1　礦井建設基本情況

伊犁一礦位于美麗的“塞外江南”新疆伊犁哈薩克自治州察布查爾錫伯自治縣瓊博拉鎮，距離哈薩克斯坦50km。礦區北距縣城34km，距離全國最大的國際陸路口岸—霍爾果斯口岸150km，交通便利，位置優(yōu)越，是國家發(fā)改委核準的新疆第一座千萬(wàn)噸特大型現代化井工礦井，設計生產(chǎn)能力為1000萬(wàn)t/a，服務(wù)年限為142a，概算總投資51億元。礦井分南、北兩個(gè)工業(yè)場(chǎng)地，采用斜立混合開(kāi)拓方式，分別如圖1和圖2所示。投產(chǎn)時(shí)，共布置5條井筒，分別為北工業(yè)廣場(chǎng)的進(jìn)風(fēng)立井，南工業(yè)廣場(chǎng)的材料斜井、回風(fēng)立井、主斜井和緩坡副斜井。

圖1 北工業(yè)廣場(chǎng)鳥(niǎo)瞰圖

圖2 南工業(yè)廣場(chǎng)鳥(niǎo)瞰圖

礦井為I類(lèi)易自燃煤層，自然發(fā)火期為32天，屬低瓦斯礦井，水文地質(zhì)類(lèi)型為中等，非沖擊地壓礦井?；夭晒ぷ髅娌捎米呦蜷L(cháng)壁綜合機械化放頂煤工藝，全部垮落法管理頂板；掘進(jìn)工作面采用綜合機械化掘進(jìn)工藝。目前共有1個(gè)采煤工作面、2個(gè)掘進(jìn)工作面，分別為1503E綜放工作面、1504E上順槽、1507W下順槽綜掘工作面。

2　案例介紹

伊犁一礦作為山東能源在新疆地區的唯一的智能化引領(lǐng)型示范礦井，按照“高起點(diǎn)、高裝備、高智能、高效率、高收益”的建礦要求，堅持走礦井“重裝大型、智能高端”的云之路，秉承集聚高端裝備、集成先進(jìn)技術(shù)、集匯顛覆創(chuàng )新、集結前沿管理的理念，緊緊圍繞“安全高效綠色少人智能”的建設思想，弘揚“建百人工程、創(chuàng )百年礦井”的“雙百工程”奮斗目標，努力打造煤炭行業(yè)“安全開(kāi)采、高產(chǎn)高效、綠色和諧、智能管理”的無(wú)人化生產(chǎn)新模式，探索出一條以大數據中心為基礎，智能化工作面為特色，智慧機電運輸系統為支撐的“極簡(jiǎn)礦井”發(fā)展之路。全力打造出了彰顯伊犁一礦IMCC（Intelligent Mine Command Center）特色的智慧礦山指揮中心。

2.1　搭建模塊化數據中心，實(shí)現云端化運行轉變

搭建新疆煤炭行業(yè)第一座現代化微模塊數據機房，建設了華為超融合云平臺，利用虛擬主機，實(shí)現各自動(dòng)化子系統在云服務(wù)器中運行，解決了傳統數據機房多服務(wù)器羅列的空間浪費問(wèn)題。通過(guò)構建數據產(chǎn)業(yè)結構、建立標準體系、打通信息交互鏈條，實(shí)現由傳統的“人力密集型、重復操作型、海量數據型”生產(chǎn)場(chǎng)景向云用戶(hù)感知、運營(yíng)態(tài)勢一點(diǎn)可視的轉變。運行中的微模塊數據中心如圖3所示。

圖3 運行中的微模塊數據中心

新建成的機房將全礦辦公網(wǎng)絡(luò )核心、萬(wàn)兆工業(yè)環(huán)網(wǎng)核心、調度交換核心、大數據超融合核心集成到一體化機房進(jìn)行統一管理，配置獨立環(huán)境監測、配電、制冷、新風(fēng)、照明、安防、消防等系統，通過(guò)10寸觸摸屏+后臺web界面，實(shí)現各系統數據實(shí)時(shí)監控、快速故障定位和問(wèn)題處理，縮短管理需求響應時(shí)間，提升數據中心的防護能力，保障安全運行。數據機房按照國標規范進(jìn)行綜合布線(xiàn)，提高數據中心的整體運營(yíng)效率，實(shí)現網(wǎng)絡(luò )、信息核心設備快速部署、彈性擴展和綠色節能功能，為智慧礦山建設提供了可靠的硬件和鏈路基礎。微模塊數據中心監控系統如圖4所示。

圖4 微模塊數據中心監控系統

2.2　架構安全生產(chǎn)綜合管控平臺，為礦井生產(chǎn)保駕護航

運用3D虛擬仿真和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，架構安全生產(chǎn)綜合管控平臺，實(shí)現對礦區、建筑和各種設備的三維模型展示和遠程監視?；跀底謱\生技術(shù)實(shí)現了礦井主要生產(chǎn)環(huán)節如主煤流、通風(fēng)、排水、壓風(fēng)等系統的集中控制，保證全礦井主要生產(chǎn)系統的數據采集及統一展示，達到無(wú)人值守、少人巡檢的目的，有效提高了礦井生產(chǎn)效率，主通風(fēng)機房三維自動(dòng)化控制系統如圖5所示。

圖5 主通風(fēng)機房三維自動(dòng)化控制系統

礦井各自動(dòng)化系統在異構條件下達到信息聯(lián)通、共享和聯(lián)動(dòng)的目的，保證了生產(chǎn)調度、決策指揮的網(wǎng)絡(luò )化、信息化、科學(xué)化，為礦井安全生產(chǎn)、有效預防和及時(shí)處理各種突發(fā)事故和自然災害，提供有效手段，為礦井信息化的應用和發(fā)展奠定基礎，安全生產(chǎn)綜合管控平臺如圖6所示。

圖6 安全生產(chǎn)綜合管控平臺

2.3　建成“智慧管控+數據共享”型智慧礦山指揮中心

在“一調度+兩中心”高度集控生產(chǎn)新模式的基礎上，全力打造了“伊犁一礦智慧礦山指揮中心（IMCC）”，裝備“智慧指揮官”操控系統及全光纖架構的可視化座席協(xié)作管理平臺，服務(wù)器與交換機均布置在數據中心，實(shí)現了人機分離，既節約了工作區空間，降低環(huán)境熱量，又提高了服務(wù)器數據的安全級別。該系統以光纖KVM技術(shù)為核心，借助一組鍵盤(pán)、鼠標和顯示器完成多臺服務(wù)器之間的切換，鼠標滑屏操作零延時(shí)、超流暢，簡(jiǎn)化桌面環(huán)境，改變了傳統的一對一的控制方式，座席人員操作本地顯示屏數據的同時(shí)，其數據也可以在大屏或其他座席顯示終端互動(dòng)顯示，使得管理更為簡(jiǎn)易方便，鐵力山“智慧指揮官”MT-1-C1操作臺如圖7所示。

圖7 鐵力山“智慧指揮官”MT-1-C1操作臺

智慧礦山指揮中心集“智能顯示+智慧互動(dòng)+可視化顯控+分布式控制”于一體，通過(guò)智慧硬件與座席系統的深度融合，全面整合、管理集控中心各子系統，實(shí)現了超高清畫(huà)面傳輸、超低傳輸延時(shí)及無(wú)損壓縮的功能，有效解決了人機一體化交互困難、多系統互動(dòng)操作復雜的難題，鐵力山云桌面操作系統如圖8所示。

圖8 鐵力山云桌面操作系統

操作人員坐在獨立的操作臺就可以完成礦井采、掘、機、運、通、煤銷(xiāo)、發(fā)運、安全監測等調度指揮工作。該模式作為智慧礦山的大腦中樞，摒棄了原有煤礦管理經(jīng)驗的束縛，擺脫傳統意義上的運行方式，將管理重心由勞動(dòng)密集型向技術(shù)密集型轉變。集“聲、光、電、感、控”為一體的五維空間，實(shí)現數據采集、生產(chǎn)調度、決策指揮的信息化和科學(xué)化，完成所有信息的實(shí)時(shí)自動(dòng)化采集、高速網(wǎng)絡(luò )化傳輸、規范化集成、三維可視化仿真、自動(dòng)化運行和智能化決策，使整個(gè)礦山具有自我分析和判斷能力，“人、機、物、環(huán)、管”處在高度協(xié)調的統一體中運行，實(shí)現礦井生產(chǎn)管理過(guò)程的可視化、自動(dòng)化、智能化直至少人化。在“人機一體、高度集成、全面智能、立體控制”的云端體驗中輕輕松松完成體面生產(chǎn)工作，運行中的智慧礦山指揮中心如圖9所示。

圖9 運行中的智慧礦山指揮中心

3　智能化建設成效

伊犁一礦智慧礦山指揮中心通過(guò)高度集成的安全生產(chǎn)綜合管控平臺進(jìn)行數據采集，利用模塊化數據機房歸納分析，借助高規格的集控中心下發(fā)決策指令，形成了一套規范性、借鑒性較強的智慧化礦井信息基礎設施系統，實(shí)現了安全高效、減人提效、降低勞動(dòng)強度、改善勞動(dòng)環(huán)境的目標，讓職工“體面勞動(dòng)、尊嚴生活”，為相似礦井智慧化建設提供了借鑒。

作為新疆地區首座千萬(wàn)噸井工礦井，伊犁一礦的智慧礦山建設在煤炭行業(yè)中的創(chuàng )新發(fā)展與實(shí)踐，必將成為煤礦開(kāi)采史上的一個(gè)劃時(shí)代的里程碑，讓廣大干部職工享受智慧化帶來(lái)的福利，顛覆行業(yè)、翻新歷史，造福煤礦，惠及邊疆。

轉載自《全國煤礦智能化建設典型案例匯編（2023年）》

摘自《自動(dòng)化博覽》2023年11月刊