在山西的煤礦產業發展進程中,一項革命性的科技成果正悄然改變著傳統采煤作業的面貌。2025年1月,國家能源局發布的“2024年度國家能源研發創新平臺十大科技創新成果”名單里,“基于礦鴻的煤礦綜采工作面智能控制系統”赫然在列,并且是煤炭領域的唯一入選項目,這一成果為山西乃至全國的煤炭行業智能化轉型注入了強勁動力。
這項成果源于中國中煤能源集團有限公司的重大科技專項——《基于礦鴻的采掘智能化控制技術研究及應用》。該項目由中煤裝備公司牽頭,聯合中煤裝備板塊企業、中煤山西公司以及華為技術有限公司共同開展,最終在山西亞美大寧能源有限公司(大寧煤礦)完成工業性試驗示范應用,并于今年6月順利通過中國煤炭工業協會組織的科技成果鑒定 ,這無疑是山西科技發展歷程中的一個耀眼閃光點。
為何山西煤礦智能化建設急需礦鴻?
煤礦智能化建設的根基在于萬物互聯,需要設備與設備、傳感器與傳感器、環境與設備之間實現高效互聯,進而形成感知網、信息網和數據網,達成對所有設備的智能管理。然而現實情況是,當前煤礦智能化建設長期依賴國外操作系統,通信協議碎片化嚴重,不同廠家設備各自為戰,“信息孤島”現象普遍存在。這直接導致設備間通信鏈路冗長、交互效率低下、數據質量欠佳,嚴重阻礙了煤礦智能化的深入發展。對于山西這個煤炭資源大省而言,解決這些問題迫在眉睫。
中國中煤作為行業內具有代表性的央企,一直將科技創新視為企業發展的核心驅動力,積極投身煤礦智能化建設。在探索過程中,深刻意識到自主創新能力建設的重要性與緊迫性。2023年11月,中國中煤毅然決定啟動礦鴻項目,開展基于根技術適配礦鴻操作系統的智能開采成套技術與裝備研究及應用,力求突破煤機裝備從根技術、操作系統、應用軟件到單機產品的“卡脖子”困境,為山西乃至全國煤礦智能化建設開辟新路徑。
山西大寧煤礦里的礦鴻進化之路
經過近兩年的艱苦技術攻關,礦鴻項目取得了一系列令人矚目的創新性成果,在大寧煤礦的應用也收獲了顯著成效。中煤裝備事業部(中煤裝備研究院)智能開采技術研發經理孫鵬亮表示:“該項目已在山西大寧煤礦完成為期半年的整體工業性試驗,試驗數據表明各項性能指標均滿足井下實際生產需求。這一成果充分驗證了基于根技術適配礦鴻操作系統技術路線的可行性與實用性,也充分體現了中國中煤全產業鏈在科技創新方面的優勢和能力。”
系統架構:山西煤礦的物聯網新變革
以往煤礦智能開采采用“設備 - 集控系統 - 設備”的數據傳輸模式,設備間數據無法直接交互,通訊協議標準也不統一,造成設備間通訊鏈路長、交互效率低等問題。而礦鴻項目團隊基于礦鴻操作系統,首創了自主化的工業物聯網體系架構,成功實現了設備間的直接交互。通過自主研制的三級索引通訊方式,建立標準的物模型協議,統一了通訊標準,極大提升了設備交互效率,讓煤礦數據資源的質量與可用性得到質的飛躍。
華為三方使能產品線總經理楊霖評價道:“相較于傳統單設備逐一改造后再組合的集成模式,本次成套化改造的行業示范價值顯著。不僅充分驗證了礦鴻操作系統在跨設備互聯互通方面的技術優勢,其標準化的數據采集與傳輸協議,更實現了不同廠商設備間的無縫協同。”在山西大寧煤礦,這一創新架構讓整個采煤作業流程的協同性大幅提升,為高效生產奠定了堅實基礎。
硬件層面:山西煤礦核心部件的自主化突破
在硬件層面,礦鴻項目成功完成自主元器件的選型、測試與適配,開發出基于根技術的電路板、PLC、工控機、控制器、集控主機、數據采傳終端等采掘裝備關鍵器件。其中,移動駕駛艙成為一大亮點。孫鵬亮介紹說:“礦鴻項目開發的移動駕駛艙,解決了基于物聯網體系架構的無感近場連接,實現綜采面入網設備全域、全時、全景移動監控,極大提升了系統的便捷性和實用性,在行業內尚屬首例。”
在大寧煤礦綜采工作面,工作人員手持移動駕駛艙,就能對井下設備進行遠程監控和操作,設備的運行狀態、工況數據等信息實時顯示在屏幕上。過去,員工完成一次常規操作可能需要操作十幾個按鈕,且不同廠家控制器操作方式各異,十分復雜。如今,通過移動駕駛艙,整套設備的操作通過手持終端遠程觸控即可完成,大大提高了工作效率,降低了操作失誤的風險。
軟件層面:山西煤礦軟件系統的智能化升級
軟件層面,礦鴻項目團隊開展了礦鴻操作系統、管理平臺的適配開發,開發各類設備礦鴻模組、控制程序、應用軟件,實現了采煤機、液壓支架、刮板運輸機、移變、泵站、順槽皮帶等各子系統設備數據主動上傳,并通過統一協議自主交互。
現場工作人員反饋,基于礦鴻系統的成套裝備研發應用后,1人即可監控采煤機、泵站等所有設備運行狀態,礦領導和高級維修工手機也能實時接收井下設備故障信息與數據參數,故障信息同步井下設備與地面人員,便于多方參與解決。以往靠經驗判斷易誤判,現在監控系統能準確顯示各類故障,大幅縮短檢修時間,為山西煤礦安全生產提供了有力保障。
此外,礦鴻項目還實現了8個首次創新,包括首次基于礦鴻操作系統開展綜采工作面成套裝備及控制系統研發、首次實現礦鴻操作系統在綜采工作面核心裝備控制器中的應用等,這些創新成果為山西煤礦智能化發展提供了寶貴經驗和技術支撐。
山西煤礦智能化進程中的合作力量
在項目推進過程中,中國中煤充分發揮統籌協調作用,全程跟蹤指導,確保項目按計劃推進。中煤裝備公司牽頭負責基于礦鴻的系統架構設計、硬件產品研發、軟件系統開發,成套化產品研發及測試,全力保障產品各項性能滿足井下實際使用要求。
華為則全周期提供技術服務,在礦鴻操作系統底層技術、基礎通信等方面給予全面支持。華為三方使能產品線礦鴻產品總監黃發義表示:“我們始終把復雜的問題留給華為、簡便的接口能力開放給行業。礦鴻提供了1000多個上層的JS開發接口,讓開發人員從此不需要學底層技術,直接通過高級語言調用即可。”正是雙方的緊密合作,才讓礦鴻項目在山西大寧煤礦取得成功,為山西煤礦智能化發展帶來新契機。
盡管項目實施過程中面臨傳統研發人員適應新環境等挑戰,但通過產業生態的協同攻關,逐步解決了各類難點、卡點、堵點問題。此次中國中煤與華為在山西的合作成果,不僅為山西煤礦智能化建設樹立了標桿,也為全國煤炭行業的智能化轉型提供了可借鑒的模式,相信在未來,礦鴻將助力山西乃至全國煤礦行業邁向智能化發展的新時代 。
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