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      新基建助力礦山升級,內蒙古智慧礦山時代到來

      2021-09-07 15:49:09

      內蒙古智慧礦山是指基于現代煤礦智能理念,將物聯網、云計算、大數據、人工智能、自動控制、工業互聯網、機器人設備等與現代礦山開發技術深度融合,形成礦山全面感知、實時連接、分析決策、自主學習、動態預測、協同控制的完整智能系統

      一般來說,智慧礦山和傳統煤礦就像智能手機和普通手機,智能車(無人駕駛)和傳統車。以無人駕駛為例,地圖+規劃+預測和大數據平臺+人工智能可以實現信息化,控制+定位和機械學習+模擬訓練可以實現智能駕駛。智能煤礦也是在現有煤礦的基礎上開發應用各種新技術,不斷發展和完善新理念,實現煤礦智能化。

      一般煤礦如何發展成智慧煤礦,首先需要智能系統基站、遠程控制平臺等基礎設施;其次需要煤機等設備的智能改造或采購;第三需要交互式信息平臺、數據分析系統平臺等軟硬件建設;第四需要各子(分)控制系統與控制技術的相互連接和融合,如綜采子系統、綜掘子系統、安全子系統、升降子系統等,形成整個礦山的智能成套控制系統。

      發達國家智慧礦山發展較早:自20世紀90年代以來,西方發達國家一直在研究智能開采技術,特別是加拿大、美國等國家,為了在采礦業中獲得競爭優勢,先后制定了智能礦山和無人礦山的發展規劃。

      煤礦開發經歷了機械化-自動化-智能化:

      (1)煤礦機械化程度逐年提高:我國從20世紀70年代引進綜合開采設備,到80年代實施綜合機械化開采,自主開發大型煤礦機械設備,實現了煤炭機械設備的國產化,煤炭機械設備制造處于世界領 先地位。煤炭機械主要包括挖掘機、采煤機、刮板運輸機、液壓支架等。截至2018年,全國采煤機械化程度達到78.5%,比1978年的32.3%顯著提高。

      高可靠性的開采設備是實現工作面自動化和智能開采的基本保證。十一五以來,國產大型煤炭機械設備發展迅速,克服了一系列制約煤炭機械設備發展的技術瓶頸,逐步建立了開采、開采、運輸、支撐設備,成功開發了一系列國產煤炭機械設備,采煤機械設備總功率接近3000kW,切割功率達到1150kW,切割高度突破8.8m,生產能力達到4500t/h,達到世界水平。

      (2)內蒙古智慧礦山系統煤礦采煤自動化逐步升級:為了滿足煤礦開采技術的要求,必須利用電氣自動化控制技術相應采煤機的性能,從傳統的機械采煤機逐漸形成自動化控制度高的滾筒式采煤機。隨著電氣自動化技術的更新,在機械設備的操作方面,電液控制技術不斷發展。采煤自動化技術廣泛應用于煤礦企業,不僅可以提高煤炭企業自身的生產效率,還可以降低人工成本。

      (3)煤礦智能化是一個循序漸進的過程:智能煤礦逐漸從單個系統智能化向多個系統智能化發展,建立了感知→互聯→分析→自學→預測→決策→控制的基本運行框架,初步形成了空間數字化、信息集成化、設備互聯、虛實一體化、網絡化的智能礦山。在大數據技術的支持下,智能控制平臺可以分析整個礦山的運行狀況,并通過因特網上傳到云平臺,但真正做到云計算,實現生產決策和管理服務,還需要進一步突破數據結構優化、分布式計算等核心技術。

      新基礎設施將幫助智慧礦山:3月4日,中共中央政治局常務委員會召開會議,提出加快5G網絡、數據中心等新型基礎設施建設。隨后,各地政府出臺了大規模的新基礎設施投資計劃??梢灶A見,以5G網絡、人工智能、工業互聯網、大數據中心為代表的新基礎設施建設將明顯加快,成為中國新一輪經濟增長的新動力。

      我們認為,加快新基礎設施的發展將促進中國煤炭行業的加速轉型升級,為煤炭行業的智能化發展提供良好的機遇。新基礎設施提到的工業互聯網、大數據中心、5G基站建設、人工智能等。將大大提高煤炭行業的智能化水平。

      智能礦山發展前景廣闊:《關于加快煤礦智能發展的指導意見》提出,到2035年,各種煤礦基本實現智能化,構建多產業鏈、多系統集成的煤礦智能系統,構建智能感知、智能決策、自動實施的煤礦智能系統。目前,煤炭智能開采還處于示范階段,適用于條件良好的工作領域。隨著技術水平的提高,未來10-20年將廣泛應用。

      庫存煤礦改造市場規模上萬億:根據平煤集團的智能化改造實踐,單個煤礦投資約2億元,其中基礎設施占10%,集成平臺占10%,刮板機、運輸等設備類投資占80%。運輸等設備類投資占80%。目前,全國煤礦數量已超過5000個,總投資規模將達到上萬億元,其中智能設備市場約8000億元,智能設備市場約2000億元。

      新建單個千萬噸0萬噸級煤礦投資10億元:除了庫存煤礦的智能改造,新建煤礦可以從頂層設計、施工、施工、運行、維護一體化,從一開始就大限度地解決智能礦山可能遇到的相關問題,更徹底地實現智能開采。2020年4月,天地科技開采設計部將與陜西延長石油巴拉素煤業有限公司合作,建設新的智能示范煤礦(1000萬噸級礦)。該項目的研究、設計和部分系統建設費用接近5000萬元,礦方后期配套智能系統建設總投資10億元。

      內蒙古智慧礦山設備可應用于非煤礦山、智能城市等領域。非煤礦山方面,全國有3萬多座,非煤礦山風險程度不亞于煤礦,智能發展需求巨大。

      內蒙古智慧礦山

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