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智慧煤矿:汇聚AI的力量

   日期:2022-08-08     来源:中国煤矿网    浏览:2104    评论:0    
核心提示:人工智能在煤矿行业发展已经超过十年,尤其是在自动化对煤矿减人、提高生产效率上取得了巨大的成就。煤矿大脑作为华为、精英数

        人工智能在煤矿行业发展已经超过十年,尤其是在自动化对煤矿减人、提高生产效率上取得了巨大的成就。“煤矿大脑”作为华为、精英数智与煤科总院合作的产物,是华为“平台+AI+生态”战略在煤炭行业的一次集中呈现。
        煤海上的山西
        相传女娲补天所用的五彩石是用山西所产的煤炭所炼。自古以来,山西就以其丰富的煤炭储量被称为“煤海”,全省有三分之一的地下埋藏着煤,成就了中国成为世界第一大煤炭生产国和第二大煤炭出口国。煤为山西提供了一半以上的财政收入和将近1/20的就业机会。全中国5800多处大小煤矿,年产约36.8亿吨原煤中超过一半的产量都运往电厂,生产71118亿千瓦时的电力,是经济发展的支柱。在煤炭生产中,安全是首要任务。优化煤炭安全生产过程是一件势在必行的工程。
        科技的进步和发展帮助煤炭安全生产向着现代化、智能化有序迈进。自2010年以来,山西煤矿的事故大幅下降。这得益于《山西打造全国能源革命排头兵行动方案》中煤炭安全高效开采工程要求:大力推进机械化、自动化、信息化和智能化矿山建设,探索“互联网+煤炭开采”,打造煤炭无人(少人)智能开采与灾害防控一体化的采矿新模式。目标是到2020年,煤矿基本实现智能开采,机械装备及智能化控制系统在煤炭生产上全覆盖,重点煤矿区采煤工作面人数减少50%以上;到2030年,实现智能化开采,重点煤矿区基本实现工作面无人化、顺槽集中控制。展望2050年,要全面建成安全绿色、高效智能矿山技术体系,实现煤炭安全绿色、高效智能生产。特别是人工智能的应用,要聚焦关键岗位、危险岗位,重点研发应用掘进、采煤、运输、安控和救援5大类38种煤矿机器人。
        对此,山西煤矿安全监察局总工蔡建军表示,“我最关注的指标就是煤矿零死亡,这是我们的终极目标,如果有一天全省全国的煤矿达到这个目标了,那我们实现美好生活的梦想就实现了。”
        安全生产,危险重重
        煤矿安全生产的重点问题主要是井下工作场所危险,且危险性随时变化,比如运行中的采煤机和移动的支架、液压支架护帮板未护帮到位等不安全因素,导致附近区域危险性提升。同时,由于井下大量生产设备需要靠人眼判断状态,重复启停操作,面对井下这种作业场所多、设备多、操作枯燥重复繁重的特质,作业人员极易懈怠出 错。
        第二,影响煤矿安全最大的因素是人,人是最大的风险,由于井下作业人员众多且自我约束力差,往往因监管不到位造成皮带坐人、追赶猴车,携带超规物品等三违行为发生,造成安全事故。而且“人管人”存在人情、懈怠、造假等风险,比如由于钻探造假,导致透水事故的发生,本质是人管人不到位的问题。
        第三,现有自动化信息也存在瓶颈,一是有监控盲区,二是现有自动化系统缺乏智能感知能力,无法对作业场所环境是否安全、人的行为是否规范、设备的状态是否正常,做出类人的判断。另外,如今年轻人不愿下井,“装备替人”也是形势所迫。
        精英数智总经理赵存会总结道:“造成煤矿生产不安全因素体现在人的不安全行为、物的不安全状态、管理的不安全因素三个方面。人工智能已经擅长解决相似场所的重复性工作,将人类从传统劳动中解放出来,但是,煤矿安全生产迫切需要人工智能扩大自动化的范围和信息化的深度。”
        攻坚克难,智能先行
        在促进煤矿实现智能化发展方面,基于人工智能、大数据等高新技术构建“煤矿大脑”解决方案,可全方位解决煤矿安全生产问题,提高工作效率和监管效率。
        在危险场所,“煤矿大脑”可替代人的枯燥重复工作,比如通过计算机视觉技术,进行刮板输送机监测,减人增效。“内蒙古某煤矿年产2170万吨,全矿现有人员900余人。目前井下连掘(采)生产,同时有10台刮板机在工作,每班每台需要1人进行专门的启停操作,一班需要10人,三班需要30人。如果用装备取代这30人,一个工人年费用按20万计,则一年可节省600万元。高效的企业首先来自先进的理念——‘宁花百万上装备,不花一万增一人’。”
        “煤矿大脑”可提示人的不安全行为(三违),比如通过计算机视觉技术,识别皮带坐人、追赶猴车及携带超规物品、轨道行车不行人等不安全行为,可以反馈到现场监控系统上报警提示,也可以形成软件记录,用于安全考核。
        识别人员工作场所物环状态改变来保护人,比如通过计算机视觉技术,识别采煤机运行过程中架前有人作业、液压支架护帮板未护帮到位、采煤机喷雾不足等物环的不安全行为,可以反馈到广播系统报警提示,也可以形成软件记录,用于安全考核。
        工程质量管理、生产过程管理不靠人,比如探放水打钻识别,无须管理者现场监督检查和验收,作业者实时收到验收结果,工作不到位的地方直接提示,帮助现场改进。
        “计算机视觉技术让安全管理不靠人,通过识别皮带空载率、皮带堆煤、皮带跑偏等状态,进行远程提醒或将信号提供给皮带控制系统联动停机。还帮助我们识别水泵房巡检是否按时和到位的管理行为,进行现场提示,并生成巡检报表。识别调度室缺岗管理行为,并形成软件记录和报表,用于日常考核。”
        “利用智能感知信息扩大自动化能力,以及驱动信息化的深入,实现煤矿现场安全的三个闭环,自动感知作业人员‘三违’行为发出声光报警,并自动生成‘处罚单’,像治理交通闯红灯和超速一样治理违章,提前发现和消除隐患,为煤矿智能化提供支撑。”赵存会说。
        美好的智能生活蓝图
        人工智能在煤矿行业发展已经超过十年,尤其是在自动化对煤矿减人、提高生产效率上取得了巨大的成就。“煤矿大脑”作为华为、精英数智与煤科总院合作的产物,是华为“平台+AI+生态”战略在煤炭行业的一次集中呈现。华为FusionCube智能边缘一体机、华为智能摄像机、华为云和企业智能EI,为煤矿大脑提供了强大的基础算力和 管理支撑,通过精英数智的算法能力,为煤矿大脑提供人工智能模型,预测预警算法和专家模型。
        目前,“煤矿大脑”在全国包括山西、内蒙古、陕西等大量的煤矿进行了落地使用,实现了煤矿探水作业、瓦斯抽采作业等从井下验收的方式变成井上验收,极大地提升了煤矿生产效率,同时远程对作业合规、施工合规提供了智能的判断和告警,给煤矿打造了一个坚实的安全堡垒。
        煤矿大脑帮助煤矿企业减少矿井作业人员10%,看护人、保护人避免安全事故,识别和预警影响连续生产的异常状况提高煤矿10%的有效工时,解放煤矿管理人员使其更多精力用在优化工艺,避免“人管人”;减少矿井作业人员和提高煤矿连续性生产可创造的直接经济效益,即使是年产百万吨的煤矿,也在3000万以上。
        面向未来,在人工智能等先进技术加持下的智慧煤矿要继续扩展感知能力,增加听觉感知能力,并基于已有的物联传感数据,整合触觉、味觉、嗅觉感知能力,为装备厂商赋能升级为智能装备(机器人)。煤矿安全监察局总工蔡建军谈道,希望华为投入技术力量,与矿业生产各方高度合作,推进人工智能在山西煤矿生产的应用,实现零死亡的目标。
        山西的煤矿企业一改传统的煤尘飞扬景象,在青山林木掩映中,煤炭经过封闭式皮带走廊运输,直接进入洗煤厂洗选,实现煤炭不落地。煤业矿区绿树成荫、环境整洁,美好的智能生活蓝图正徐徐展开。
 
标签: 智慧煤矿,AI
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