山东能源智能化激活传统产业新动能

□ 本刊记者 徐天宝／通讯员 李志勇

承办全国煤矿智能化建设现场会，成立全国首个煤炭5G+工业互联网标准化工作组，发布全球首套高可靠矿用5G 专网系统……山东能源集团联合重组以来，以打造全球清洁能源供应商和世界一流能源企业为目标，以保障能源安全、优化能源布局、优化能源结构为使命，坚持安全、绿色、智能、高效四型矿井发展方向，积极推动互联网、大数据、人工智能、5G 等新基建与煤炭工业深度融合，不断提升煤矿智能化建设水平，坚定不移推动矿业产业安全高效、绿色智能，为企业转型升级、高质量发展提供了坚强保障。

“智能化建设是碳中和、碳达峰背景下煤矿实现安全发展、高质量发展的根本出路。”山东能源集团党委书记、董事长李伟介绍说。统计数据显示，山东能源集团深入落实“双碳”目标，加速“四型矿井”建设，2021 年投入63 亿元实施智能矿井建设，建成133 个智能化采掘工作面、24 个5G+智能矿山应用场景，9 处首批国家级智能化示范矿井具备验收条件，位列2021年世界500 强第70 位、中国企业500 强第24 位，成为山东省惟一一家资产、营收“双7500 亿”企业。

破解煤矿井下数据传输可靠性难题

在山东能源集团鲍店煤矿地面智能集控中心，随着工作人员按下启动键，8302 智能化综放工作面整套综采机组顺利启动。记者从实时视频画面上看到，井下400 多米深处工作面的采煤设备自动运转，割煤、移架、推溜、输送，一切井然有序。滚滚的“乌金”如流水般涌向地面，整个过程清洁无尘、人机分离。

据了解，在智能化综放工作面上，分布着50 多个高清摄像头、1000 多个传感器，部署有4 台矿用5G 基站和矿用边缘计算控制器等，可以将现场画面、压力、温度等信息实时传送到地面控制中心，使数据传输延时由原来的2 到3 秒减少到现在的25 毫秒左右。

山东能源集团发布全球首套高可靠矿用5G 专网系统

井下5G 技术的应用，是智能化煤矿建设的重要标志之一。但过去，由于技术受限，信号传输延时或者不稳定，极易造成危险。“煤矿井下环境复杂、生产条件恶劣，空间小、温度高、湿度大、粉尘多，瓦斯等易燃易爆气体积聚。相比地面，井下矿用5G 不仅要防爆、防潮、防尘，还必须能抵抗煤矿井下环境变动造成的线路故障以及来自诸多井下电气设备的电磁干扰。”鲍店煤矿调度信息中心技术主管梁庆朋说。

据介绍，从2018 年起，山东能源集团先后投入上亿元，组建研发团队攻关矿用5G 技术，山东省也拿出上千万元财政资金扶持。同时，联合成立国内首家5G智能矿业重点实验室，自主研发高可靠矿用5G 专网系统，并获得了国家矿用产品安全标志证书。

智能工作面智能操控手

2020 年10 月，全球首套矿用高可靠5G 专网系统发布暨煤矿智能开采论坛在北京举行。山东能源集团自主研发的全球首套矿用高可靠5G 专网系统，一经亮相就引起了国家有关部委领导、中国工程院院士、煤炭行业系统专家的广泛关注，这标志着“5G+智慧矿山”建设已迈出关键一步，成为新型基础设施建设在煤炭行业应用的重要里程碑。“山东能源集团此次开发的5G专网是非常符合煤矿智能化建设需求的，必将推动全国煤矿智能化建设进程。”中国工程院院士王国法介绍说。

据悉，山东能源集团发布的全球首套矿用高可靠5G 专网系统，主要包括矿用5G 核心网、5G 基站、5G基站控制器、5G 高可靠控制器、5G 边缘计算控制器、5G CPE、5G 智能手机等，具有专网独立运行、分层环型组网、多元参数平衡、控制面与用户面下沉等4 大特点，并创新性采用了矿用边缘计算控制技术来进一步降低时延，经井下采煤工作面实测，现场数据传输最低达到6毫秒，可广泛适用于极端严苛的煤矿生产控制场景，目前已在山东能源鲍店煤矿、东滩煤矿实现高效稳定运行。

“低延时、高网速、广连接、高可靠的5G 专网技术，为井下海量数据上传搭建了一条高质量的‘高速路’。依托这一系统，鲍店煤矿实现了国内首个真正意义上的智能化综放工作面常态化运行，达到了‘国内一流、世界领先’水平。”鲍店煤矿矿长郭英告诉记者。

依靠科技进步推进控员提效

如今，在山东能源集团会宝岭铁矿，电机车司机不用挤在井下狭小的驾驶室，坐在明亮的地面控制中心，只需轻点鼠标，通过集控中心电脑，就可使井下-430米水平5G 无人电机车缓缓运行，依次完成装矿、卸载、加速、紧急制动等系列“规定动作”，实现了远程操控井下运输电机车的梦想。

会宝岭铁矿携手中国移动、华为公司，深入实施“5G+”计划，破解电机车实时定位、信息实时传输、控制实时响应难题，自主编制完成一套完整的PLC 控制程序，以零外委、自主创新的勇气和担当，引领电机车无人驾驶、智慧运行的跨越升级。

会宝岭铁矿公司5G 无人电机车项目带头人杨贵军介绍，相比传统有人驾驶，全系统应用以后，减少风险点与隐患10 个，彻底消除了触电、车辆伤害、物体打击等风险，提高了本质安全水平，提升运行效率达40%以上，电机车司机也实现了程序员、操作员的华丽转身。

山东能源集团坚定践行“科技兴安、少人则安、无人则安”理念，围绕深化两优三减，坚持“机械化换人、自动化减人、智能化无人”，建成煤液化及煤化工国家重点实验室等5 个国家级研发平台和19 个院士、博士后工作站，研发攻关了先进电液控及传感器、采煤机智能截割、5G 矿用等国内领先的七大智能开采关键技术，持续推进智能开采、智能运输、智能机电、智能监控、智能选煤、智能人员管理。

据了解，山东能源集团在转龙湾、金鸡滩等矿推广使用高链速、强链条运输设备，在国内首次配套3000kW 超大功率变频驱动刮板输送机，智能开采能力提升一倍以上。联合研发应用智能巡检、自动钻孔等一批煤矿机器人，推进变电所、胶带顺槽等固定岗点无人化和部分危险区域作业人员替代。旗下的兖煤澳洲公司矿井露天开采技术全球领先；转龙湾煤矿建成国内首个使用LASC 惯导技术的千万吨级自动化工作面；金鸡滩煤矿建成世界首个7 米超大采高智能综放工作面,工效达到260 吨/工，达到世界领先。

山东能源集团旗下的鲍店煤矿积极打造数字化辅助运输交通系统，高效采用单轨吊、胶轮车等运输装备，全力打造了地面装车至采掘工作面料场的“一站式”直达运输新模式，实现人员入井后乘坐胶轮车至各智能化综放工作面“半小时”工作圈；郭屯煤矿建成地面机电运输控制中心，能够对提升、运输、供电、排水、通风、压风等系统进行视频监视、远程控制，通风机房、压风机房、采区变电所等固定硐室、主要岗点，均实现了无人值守、少人巡检；唐口煤业公司通过智能调度与物联网系统，实现了井下物料快速传递和高效调配，车辆调度精准率提高了16.7%，车辆周转效率提高了21.4%。

“一切业务数据化，一切数据业务化。”在加快智能化建设的同时，山东能源集团加快数字化转型，推动实现由定性分析向定量分析、由制度管理向流程管理、由机制运营向数字运营“三个转变”。全面开展大数据工程建设，累计投资20 多亿元，组织500 余人的专业团队集中攻坚，成为煤炭行业首家实施SAP 第四代ERP系统全覆盖的企业；建成财务共享、资金管理、税务管理、物资共享、设备共享、营销共享等十大共享平台；在煤炭行业首家建立以地质模型为起点、以预算模型为核心、以业务为驱动的采矿运营平台，自主研发“智矿云网”数字化平台，实现了信息共享、流程互通、智能融合。

据了解，山东能源集团紧紧依靠科技进步，实施装备换人、技术换人、管理换人，将大量井下工人从繁重的体力劳动、危险恶劣的工作场所中解放出来，井下“无人化、少人化”开采从梦想逐渐变为现实。

让职工共享智能化发展成果

在煤炭开采史上，夜班生产是颠扑不破的常态。为此，煤矿工人通常“两头不见太阳”。山东能源集团大力推进职业安全健康保障工程，实施了取消夜班生产、周末集休等劳动组织变革，彻底改变了煤矿工人传统循环作业模式，真正让矿工实现了体面劳动、快乐工作、健康生活。

“白天不懂夜的黑，地面不知井下苦。”据了解，夜班生产不仅成本低，而且产量有保证，但“两头不见太阳”严重扰乱了职工的生物钟，不仅损害了矿工的身体健康，安全也得不到保障。他们本来在井下工作就面临着各种危险的考验，精神压力相当大，再加上夜间工作，疲惫的身心常年备受煎熬。

2017 年2 月1 日，山东能源集团所属的付村煤业公司在行业内第一个“取消采煤夜班生产”，夜间12 点之后不再安排采煤工人下井，开启了煤炭传统生产方式的大变革，夜班采煤从此成为了历史；随后，所属的滨湖煤矿在16115工作面装备了全国首台套薄煤层智能化采煤机组，于当年5 月1 日在该工作面成功取消夜班生产。

取消夜班生产，安全系数提高了，但班次少了，会不会影响产量降低经济效益？“我们工作面采用新装备后实现了自动化生产，单班单面作业人数减少了1/3，产量却由3000 余吨提升到10000 吨。”付煤公司生产科卓俊勇介绍说，先进的装备和系统带来了工作面生产能力和井下煤流运输能力的大幅提升，工作面两班生产煤量即达到过去三个班产量水平，采煤工人不上夜班，不仅没因班次减少影响产量，而且收入比以前提高了10%左右。

“一直以来，煤矿工人最担心的不安全、劳动强度高、休息时间没保障等问题，现在都迎刃而解了。危险的、劳动量大的工作都由智能装备代替了，不上夜班、AB 班、逢假就休等制度，让我们有了充足的休息和陪伴家人时间，幸福指数直线上升。”付煤公司通防科技术员丁忠波说。

据了解，山东能源集团权属各矿井还结合自身实际情况，探索尝试了适合自身实际的“大工区制、两班生产制和集休制” 等多种形式的方案，使劳动生产组织管理更趋合理，全力推动生产方式大变革，让职工更多更好地共享企业智能化发展成果，矿工幸福感、获得感、安全感显著提高。

“矿业是能源集团发展的重要根基，更是新兴产业发展的掩护支撑。”山东能源集团党委书记、董事长李伟在集团2022 年工作会议上提出，围绕智能化建设总体要求，集团将坚持“四型矿井”发展方向，聚焦“155、277、388”控员提效目标，优化系统、优选装备，减水平、减头面、减人员，再建10 处国家级智能化示范矿井，年底前全部一类矿井、60%二类矿井实现智能化开采，力争建成16 处“155、277、388”矿井。