数字技术在煤炭产业创新应用情况综述

来源：《中国电力报》 时间：2023-03-02 15:39

当元宇宙遇见智能矿山

中国能源新闻网记者 邹春蕾

　　当“元宇宙”遇见智能矿山，会爆发出怎样的火花？2月23日，在国家工业信息安全发展研究中心与北京物联网智能技术应用协会共同举办的数字科技（元宇宙）创新应用优秀成果征集活动中，中国煤科南京设计院所属业恒达智能公司参评的“基于数字孪生的选煤厂智能管控平台”，经过材料初审、专家评审等环节，最终获评“数字科技（元宇宙）创新应用优秀成果”。这是该公司推动元宇宙相关技术与智能矿山建设深度融合结出的硕果。

　　随着人工智能、5G、XR等新一代数字技术加速向传统行业渗透，“元宇宙”概念由此而生，它将实现“人、物、场”在数字世界和现实世界的实时交互、融合共生，为产业数字化带来新的想象空间。如今，“元宇宙”正从概念走向现实，为智能化智慧化矿山建设赋能。

　　数字科技聚焦煤炭产业

　　数字经济作为继农业经济和工业经济之后一种全新的经济形态，经过最近几年的飞速发展，如今已从“数字产业化”跨越进入“产业数字化”。2月27日，中共中央、国务院印发《数字中国建设整体布局规划》，明确指出，“推动数字技术和实体经济深度融合，在农业、工业、金融、教育、医疗、交通、能源等重点领域，加快数字技术创新应用”。

　　此次数字科技（元宇宙）创新应用优秀成果落地，可见数字科技（元宇宙）应用场景已成功聚焦到煤炭产业。业恒达智能公司作为中国煤科下属企业，近年来重点开展智慧矿山业务拓展。该公司介绍称，“基于数字孪生的选煤厂智能管控平台”以选煤工艺为脉络，以数据互联互通为原则，以信息整合利用为核心，打破选煤厂原有“孤岛式”的生产方式，实现了选煤厂数据的“采集—分析—管控—决策”全周期管控，可促进选煤厂生产现场可视化、选煤信息精细化、管理决策智能化，方便快速有效解决现场实际问题，实时监控生产状态，预测生产结果，推动选煤厂智能化建设。

　　煤矿智能化工业软件龙头——北京龙软科技股份有限公司，也将智能化选煤厂管控平台作为突破口，探索应用元宇宙技术为智能矿山建设赋能。该公司以“选煤智能”为核心，将先进的传感监测、大数据、人工智能、物联网、云计算等新兴技术深度融合到复杂选煤工艺生产过程，实现设备智能运行与运维、状态智能监测、过程智能控制、工艺参数智能设定、管理智能精细和决策智能调节，获得了选煤厂的认可。据了解，龙软科技推出的智能洗选应用系统软件已于2022年实现了首次创收。

　　元宇宙助力智慧化运营

　　如今，走进煤炭企业，随处可见元宇宙技术的身影。

　　陕煤集团黄陵矿业公司是煤炭行业智能化建设的先行者，早在2021年，其就与龙软科技合作，共同研发上线智慧云平台。记者从黄陵矿业一号煤矿获悉，该矿应用的智慧云平台，基于“2+2+N”的“智能矿井、智慧矿区”建设架构，采用云计算、协同GIS、数字孪生、智能识别、大数据等先进技术，全面构建了“生产要素全息可视、生产系统协同可控、生产管理智能可算”的数字孪生智慧矿区，并首次实现矿井的远程智能巡检，以及矿井检修模式到生产模式的一键切换，真正实现“系统智能化”到“智能系统化”的跨越。

　　无独有偶，中煤、神东等煤炭集团在旗下煤矿积极布局智能矿山AI感知系统，也意在借助元宇宙实现智慧化运营管理。

　　由于煤矿井下生产环境特殊，综采工作面存在着“水、火、瓦斯、煤尘、顶板”五大自然灾害。另外，在掘进、采煤、运输、提升和洗选五大开采环节及重点场景中，还面临着各种长尾应用难题。过去几年，为了强化监测手段和安全管理，许多煤矿在井下安装实时画面感知设备，但由于人工智能、大数据等先进技术参与度不高，仍然存在效率低、管理难等问题。如今，智能矿山AI感知系统能够为煤矿企业提供丰富、多样、高精度的AI算法和场景应用，涵盖智能开采、主煤流运输、多场景井下AI视频识别等，帮助煤矿提前预测煤矿运营风险。而且，AI感知系统还通过“AI+AR”构建井上/井下矿区、厂房、设备等的数字孪生，全面实现对实体资产的数字化管理。

　　在智慧矿山建设中大放异彩

　　近年来，煤炭产业锚定“减人、增安、提效”核心目标，紧扣“建设智慧煤矿”这一战略方向，大力开展技术革命、转型升级，加速推进煤矿智能化建设。日前召开的2022年煤矿智能化重大进展发布会公布一组最新数据：全国煤矿智能化采掘工作面由494处增至1019处，同比增加42%；智能化煤矿由242处增至572处，产能由8.5亿吨增至19.36亿吨；煤矿井下机器人由19种增至31种。

　　产煤省份不遗余力地推动智能化煤矿建设。记者梳理发现，目前，山西已建成24座智能化煤矿、612处智能化采掘工作面；陕西建成102处智能化采煤工作面、66处智能化掘进工作面；内蒙古建成智能化煤矿126处，智能化煤矿全员工效达到28吨/工。

　　大型煤炭集团是推进煤矿智能化建设的主力军。据悉，国家能源集团已建成智能采煤工作面85处、智能掘进工作面143处、智能选煤厂45处；陕煤集团智能化产能占比达到99%，已建成智能矿井28处、智能化采煤工作面50处；山东能源集团现有智能采掘工作面130处，智能开采产量占比超过80%。

　　“智能化建设是一个迭代发展和进步的过程，不是一次性工程。”中国工程院院士王国法分析认为，目前矿山行业数字化生态体系尚处雏形阶段，还存在数字化偏重于生产运营阶段，设计建设、运销市场等其他环节的融合还不够；重硬件轻软件、重系统轻数据；形成信息壁垒、数据孤岛，数据无法流动等问题。

　　目前，元宇宙技术已成功应用于采煤、掘进、辅助、洗选、机器人、监测监控、智慧管理等场景。可以预见，随着元宇宙相关技术日渐成熟，其在煤炭产业的应用场景将进一步延伸和拓展，进而在智慧矿山建设中大放异彩。届时，上述问题有望逐一解决。

　　责任编辑：沈馨蕊