智慧矿山是什么?智慧矿山解决什么问题?

2023-04-04 17:32:02

通俗的讲,智慧矿山与传统矿山就像智能手机和功能机。功能机只能用于语音通话,而智能手机具备丰富多样的软件自动管理和高速的通讯功能。传统矿山傻大黑粗,依赖人工作业;而智慧矿山是以矿山数字化、信息化为前提和基础,对矿山生产、职业健康与安全、技术支持与后勤保障等进行主动感知、自动分析、快速处理,建设智慧矿山,最终实现安全矿山、无人矿山、高效矿山、清洁矿山的建设。目前,中国有4000多座煤矿,矿井开采的地质条件恶劣,塌方、透水、瓦斯爆炸等事故易发,安全风险大、开采效率低、人工成本高等痛点长期制约着煤炭行业的发展。为此,如何提升煤炭企业信息化、智能化作业水平,全面建成安全、绿色、高效、智能的矿山成为全行业高度关注的问题。智慧矿山的使命即来源于此。

智能手机的发展来源于传统手机行业,智能矿山的发展来源于传统采矿行业。从有线电话到功能繁多的智能机,从 2G到5G,智能手机已经在当代社会完全成为了人的延伸。智慧矿山也是在现有矿山基础上开发应用各种新技术、不断发展完善新理念实现矿山智能化。目前智慧矿山发展前景广阔,2020年3月国务院八部委发布的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》提出,到2035年,各类煤矿基本实现智能化,构建多产业链、多系统集成的煤矿智能化系统,建成智能感知、智能决策、自动执行的煤矿智能化体系。目前,煤炭智能化开采还处于示范阶段,适用于条件较好的工作面,随着技术水平的提升,未来10-20年内或将大范围应用。

虽然智慧矿山是一个新兴的概念,但是其发展却是建立在矿山自动化、信息化、数字化所取得成果的基础上,我国智慧矿山的发展历程大致可以分为以下几个阶段:

(1)机械化阶段。我国从上世纪70年代引进综采综掘设备,80年代推行综合机械化开采,到自行研制大型煤矿机械装备,实现了煤机装备国产化,煤机装备制造位于世界领先行列。煤机主要包括掘进机、采煤机、刮板运输机、液压支架等。截止 2018 年,全国采煤机械化程度达到 78.5%,相比 1978年的32.3% 显著提升。采煤机装机总功率达到近3000kW,截割功率达到1150kW,截割高度突破 8.8m,生产能力达到 4500t/h,达到世界领先水平。

(2)综合自动化阶段。21世纪初期,综合集成平台与3DGIS数字平台得到应用、高速网络通道形成,实现了初级数据处理、初级系统联动、信息综合发布。随着电气自动化技术的不断更新,在机械设备的操控方面,电液控制技术不断发展。采煤自动化技术在煤矿企业得到了广泛的应用,不仅可提高煤炭企业自身的生产效率,也减少人工成本。

(3)矿山智能化阶段。是当前我国矿山所处的阶段,BIM技术、大数据技术、5G、云计算技术得到应用,实现了局部闭环运行、多个系统联动、以及专业决策、闭环运行体系、远程诊断维护、智能决策分析、系统预测预判。正在逐步由单个系统智能化向多系统智慧化方向发展,建成智能感知、智能决策、自动执行的煤矿智能化体系,初步形成空间数字化、信息集成化、设备互联化、虚实一体化和控制网络化的智慧矿山。

由此可见,智慧矿山的发展从机械化到自动化,再到工业4.0时代的智能化,越来越无人化。

我国矿山信息化建设发展到今天,各类子系统基本虽然已经实现了网络化集成,但是各系统获取的海量数据却无法得到有效的共享和进行融合分析,这种各系统各自为战的模式,使得“信息孤岛”在矿山行业显得异常突出。为了解决此问题,需要大量智能设备(芯片,数字传感器,宽带通信能力)来帮助矿山实现“质的突破”,新型信息基础设施显得尤为重要。

2021年9月,由中国广电、中国移动联合中煤陕西榆林能源化工、中煤科工智能矿山有限公司、中煤信息技术、中兴通讯共同打造,陕西大海则煤矿项目在国内首次实现5G 700MHz频段煤炭领域应用助力实现矿井地面和井下5G信号全覆盖,为5G智能矿山场景中4K视频监控、5GVoNR视频通话、井下自动驾驶、工作面远程操控等多场景应用奠定基础。[1]中兴通讯提供的5G专网技术和大数据、AI图像识别、大视频等多基础能力的组合在此项目中起到了尤为关键的作用。

中兴通讯作为全球领先的综合通信解决方案提供商,中国最大的通信设备上市公司,经过多年的发展,中兴目前已经不单是通讯设备商了,是数字转型方案的全套方案和服务提供商。中兴通讯具5G专网技术和大数据、AI图像识别、大视频等多种优势强强联合,在全世界范围内同时具备这些的优势的企业并不多,一个优秀的智慧矿山平台离不开这些核心技术的赋能。

中兴通讯自2020年开始,历经两年5G赋能矿山的行业探索,认为ICT与矿山应用结合的价值得到确定性的验证,于2021年12月底成立矿山业务部,专攻矿山行业细分市场。

矿山业务部由中兴通讯执行副总裁、首席运营官谢峻石挂帅,聚集包括行业专家、产品研发、市场销售、工程交付、商务采购等全链条人员,以矿山行业客户为边界,将公司各经营要素有效地连接起来,打破原有组织条框,快速集结资源,向前打通营销、向后拉通方案/产品,致力于打造极简、极速和安全的矿用网络,构建万物互联的智能矿山。 

截至目前,中兴通讯联合了20多个专网、业务合作伙伴。如近日在2022世界电信和信息社会日大会期间,中兴通讯与内蒙古大中矿业股份有限公司(简称“大中矿业”)在大会上签署战略合作框架协议。并先后在陕西、山西、内蒙、河南、安徽、新疆等实现70多个项目应用落地,完成了包含井工矿、露天矿在内的掘进机远控、智能综采、智能巡检、无人矿卡、视频拼接等业务应用掘进机远控、智能综采、智能巡检、无人矿卡、视频拼接等业务应用。在产品研发、生态协同、项目方案等方面开展合作的同时,利用5G赋能安全生产各项需求,逐步实现少人无人生产、自动输送、自动装卸、自动驾驶、机器人巡检等智能化升级;共同推动互联网、大数据、人工智能、5G边缘计算等创新技术在矿业的应用探索与实践。这也基本包含了智能矿山所需要的十大智能系统:5G+智能采煤系统、5G+智能掘进系统、智能调度集控系统、设备智能预警与远程会诊系统、物联网+智能仓储系统、副斜井智能交通安全管控系统、5G+智能输送带运输系统、无人值守一体化煤质销售管控系统、智能通风系统、远程智能办公系统

在5G建设日趋规模化的当下,中兴通讯也将继续深耕行业数字化转型关键能力的开发,打造全面的技术生态和应用生态,引领产业数字化转型,服务高质量数字经济的建设。未来,中兴通讯将继续以开放、融合、共赢的姿态,携手更广泛的行业合作伙伴,探索智能矿山、绿色矿山向美丽矿山的不断延伸,摸索出一条适合矿山的可持续发展、行之有效、可复制的道路。