我国能源结构调整与煤炭保供稳价任务并行,煤矿安全生产与效率提升长期面临双重压力。
露天煤矿作业链条长、设备体量大、工况变化快,采装、运输、排土、选煤等环节彼此牵制,一旦协同不足,容易出现“设备等料、车辆排队、环节堵点”等问题。
同时,一线作业人员仍需在高危、粉尘、噪声等环境中作业,安全风险与劳动强度问题突出。
如何在确保安全的前提下稳定产能、降低单位成本,成为行业持续探索的关键命题。
从原因看,传统智能化改造多以单机或单环节为主,虽能在局部提升效率,却难以解决系统层面的组织与调度问题。
露天煤矿生产本质上是一条“连续工序链”,任何环节的波动都会传导至全流程;要实现稳定、高效、可复制的智能化,必须把设备、通信、定位、调度与工艺控制纳入统一体系。
此外,露天煤矿场景开阔但干扰因素多,对通信时延、定位精度、环境感知与系统可靠性要求更高,过去受制于网络能力、算法适配与工程化经验积累,系统性无人化推进难度较大。
近年来,5G规模应用、北斗高精度定位能力提升以及工业互联网平台成熟,为多设备、多场景联动提供了技术底座,推动“单点智能”向“系统协同”演进具备现实条件。
基于上述背景,华能北方公司魏家峁露天煤矿投运的多环节无人化智慧矿山协同系统,体现了露天煤矿智能化建设的新方向。
该系统面向采装、运输、排土、选煤全流程,构建由35立方米远程操控电铲、220吨级无人驾驶矿卡、远程操控平路机以及大型干法湿法联合工艺选煤厂等组成的协同作业体系,并通过通信、定位与平台化调度实现多设备联动与工序衔接。
其核心在于把“人—机—场—网—控”贯通起来,以系统层面的协同调度替代以往依靠经验与人工指挥的方式,减少生产波动,提升全过程可控性与稳定性。
其影响主要体现在三方面。
首先是安全水平的提升。
多环节无人化以重点生产区域人员“零进入”为目标,把人员从高风险作业面和恶劣环境中进一步解放出来,有助于降低人身伤害风险,实现从“事后处置”向“源头防控”转变。
其次是效率与质量的提升。
协同系统通过统一调度与信息闭环,能够减少空驶与等待,提高设备利用率,并使采装—运输—排土的节奏更匹配;选煤环节与前端产能、煤质变化形成联动,也有利于提升工艺稳定性与产品质量一致性。
再次是管理模式的升级。
无人化并非简单“用机器替人”,而是推动生产组织方式、运维体系和数据治理能力全面重构,促进从现场管理向平台化、数字化管理转型,为企业降本增效和精细化运营提供支撑。
面向更大范围推广,仍需同步完善配套措施。
一是强化标准与安全评价体系建设。
多环节协同涉及自动驾驶、远程操控、工艺控制等多个领域,应在功能安全、网络安全、数据安全、应急处置等方面形成更清晰的行业标准与验证机制,确保系统在复杂工况下稳定可靠。
二是加强人才与组织保障。
无人化系统对复合型人才需求更高,需要形成以工艺、装备、信息化、安全管理协同的运维队伍,并完善培训体系与岗位转型路径。
三是推进数据与平台能力建设。
多环节协同离不开高质量数据、统一接口与持续迭代的算法模型,建议在矿山生产数据治理、设备状态监测、故障预测等方面持续投入,提升系统自学习与自适应能力。
四是注重示范带动与可复制性。
应总结工程化经验,形成可推广的实施路径、成本模型与效益评估方法,推动智能化建设从“示范点”走向“规模化”。
从前景判断看,随着5G向更高可靠性演进、北斗高精度应用深化以及工业互联网生态完善,露天煤矿智能化将加速迈向“全流程协同、少人化无人化、智能决策辅助”的新阶段。
此次系统投运不仅意味着关键装备实现联动,更重要的是验证了多环节系统性无人化在真实生产环境下的可行性,为行业提供了可借鉴的路径。
未来,若能在跨矿区复制推广、与绿色低碳技术协同(如节能调度、能耗优化)方面持续突破,有望进一步释放安全、效率与管理升级的综合效益。
从单机智能到系统协同,从局部突破到全流程覆盖,我国煤炭行业智能化建设正在加速推进。
这不仅是技术层面的进步,更是发展理念的深刻变革。
以科技创新驱动产业升级,以智能化手段保障本质安全,传统能源行业正在焕发新的生机与活力。
随着更多先进技术的应用和推广,一个更加安全、高效、绿色的现代化能源产业体系必将加快形成,为经济社会高质量发展提供坚实支撑。