亿吨级煤炭生产企业大数据应用研究

摘要：神东煤炭集团随着生产及管理信息化水平的不断提升，应用的信息化系统也在不断地增多，从而积累了大量的各类数据。本文主要从现有数据介绍、大数据分析的典型应用等方面进行论述，使已积累的数据资源发挥其潜在的价值，为公司管理决策、生产运行提供科学依据。

关键词：煤炭；大数据；管理；生产运行

1 背景

神华神东煤炭集团公司（简称神东公司）是国家能源集团的核心煤炭生产企业，公司地处蒙、陕、晋三省区资源富集区，主要负责神华在神东矿区大型骨干矿井、山西保德煤矿及配套设施的开发建设。神东矿区自1985年开发建设，公司现拥有生产矿井14个，整体产能超过2亿吨。

近年来，随着数字经济蓬勃发展，以大数据、云计算、物联网、人工智能为代表的信息技术对推动产业经济发展起到了至关重要的作用，成为经济增长的新引擎。神东煤炭集团虽然作为国内煤炭企业经营业绩领跑者，为进一步降本增效、提升市场竞争能力，神东必须引入当前先进技术，推动公司更有质量、更有效率、更可持续地发展。

2 神东现有数据介绍

神东近年先后建设了锦界数字矿山示范工程、“五矿六井”区域自动化项目、设备健康诊断平台等大型的矿井信息化系统以及一些零散的系统。数据主要可以分成生产数据和管理数据两大类。生产数据主要包括：综采数据、掘进数据、运输数据、供电数据、排水数据、通风数据、通信数据及工业视频。管理数据主要包括：ERP系统、寻源与供应商管理系统、销售管理系统、全面预算系统等。目前各类系统存储的数据大约70T，每天产生的数据量约20G（不包括视频监控系统）。

3 神东大数据分析的典型应用

神东近年建设的系统积累了大量的数据，神东也将根据实际生产业务需求，构建数据的综合分析应用、综合统计、业务预警、数据可视化等的平台，全面分析生产中的每一个关键环节，从根本上将生产中的海量数据转化成高价值的可获取信息，在可靠信息的基础上做出决策进而指导生产。

3.1矿井工效分析

为解决神东13个煤炭生产矿井之间的工时、工效、劳动强度对比的需求，提升各矿井生产效率，提高各矿井工效水平，实现工效自动分析、多维度对比，为人力资源配置提供决策依据。利用神东人员定位管理系统提供的人员入井信息，神东地测公司提供的各矿井单位的产量及进尺数据，通过统一的平台实现数据的集中管理重复利用。部署了一套完整的数据采集、录入、存储及报表展示系统，实现人员定位系统数据的自动采集，结合各矿每月的产量、推进面积和掘进进尺等数据，实现了分析报告自动生成，自动分析、条件标识、图形化展示的功能。

各矿井通过分析维度和分析结果的横向和纵向对比，找差距，以提升自己的工效水平，提高生产效率。公司也通过分析结果更好了解全公司及各矿的工效水平及井下管理方面存在的问题，以指导各矿的生产和为管理提供科学决策。

3.2矿压分析来压步距预测

采煤工作面矿压监测始终是煤矿开采中一项非常重要的工作，目前的矿压监测系统主要是采集工作面支架的压力实施数据，大部分矿井对数据没有做相关分析，所以不能更好的掌握工作面矿压活动运动规律，这对于矿压分析业务来说是一个亟待解决的实际问题。为了解决上述实际问题，避免工作面在回采期间发生顶板事故，影响安全生产，需要部署一套完整的数据采集、存储、图表自动生成与发送系统，实现“减人增效”的目标。

通过总结多年公司在矿压分析领域的成功经验，结合大数据分析、可视化展示、移动办公应用等先进技术，自主研究开发一套“基于统计分析的神东矿压分析来压预测系统”，突破主流报表工具无法制作曲面组合图的技术难题，探索到制作个性化复杂报表新的途径，实现了设备端到客户端数据流全过程自动化，无需人为干预；实现工作面回采期间的顶板活动情况进行超前监控和预警，来压预测准确率能达到90.2%，保证工作面安全正常生产。

通过这套系统能及时发现工作面支护工作中存在的问题并进行处理，同时也能得出工作面矿压活动的规律，掌握回采工作面上覆岩层运动横向和纵向的发展规律及移动概况与支架的相互关系，更好地进行老顶来压的预报，显著提高工作面顶板灾害监测预警水平，降低由于大范围片帮或者强烈矿压显现导致的工作面停产时间，提高生产效率和经济效益，为工作面的高产、高效安全生产创造良好的技术条件。

4 效益分析

我国正处于煤炭行业转型发展关键时期，煤炭开采也由机械化开采向智能化和无人化开采过渡期，通过智能化建设，一个煤生产系统运行效率提升5%以上，日均生产时间由18小时缩短至17小时，可控成本同比下降5%，其中电力消耗减少8%以上。例如，设备运行方面可实现从时间、事件、趋势、设备信息管理等10个方面自动从不同维度进行统计分析，为生产安排和检修决策提供依据。按设备故障次数、影响时长进行统计分析，为设备可靠性提升和改造升级决策提供数据支撑等。

通过大数据分析解决煤矿安全生产、关键设备故障预测与诊断、煤炭价格分析和煤炭企业发展规划等问题，为煤炭企业经济效益最大化提供可靠保障，预计为神东公司带来经济效益约1500万元。

5 结论与展望

煤炭行业大数据前景明朗，神东未来对大数据要实现大面积应用，大数据、人工智能、物联网，都是解决未来煤炭行业两化融合的关键性问题，是煤炭行业实现升级发展的必经之路。如何把煤采好，采得更安全、更清洁、更高效，是煤炭行业未来的发展落脚点。生产大数据的应用必将助力神东更高的迈向数字化、智能化。

参考文献

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[4]ANSI/ISA-18.2-2009. Management of alarm system for the process industries[S].

作者简介：王占飞（1981-），男，内蒙古鄂尔多斯人，硕士，高级工程师，神东煤炭集团信息管理中心数据部，主要从事煤炭企业信息化管理与研究工作。

（作者单位：国家能源集团神东煤炭分公司信息管理中心）