當礦山生產遇上“新科技”

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烏海日報 編輯:段繼文 2021-11-30 10:09:37

生產指揮中心調度室內,井下各作業面的情況一目了然。

搭載了5G網絡的機器人在作業。

采煤機實現記憶截割。

作業人員遠程操控即可實現現場作業。

巡航機器人正在工作。

“千里眼”精準定位井下人員作業情況、AR技術解放雙手,讓檢修過程變得迅捷高效、無人機應對各類干擾,高效解決人工耗時長、成本投入大的各種問題、新型除塵器將粉塵爆炸隱患消滅在源頭,24小時不用休息的工業機器人深入危險環境代替人工作業……

近年來,越來越多的新科技搭乘5G快車,應用于礦山安全生產領域,重點行業重點崗位和危險工序的智能化、自動化、信息化改造越來越成熟。

這些高科技如何為安全生產增加保障?記者帶您一探究竟。

“厘米級”精確人員定位,讓井下生產更安全

前不久,烏海能源公司老石旦煤礦成功引進了一項新系統,這項基于UWB技術的精確人員定位系統讓老石旦礦成功成為我市首個實現“厘米級”精確人員定位的礦井。

我市因煤而建,緣煤而興,煤炭生產在工業經濟中一向占據著重要的地位。在過去,煤礦生產是高危行業,“下井”是個很讓人緊張的話題。漆黑危險的地底深處,暗藏著無數風險,“有女不嫁下井漢,有兒不當井下工”是老百姓的口頭禪。

隨著科學技術的進步和生產工藝的大幅度提升,井下作業環境也越來越安全?!熬氯藛T定位”系統的全面應用就是其一。

“井下人員定位”系統,全稱為礦山作業人員井下定位及動態監管系統,是以現代無線電編碼通信技術為基礎,應用現代無線電通信技術中的信令技術及無線發射接收技術,結合流行的數據通信、數據處理及圖形展示軟件等技術構建的定位系統。

這種系統能夠及時、準確地將井下各個區域人員和移動設備情況動態反映到地面,使管理人員能夠隨時掌握井下人員和移動設備的總數及分布狀況,井下人員也能利用其與地面進行溝通,便于雙方配合,在生產中進行合理的調度和管理。

一旦發生危險,救援人員可以根據系統所提供的數據、圖形,及時掌握人員和設備信息,也可以通過求救人員發出的信號,確定人員位置及數量,及時采取相應的救援措施,提高應急救援工作的效率。

現階段,智慧礦山建設如火如荼,隨著智能化煤礦建設腳步的推進,對人員定位系統的性能和作用也有了更高的要求。在此背景下,老石旦煤礦的“厘米級”人員定位系統也因此應運而生。老石旦礦技術員劉君告訴記者,利用超寬帶、超高頻、超寬壓等技術,通過光纖環網、電纜載波、WiFi等高速傳輸網絡,已經能實現多系統融合+一體化調度+多業務閉環管控的新一代可靠定位通信?!岸ǖ脺?、傳得快、聽得到、管得好,實現人員靜態30厘米、動態50厘米的精確定位?!彼f。

除了能實現人員的厘米級精準定位、同步更新,這項系統還融合了語音通信技術,實現位置服務、分組對講、精準廣播、實時通話等多功能調度,井下人員可以“一鍵聯絡”。

系統還能在井下的危險區域設置電子圍欄,實現區域的限員、限入管理,大幅提升了安全管理水平。

地形測繪、盤煤驗量,都有“小飛機”幫忙

近年來,無人機技術不斷成熟,應用的領域也越來越廣泛。當它出現在礦山地形測繪中時,就成了炫目的風景。

在烏海能源天榮公司物探隊,就有一支航測班組。

物探隊副隊長劉博告訴記者,過去傳統的測量方式是“用腳丈量土地”,大多依靠人工來完成。冬天冷,夏天曬,還容易受各種干擾,導致數據出現偏差。

如今,憑借無人機搭載的高精度定位系統、高質量成像系統及激光掃描系統,小飛機就可以精確采集航測區域內的地形、地貌影像信息,經過后期數據分析,對航測結果進行快速拼圖、三維建模、土方量計算,為礦區地形測繪提供精準依據。

“一架無人機飛行40分鐘,可以完成人工測繪團隊4天的工作量,而且獲取的影像分辨率更高,測繪數據更精準?!眲⒉┱f,“而且,無人機測繪具有機動性、靈活性和安全性等科技測繪優勢,打破了傳統測繪周期長、人工作業量大、安全性較低的局限,效率和準確度大幅提高,成本大幅降低?!?/p>

盤煤驗量也能用到無人機。在煤礦生產中,盤煤驗量可是個苦差事。盤煤的方式最原始時都是依靠人工皮尺來進行的,首先要將堆積的煤炭通過斗輪堆取料機進行整形,一般將其整成比較規則梯形或矩形,再通過人工采用皮尺進行丈量,計算出體積,再根據密度得出重量。

如今,有了高科技的激光自動盤煤,這項工作就變得精準了許多。工作人員介紹,使用無人機每秒就可以捕捉100米范圍內的30萬個點云數據,通常10到15分鐘就可以完成一個煤棚煤量的測量,再通過軟件將所記錄的點云數據還原成實景三維模型,就能精確計算出煤堆體積。而這正是傳統測量手段無法做到的,可以徹底解決煤礦封閉煤場庫存無法精準測量的技術瓶頸。

“之前采用傳統方式至少需要工作3天,無人機則只需要10到15分鐘。節省人力物力,成本也就省下來了?!惫ぷ魅藛T周麗霞說。

一副AR眼鏡,就能實現“特工夢”

很多人都喜歡看展示有勇有謀“特工”形象的電影。這些電影最吸引人之處,除了特工們不凡的身手,大概就是那些炫酷的武器和功能強大的道具了。

“特工的眼鏡”就是其一。在《王牌特工之特工學院》中,男主佩戴的眼鏡就兼具著導航的功能;而在美劇《神盾局》中,當特工們出外勤遭遇目標對象后,就會使用眼鏡中隱藏的攝像工具將對目標的形象照射出來,并且快速在數據庫中查詢出對手的身份和能力;到了電影《王牌特工》中,特工們佩戴的眼鏡居然還能夠與同伴的電腦相連接,根據同伴的指示來應對即將到來的危機,規劃撤離路徑,簡直是最強助攻。

那么,讓這樣的眼鏡出現在礦山變電安全檢修中時,又是什么樣的表現呢?記者在老石旦煤礦中央變電所就看到了這樣的一幕。

機電隊維修電工張濤中,戴著一副酷酷的眼鏡走進變電所準備檢修防爆開關,而在此之前,生產指揮中心已經將開關維修圖傳遞“投屏”在了他的眼前。

張濤中戴的就是礦用AR眼鏡。他告訴記者,這副眼鏡應用了5G、人工智能、物聯網、云計算、大數據等新一代信息技術,佩戴AR眼鏡的技術人員在這種“高科技”的加持下就能化身“特工”,成為大數據信息平臺采集的延伸入口,實時查詢圖紙,再也不用抱著紙質圖紙和手機,手忙腳亂地與生產指揮中心聯系。

“解放”了雙手,且還能與指揮中心建立實時互動,現場處置變得快速高效,機電設備的檢修效率和精準度也更高了。

最值得一提的是,當檢修結束時,檢修過程還會被云端數據庫記錄上傳,為礦井生產優化流程、強化管理、提高生產效率、防范安全事故提供技術支持。

“機器人同事”你見過嗎

烏海能源公司黃白茨煤礦是一個1958年建成的老礦區,開采年限較長,礦井生產系統及采掘條件復雜,生產過程中存在瓦斯、火災、煤塵、頂板、水災等自然災害的問題。如何才能將老礦井建設成精干高效礦井,實現高質量發展?該礦立足實際,進行智能礦山建設,進一步減少現場作業人員,提升礦井安全和生產效率在堅持不懈的努力下。該礦已成功被列入首批國家級智能化示范煤礦。

記者了解到,2021年黃白茨煤礦已經建成智能化薄煤層綜采工作面+沿空留巷、固定崗位無人值守、網信基礎建設、智能通風和災害精準預警系統等項目。

以該礦的智能化薄煤層綜采工作面為例,以前,綜采工作面需要人工操作的項目有很多,危險系數自然就高。但如今,卻可實現采煤機自動割煤、液壓支架自動跟機移架、刮板輸送機、轉載機、破碎機和帶式輸送機自動調速及遠程監控、超前支架遙控控制、智能噴霧降塵、供液系統自動控制、視頻圖像自動跟機切換等實現“工作面自動控制為主、遠程干預為輔”的自動化生產模式和“工作面無人操作、有人巡視”的智能化生產目的,綜采隊也由原來的103人編制減員為45人。

自動化能減人,機械化就能換人。機器人“同事”上崗,不但可以承擔更多危險的工作和任務,還能解決企業的生產成本。

在老石旦煤礦,5G礦用智能巡檢機器人就能在百米井下,承擔巡視中央水泵房和中央變電所的任務。這種礦用機器人通過雙云臺360°旋轉實現無死角監控,準確判斷設備故障及故障位置,通過5G網絡實時向地面生產指揮中心上傳井下監測畫面和圖像,實現超前預判、預警,將事故隱患消除在萌芽狀態,減少故障停機時間。

“機器人同事”承擔的工作,過去可都是靠人工完成的。老石旦煤礦副礦長冀瑞鋒介紹,在過去,井下中央變電所和中央水泵房依靠人工定時檢查,至少需要6名職工,消耗大量人力和時間。而且,受數據記錄、數據分析等制約,數據結果難以形成系統性,同時還存在設備故障發現不及時、巡檢人員有安全隱患等問題。機器人上崗后,實現了減員增效、提高安全生產的目的。

除了減員增效,工業用機器人還更方便承擔危險的工作。

焦化廠里的焦爐地下室屬于危險區域,常年處于50℃高溫環境,但焦爐每30分鐘必須通過換向循環加熱,因此,巡檢工每30分鐘就要進入地下室巡檢一次加熱設備。在高溫易爆的工作環境中,實施人工巡檢作業,安全風險非常大。

如今,有了智能機器人,它就可以對焦爐地下室實施24小時全天候巡檢,如有異常情況就可以發出報警信號,提醒崗位人員處理。它還搭載了可燃氣體檢測儀,可以精確檢測到氣體泄漏位置,引導檢修人員開展堵漏處理,提高檢修效率,保障安全生產。

有了這些“機器人同事”,工作人員終于可以坐在窗明幾凈的操作室內,安全便捷地通過操作系統進行作業管理。

科技興國、科技強企從來都不是一句口號,而是實打實地體現在各個被新科技手段加持過的產業領域。

借助5G網絡技術,不止礦山生產,在各個領域,都可見智能化的身影。越來越多的產業和領域實現了改造和提升,在帶來巨大的經濟效益的同時,也帶來了社會生產和生活的全方位變革。

相信未來,我們會更多體會到新科技帶來的強大力量。

(作者:韓建慧;編輯:段繼文)


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