智能化礦山建設(shè)不僅僅是煤炭行業(yè)傳統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域的改造升級,更是其在服務(wù)于國民經(jīng)濟(jì)過程中的地位、作用改變的體現(xiàn)。
某種意義上講,手機(jī)的發(fā)展路徑就是智能化礦山建設(shè)的路徑。我們在解決了現(xiàn)有煤礦開采問題的基礎(chǔ)上,又融合了高端的先進(jìn)技術(shù)來實現(xiàn)傳統(tǒng)煤礦生產(chǎn)運營的升級發(fā)展。
智能化存在的問題主要在三個方面
自動化和智能化的區(qū)別在于一個是自動執(zhí)行,一個是主動執(zhí)行。自動化更多是按照我們設(shè)置的既定程序自動執(zhí)行,智能化則代表了主動性。一個系統(tǒng)到底是自動化還是智能化就要看其自主工作機(jī)制,比如能夠根據(jù)工作面的地質(zhì)條件自動做出調(diào)整,或是在安全監(jiān)測過程中做出預(yù)測分析、主動報警等,都是智能化的體現(xiàn)。
目前,我國以中國煤炭科工集團(tuán)、中國礦大等為代表的研發(fā)機(jī)構(gòu)在地質(zhì)信息探測、礦山建模、生產(chǎn)自動化、安全監(jiān)控、管理信息化等方面開展了大量理論和技術(shù)研究。黃陵礦業(yè)、神東礦區(qū)、陜北張家峁、延長石油巴拉素等在數(shù)字化礦山建設(shè)、生產(chǎn)系統(tǒng)智能化等應(yīng)用方面取得了突破性進(jìn)展。
數(shù)字礦山及智能化開采將控制、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)采礦科學(xué)融合發(fā)展,是煤礦開采領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展趨勢和當(dāng)前研究的熱點問題。建設(shè)智能化礦山已經(jīng)成為國內(nèi)外煤炭企業(yè)的必然選擇。
但是,在智能化礦山建設(shè)發(fā)展過程中仍存在一些問題,主要包括信息孤島、標(biāo)準(zhǔn)不健全、關(guān)鍵技術(shù)未突破等三個方面。信息孤島體現(xiàn)為各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)沒有深度融合、無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)的充分利用和智能化管控;標(biāo)準(zhǔn)不健全體現(xiàn)在數(shù)字化建模、通信、智能化礦山架構(gòu)等方面缺少統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),難以實現(xiàn)跨系統(tǒng)、跨平臺集成應(yīng)用;在關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域,井下定位、高清視頻圖像獲取及應(yīng)用、智能化采掘裝備等技術(shù)尚未突破。
深度融合人工智能與采礦工藝技術(shù)
智能化礦山更偏向于一些信息化和自動化控制的技術(shù),但煤炭行業(yè)從業(yè)人員更關(guān)心的還是煤礦井下。不論井上井下都是相互關(guān)聯(lián)的,有所偏頗可能就會影響智能化建設(shè)效果。
智能化礦山建設(shè)以“網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通、數(shù)據(jù)共享交換、信息融合安全、功能協(xié)同聯(lián)動、能源節(jié)約利用”為方案設(shè)計的總原則。在智能化煤礦頂層設(shè)計和建設(shè)中,要遵循“打通信息壁壘”“鏟除信息煙囪”“消除信息孤島”“避免重復(fù)建設(shè)”的技術(shù)方法,同時將人工智能與采礦工藝技術(shù)深度融合,讓智能化更好地替代人類工作。
礦山總體架構(gòu)及綜合管控操作平臺具有可視化、事件響應(yīng)和報警、維修維護(hù)、趨勢分析和報告、質(zhì)量分析、網(wǎng)絡(luò)報告、移動端報告等頂層功能,可分為數(shù)據(jù)采集與智能感知、高速信息傳輸網(wǎng)絡(luò)、智能化生產(chǎn)系統(tǒng)、智能安全保障系統(tǒng)、全礦井設(shè)備和設(shè)施管理、供應(yīng)鏈經(jīng)營管理系統(tǒng)等方面。
智能化礦山在井下要做的工作主要包括生產(chǎn)技術(shù)、安全技術(shù)、保障技術(shù)三個方面。生產(chǎn)技術(shù)包括開采、掘進(jìn)以及洗選、裝車等;安全技術(shù)包括頂板、瓦斯、防滅火、人員安全等災(zāi)害的監(jiān)測,也就是感知、分析和趨勢預(yù)測等;保障技術(shù)則包括排水、通風(fēng)、物流調(diào)度等管理以及供電等。
在井上,智能化礦山的主要工作是獲取生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)并且將其放入統(tǒng)一的綜合管控大數(shù)據(jù)庫中,用大數(shù)據(jù)庫支撐智能化管控平臺的應(yīng)用,包括各種數(shù)據(jù)的分析、顯示,以及趨勢預(yù)測、報警等;在分析過程中,會用到如大數(shù)據(jù)處理、云計算等人工智能技術(shù),在這些技術(shù)的支撐和推動下,才能提升現(xiàn)有的煤礦生產(chǎn)技術(shù)水平。