让露天煤矿以“数”增安提效

立秋已过，暑热未消。顶着炎炎烈日，在国家能源集团准能黑岱沟、哈尔乌素2个露天煤矿生产区域内，800多台套设备、1000多名工人忙碌不停，保障着每天17万吨商品煤的稳定供应。

作为我国煤炭能源保供的绝对主力，准能集团2个3000万吨级露天煤矿的高效运行，依托的是全产业链一体化数据联动分析管理。

“露天煤矿生产组织涉及穿爆、采掘、运输、排弃、供电、洗选、装车一套完整生产链的协调运转，哪一个环节出问题，都牵一发而动全身。”准能集团生产指挥中心主任田晓轶介绍，“我们现在使用的一体化智能联动大数据分析系统，每天采集、共享数据1亿多条，包括生产数据、经营指标、设备状态、安全状态等，通过对数据进行综合分析，实现上千台套生产设备的高效运转，快速制定最科学合理的生产方案。”

“数智助手”让矿山开采更高效

准能集团“数字矿山”项目于2019年建成投用，整合60多个信息系统，形成集中统一的数据中心，实现生产、安全、经营、机电、技术等管理领域全覆盖，让千头万绪的矿山管理“一图懂”“一把抓”。

戚振明作为“数字矿山”项目牵头单位——准能集团信息中心负责人全程参与。从2016年立项开始，经过上千个日夜的调研，他们与研发团队和使用单位一起，整合国家能源集团和准能集团数据，构建平台、编制标准，让60多个信息系统的2358张表，灵活应对不同数据库、不同频率、不同数据量级的各种数据需求。

准能集团高效的生产组织建立在数据综合分析应用的基础上。“产运销”一体化运营决策支持系统，提供市场行情、生产数据、经营分析、利润测算4个功能模块。企业管理者通过查询市场行情，按照效益最大化原则，制定方案、下达任务。

图为采矿技术员正在用三维软件设计采矿方案

走进黑岱沟露天煤矿生产技术部办公室，采矿技术员刘喜顺正在用三维软件设计采矿方案。他介绍，通过激光扫描仪和航测无人机采集采场、排土场地形数据，先生成地表模型，再导入地质钻孔数据，就能建立数字矿山模型，效率比传统测量方式提高了70%以上，为采场及排土场设计、生产计划排定提供了更直观、精准的参考。

数字矿山模型的应用，衍生出更多便捷高效的生产支撑系统。数字矿山模型与爆破设计软件、北斗卫星导航系统相结合，衍生出露天煤矿智能爆破管理系统。爆破设计软件根据采区地质数据设计爆破方案，钻机根据北斗导航定位精准布孔，智能机器人通过感应探头完成孔深、水深等数据测量，炸药车根据炮孔数据智能装填炸药，1000多吨炸药根据设定时间参数渐次引爆，采区35%、近170万立方米的岩石就精准排弃到下方采空区。“如果用电铲加卡车的常规工艺剥离这些岩石，至少得2个月。”黑岱沟露天煤矿爆破技术主管陈需说。

准能集团基于统一的数据中心，将采矿设计、原煤生产、洗选装车以及应急指挥等业务整合，实现了一体化数据管理。在哈尔乌素露天煤矿生产调度室，20多平方米的调度显示屏上，当日煤炭产量、电铲卡车运行状态、设备检修等11项生产数据实时显示，为高效协同生产提供准确的数据支撑。

数据分析让煤矿安全更可靠

露天煤矿开采是一个环形向下开采过程，上下相邻2个作业平面之间会形成坡面，即边坡。边坡稳定才能保证开采安全。

准能集团露天煤矿的边坡最高达75米。为了消除高台阶片帮、滑坡造成的地质灾害，准能集团在国内首次提出并应用边坡监测雷达，建立实时监控预警系统，部署5台雷达、162套边坡监测系统，实现24小时全天候监测预警。

图为电铲正在为无人驾驶卡车装载岩石

“边坡监测雷达能实时获取高台阶边坡变形、沉降数据，迅速识别潜在危险区域，准确预测片帮、滑坡发生时间和范围，提前2小时至48小时发出预警，有效保证人员和设备第一时间撤离。”黑岱沟露天煤矿边坡技术主管董佳伟说。

边坡监测雷达在准能集团应用以来，成功预测、预报280余次片帮，规模最大的一次片帮面积达3万平方米，预警精准率达100%。

矿用卡车交通安全是露天煤矿安全管理的一大难点。矿区路况复杂、卡车司机视野盲区大、车辆存在交叉作业，都是卡车运输的重大安全隐患。为此，准能集团研发了卡车“四位一体”安全保障系统。该系统集车载GPS防撞预警、车辆超速管理、驾驶员疲劳警示和行为监控、毫米波雷达自动刹车等功能于一体，能够及时预警潜在安全风险，自动采取相应措施。

“防撞系统利用毫米波雷达探测技术，实时监测两车距离。经过雷达控制器的综合判断算法，当距离小于正常值时，系统会发出安全提醒；当小于安全距离时，系统自动刹车，避免车辆追尾或者碰撞。”哈尔乌素露天煤矿安监站站长高富强介绍道。

2020年以来，准能集团聚焦“减人、增安、提效”目标，大力推进5G+矿用卡车无人驾驶项目，为矿用卡车装上激光雷达、毫米波雷达以及4D光场感应系统，并搭建5G网络、V2V物联通信等基础设施，应用一体化线控技术，实现多编组无人化装车、运输、绕障、卸载等全过程的安全作业。同时，上线设备系统自检、故障诊断、健康状态评估、历史数据查询等功能，不断提升无人驾驶卡车安全性能。

目前，准能集团已实现36台300吨级无人驾驶矿用卡车多编组“装、运、卸”无安全员常态化运行，同等条件下与有人驾驶效率持平，实现“安全零事故、作业无等待、运输低排放、智能少人员”。

数据联动让经营管理更智慧

通过数字矿山建设，准能集团打通从源头到终端的各个环节，建立矿山感知、分析、预测、决策与控制的完整智能系统。依托“生产联动大数据分析系统”等数字化平台，准能集团财务、成本、物资供应、煤炭运销等各类信息资源得到系统整合。

图为调度员正在利用数据管理平台指挥生产

基于经营数据的分析应用，准能集团开发了数字财务与经营管控系统，包含生产消耗定额、预算分解执行管控、成本分析展示、班组成本核算4个功能模块，构建起包括300余类主要生产设备和4.5万种物料数据，横向覆盖各单位、纵向核算到单机个人的全程全域的管理架构。

通过矿山调度、燃油监控、供配电监控、炸药混装车监控等系统获得的来自生产现场的实时数据，与来自地测及采矿设计、调度作业、生产监控等系统的管理数据，统一进入数据中心进行集中管理，再运用大数据分析，支持企业生产经营任务目标和企业发展战略目标全面实现。

据测算，准能集团“数字矿山”项目实施以来，年可降低直接成本9982.26万元；主采设备可动率提升4.54%，实动率提升2.29%。

“下一步，我们要继续推进数据标准化建设，形成露天煤矿数据标准化体系，结合业务需要开发大数据分析模型，提升数据收集分析能力，为更加精确高效的决策提供支撑，助力企业做优做大做强。”准能集团副总经理杨胜利表示。（高飞）