準,加強與高等院校、科研院所、企業合作,為煤礦智能化建設提供技術支撐。

      內蒙古將督促指導煤礦企業建設基于5G的信息傳輸系統,有效提高網絡數據傳輸速率;建設煤礦智能化采煤工作面、掘進工作面,應用主運輸系統在線監控、輔助運輸系統精準定位、車輛輔助駕駛、井下固定崗位無人值守與遠程操控等新技術,井工煤礦同步建設井上下無線可視定位通訊終端,為井下作業場所疑難問題的“遠程會診”和事故應急救援提供精準支持。

      此外,未來內蒙古將嚴格控制采煤工作面、掘進工作面人數,實現“少人則安、無人則安”目標。內蒙古鼓勵采用無人駕駛、無人機、機器人智能巡檢等新技術、新裝備,最終實現煤礦由“高危生產”向“本質安全”轉變,由“規模產量”向“質量效益”轉變,由“勞動密集”向“技術創新”轉變,由“傳統開采”向“智能開采”轉變,走出一條質量更高、效益更好、結構更優、優勢充分釋放的發展新路,推動煤炭行業向形態更高級、分工更優化、結構更合理階段演進。

      黑龍江:5G應用助傳統產業升級

      記者 范迎春 哈爾濱報道

      全國重要傳統工業基地、長期以來資源型產業占主導地位的黑龍江省,近年來大力發展數字經濟,拓展5G等現代技術的應用場景,在傳統的礦業、油氣勘探開發等領域推進數字化改造和傳統產業轉型升級,經濟發展不斷釋放出新活力。

      黑龍江省委、省政府高度重視數字經濟發展,將其確定為全省四大新經濟產業藍圖中的“一號工程”,陸續出臺32項產業振興發展政策,拿出近5億元專項資金,從延伸壯大數字產業鏈、培育引進市場主體、推進產業數字化轉型升級等方面支持做大做強細分產業。

      煤炭是黑龍江省經濟的一個重要板塊。根據黑龍江龍煤礦業控股集團有限責任公司與華為煤礦軍團簽署的深化合作協議,龍煤集團與華為在5G、工業互聯網、數字化轉型、礦山智能化、數字化人才培養等領域開展合作。華為公司現場演示的5G遠程挖礦系統,可通過像游戲機一樣的手柄控制礦場的大型采掘設備,生動描繪出一個新型礦山的高智能化場景。

      5G網絡及應用技術是發展數字經濟的重要基礎條件。相關統計數據顯示,截至目前,黑龍江省內5G網絡已經覆蓋到這個省的13個市(地)、127個縣(區)和1481個鄉(鎮),不斷完善的基礎設施為城鄉數字化建設提供了強有力支撐,為傳統產業的轉型發展提供了重要依托。

      在大慶油田采油三廠第八作業區生產管理中心,通過5G網絡實時數據可以精準察看每口油井的運行情況。操作人員通過實時數據發現10公里外一口油井數據異常,隨即下達了洗井指令。而在以前,什么時間洗井這類的作業都需要靠經驗來判斷,應用5G數字系統大幅提高了工作效率。大慶油田有限責任公司首席技術專家、中國工程院院士程杰成介紹說,大慶油田近年來推進實施“數字油田、智能油田、智慧油田”三步走戰略,目前數字油田建設已初具規模,走在全國同行業前列。

      相關分析認為,黑龍江省作為東北傳統工業基地的代表省份,擁有大量的數據資源、豐富的5G應用場景,發展數字經濟具有廣闊增長空間。近年來,已經有一批像大慶油田一樣的“重量級”企業,借助5G和人工智能等新技術開辟出一片新天地。

      哈電集團是我國最大的發電設備制造企業之一。近年來,哈電集團電機公司以“數字化、網絡化、智能化”為方向,高標準謀劃智慧工廠建設與流程重塑,統籌建立數字化標準體系,提升智能制造水平。2020年9月,哈電集團與中國移動、中興通訊等企業合作,三方聯手打造黑龍江省首個5G智能實訓基地,幫助技術人員快速、高效掌握高端制造工藝流程。目前,哈電集團5G應用已進入8個工藝流程和4個管理流程,如5G+葉片質檢應用、5G+機器視覺自動焊縫尋位質檢、5G+機器視覺內焊縫檢測、5G+AI識別、5G+生產設備聯網及數據采集等。

      目前,中國聯通黑龍江公司在黑龍江省簽約了近百家5G智慧醫院,搭建了5G教育教學一體化智能云平臺,為哈工大、哈工程、哈商大、東北農大等多家高等院校開通了5G智慧校園。2022年7月,哈爾濱醫科大學附屬第二醫院心血管病醫院專家通過5G遠程醫療平臺,指導300公里外的牡丹江心血管醫院醫療團隊為一位身體狀況不好、不便長途奔波的患者進行心臟支架植入手術,手術室實時畫面、患者血管造影圖像等內容清晰呈現在哈醫大二院大屏幕上,手術順利完成。

      根據黑龍江省工業和信息化廳新近發布的信息,2022年以來先后有華為、騰訊、百度等一批國內數字經濟頭部企業落戶黑龍江,目前這個省數字經濟在談項目超過100個,特別是圍繞5G新基建提速擴容、信息技術應用創新產業落地等項目進展順利。其中,華為技術有限公司將區域總部和人工智能計算中心落戶哈爾濱,業務輻射東北三??;奇安信公司在黑龍江省設立子公司,為當地數字經濟發展提供網絡安全保障。

      統計顯示,目前我國70%的5G行業商用項目集中在大工業體系的子行業,有超過5000個5G工業項目已完成商業閉環和交付落地。華為中國區5G創新部部長王法表示,黑龍江省擁有大量的數據資源和豐富的5G應用場景,深度引入5G技術不僅能給傳統工業帶來新的生機活力,而且能豐富5G行業應用的工具箱,實現雙贏效果。

      豐富的應用場景和良好的政策環境,使黑龍江省引起業界廣泛關注。坐落于哈爾濱市平房區的中國移動哈爾濱數據中心園區,是中國移動9.5億用戶大數據資源池及全國大數據防疫平臺的載體。由其承建的黑龍江省級政務云項目,目前已為30多家廳委辦局提供云服務。

      相關專家分析預測,今后15年將是5G+工業互聯網和智能制造新一輪工業革命核心技術發展的關鍵時期,中國制造業面臨著前所未有的嚴峻挑戰,同時也面臨重要的歷史機遇。5G網絡憑借大帶寬、低時延、廣連接等特性,可以和工業互聯網有機結合,高效協同各生產要素,實現工業的流程再造,助力老工業基地企業通過廠房和設備智能改造等途徑實現轉型升級、再創輝煌。

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