從井下到云端:煤礦5G智能化的突破與啟示
長期以來,煤礦作為傳統(tǒng)能源的“主力單元”,數(shù)字化進(jìn)程相對緩慢,主要有三個痛點。一是感知體系碎片化,多數(shù)礦山在建設(shè)初期各子系統(tǒng)獨立運行,缺乏標(biāo)準(zhǔn)接口,導(dǎo)致數(shù)據(jù)無法貫通。
二是調(diào)度邏輯滯后,即便部分系統(tǒng)接入平臺,也缺乏跨域模型與算法支撐,難以形成真正的閉環(huán)決策。
三是能源管理粗放,能耗數(shù)據(jù)雖然被記錄,但未進(jìn)入實時分析和動態(tài)控制流程,能源系統(tǒng)處于“可看不可控”的狀態(tài)。
在山西呂梁,東義鑫巖煤礦在這三方面均取得一定突破。
通過建設(shè)基于5G的全礦井下網(wǎng)絡(luò),鑫巖煤礦首次實現(xiàn)了“低延時+廣接入”的大規(guī)模工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸架構(gòu),保障了高清視頻、瓦斯監(jiān)測、設(shè)備感知、作業(yè)人員定位等系統(tǒng)的并行運行,徹底打通了“感知孤島”。在此基礎(chǔ)上,建立了融合調(diào)度平臺,以算法邏輯替代人工規(guī)則,實現(xiàn)從“信息展示”向“自動響應(yīng)”的躍遷。例如,通風(fēng)系統(tǒng)不再以固定排班為主,而是實時匹配人員密度和瓦斯?jié)舛龋@著提升能效利用。
東義鑫巖煤礦。 中新網(wǎng) 李太源 攝
尤其在能源系統(tǒng)管理方面,鑫巖煤礦實現(xiàn)了從“監(jiān)測-分析-響應(yīng)”的閉環(huán)調(diào)控。能耗成為系統(tǒng)優(yōu)化的輸入?yún)?shù),而非管理結(jié)果。風(fēng)、水、電等能源介質(zhì)被統(tǒng)一納入動態(tài)調(diào)度模型,實現(xiàn)了全過程、全場景的能效調(diào)優(yōu)。實踐表明,該礦通風(fēng)能耗年均下降15%,井下電力負(fù)荷曲線明顯趨穩(wěn)。這種“數(shù)據(jù)驅(qū)動的能效治理”,標(biāo)志著煤礦從高能耗的運行邏輯邁入精益能控的新階段。
更重要的是,這一探索不僅是技術(shù)改造,更體現(xiàn)出一種治理邏輯的變革:煤礦作為典型的“高風(fēng)險、高能耗、高工藝復(fù)雜度”場景,其數(shù)字化轉(zhuǎn)型不能靠“設(shè)備堆疊”,而必須構(gòu)建基于實時數(shù)據(jù)的系統(tǒng)協(xié)同與智能響應(yīng)體系。鑫巖煤礦的做法,實質(zhì)是在構(gòu)建一個具備可感知、可認(rèn)知、可協(xié)同、可進(jìn)化能力的“礦山數(shù)字孿生體”,從而在實踐中驗證了5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、AI模型與能源調(diào)度系統(tǒng)深度融合的可行路徑。
站在煤炭行業(yè)升級轉(zhuǎn)型的角度,鑫巖煤礦的經(jīng)驗為5G智能煤礦發(fā)展提供了三個啟示:
一是從“技術(shù)集成”走向“系統(tǒng)演化”。不應(yīng)將5G智能化視作一場單點技術(shù)疊加,而應(yīng)構(gòu)建統(tǒng)一數(shù)據(jù)底座與跨域算法生態(tài),推動煤礦從“自動化設(shè)備集群”向“認(rèn)知型系統(tǒng)體”轉(zhuǎn)變。
二是從“信息感知”走向“治理重構(gòu)”。煤礦能效管理不應(yīng)止步于可視化展示,而應(yīng)發(fā)展成為支撐調(diào)度優(yōu)化、運營指揮、碳管理的核心邏輯模塊,成為礦山治理數(shù)字化的驅(qū)動引擎。
三是從“邊緣試點”走向“場景擴(kuò)散”。應(yīng)推動類似鑫巖煤礦的技術(shù)機(jī)制在更多中小礦區(qū)、復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境和不同企業(yè)所有制背景下落地,打造具有普適性的行業(yè)應(yīng)用范式。
在全球氣候治理的大背景下,中國能源體系面臨“雙重挑戰(zhàn)”:一方面要保障傳統(tǒng)能源的基礎(chǔ)供給能力,另一方面必須同步推進(jìn)能源系統(tǒng)的減碳轉(zhuǎn)型與效率提升。
5G智能煤礦的發(fā)展,不是對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的簡單數(shù)字化,而是在現(xiàn)實能源格局中,探索出一條兼顧安全、效率與碳目標(biāo)的系統(tǒng)優(yōu)化路徑。鑫巖煤礦的實踐經(jīng)驗表明,數(shù)字技術(shù)不僅可以服務(wù)綠色低碳,更可以嵌入能源治理體系,構(gòu)建起以數(shù)據(jù)為核心的清潔、安全、高效協(xié)同機(jī)制。
這正是中國在全球氣候治理中可以貢獻(xiàn)的重要樣本:在保障能源安全的同時,探索以數(shù)字化方式實現(xiàn)傳統(tǒng)能源系統(tǒng)的“綠色重構(gòu)”。呂梁這座礦山里發(fā)生的數(shù)字革新,既是一次工程試驗,更預(yù)演了未來能源發(fā)展的新方向。
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