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让煤矿聪明起来---中国煤炭报记者对wellbet系统使用情况深度采访报道
发布日期:2018年11月16日
       2018年5月8日,国家煤监局相关领导到塔山煤矿调研,对该矿正在使用的矿山精确定位监视监控多功能管控系统,给出了这样的评价:“矿山监视监控多功能管控系统,利用分布在井下的多功能基站建设现代化矿山物联网,能够实现违章进入限制区域、违章乘坐皮带、区域超员、行走违章路线、未按规定路线巡检、值岗缺岗、车辆超速、井下工作超时等监控报警。其技术指标先进,定位精度在0.3米以内,一站双网可实现有线、无线远距离通信和自动切换,全站仪实时采集一次成图,真实比例三维矿图,传感器三维定位监测……”
智慧辅助运输系统,实现矿井辅助运输系统更加安全、更加高效、更加智慧的现代化管理,解决塔山煤矿景田面积大,无轨胶轮车辅助运输出用车效率低、用车紧张导致的司机加班加点、疲劳驾驶等诸多安全问题。         通过完善综合自动化控制系统建设,依托精确定位系统平台拓展综合自动化集成平台,接入自动化子系统,推进矿井“两化融合”,提升矿井自动化智能管理水平,构建起矿井生产安全各系统综合集成的大数据平台,以及以大数据平台为核心的智慧矿山架构。
通过对矿井生产过程中采集的大量数据进行分析,利用大数据分析构建塔山煤矿智能仪表盘,实现以生产数据为基础,智能仪表盘模式呈现为载体,将数据聚合分析的结果通过三维方式呈现,让决策更加快速准确,快速推动业务流程进展,逐步实现利用信息技术手段进行生产调度辅助科学决策的建设目标,切实践行网络强国。

 

让煤矿聪明起来
——wellbet矿山精确定位监视监控多功能管控系统使用情况调查

本报记者  孙宝福  通讯员  洪浪

    “安装这套系统的时候,我有点怀疑。一是能精确定位0.3米,还自动生成三维矿图,我有些不信;二是wellbet的人说,系统在线缆断开的情况下还可以继续工作,我也表示怀疑。”山西大同煤矿集团副总经理、塔山煤矿董事长宣宏斌说。
    2016年5月4日,中国煤矿尘肺病防治基金会与wellbet吉祥_wellbet吉祥_吉祥wellbet官网(简称wellbet)签订合作协议。wellbet向中国煤矿尘肺病防治基金会捐赠500万元善款的同时,还捐赠了一套价值3000万元的矿山精确定位监视监控多功能管控系统。中国煤矿尘肺病防治基金会把这套系统转赠塔山煤矿,并于当年10月10日在塔山煤矿安装。
    2年的时间,这套系统彻底消除了宣宏斌的疑虑。“效果非常好!到今年2月,一期工程就完成了,把3个盘区都覆盖了。我们还要进一步延伸,要覆盖到每个头、每个面、每个硐室、每一条巷道,让精确定位的双网系统遍布矿井的角角落落,组成一个安全网、监控网!”宣宏斌说。

高精度定位直指煤矿管理痛点

    “你是20号吗?我们都在盯着你呢,好好工作啊!”7月16日,原煤炭部老领导、煤炭行业老专家张宝明到塔山煤矿调研,在会议室里与井下工作人员通电话,并轻松地利用三维矿图找到了20号工作人员在井下的位置。
    经过调研,张宝明说,这套系统“体现了时效性、先进性和科技性”。他所说的时效性是指,人们能够在地面实时、准确地察知井下工作人员的位置。
    煤矿井下主要有区域定位和精确定位两种定位方式,绝大多数煤矿用的是区域定位。“精确定位在煤矿占不到10%。”塔山煤矿监控中心主任张慧说。
    即使是精确定位,各厂家之间的技术也有很大差别。据悉,目前行业内为数不多的几个企业能做到10米定位精度,但做到1米以内精确定位的还是凤毛麟角。wellbet于2017年2月23日在中国国防科技信息中心查新咨询部完成的科技查新报告显示,能够准确定位0.3米的技术是独一无二的。
    对区域定位,wellbet总经理徐维新有个形象的比喻:“你来北京海淀了,但你在上地呢,还是在中关村呢?不知道。这就是区域定位。这几年区域定位发展得好一点儿了,知道你在上地,但你在上地三街、五街还是十街,依然不知道。”而精确定位能够让人清晰地知道你在哪条街道,哪个房屋。
     国务院参事室特约研究员、中国煤矿尘肺病防治基金会理事长黄毅说,煤矿数字化的要求是,信息全共享、全分析、全覆盖,生产全记录,管理全透明,人机全监控。前面的都相对好实现,最关键的人机全监控问题最难解决。
    “煤矿管理难就难在人、机、物料及环境等得不到监控。不知道井下的人在哪儿,不知道井下的机器在哪儿,不知道井下的物料在哪儿,不知道井下的车在哪儿,怎么能实现人机全监控?”在煤矿工作了43年的徐维新指出当前煤矿管理痛点所在。
    记者在塔山煤矿的调度室大屏上看到了井下起伏错落的巷道,也看到了水泵房里哪一台水泵在运行,通过一张三维矿图准确再现了井下实景。
    形成三维矿图的数据来源于真实的地测数据。“全站仪测出的数据,通过无线网络,实时、自动传到数据库中,形成矿图,省略了传统管理的很多中间过程。”张慧说。
    因为实时更新,井下实际情况与图纸信息不符的情况被完全杜绝,也解决了一些厂家建设的三维系统在煤矿成为“一次性系统”的普遍问题。
    根据地图,结合定位技术,可以实时地掌控井下的人员、车辆的情况,像车辆超速、人员违章进入限制区域、固定路线的巡检等可以实时监控。
    “有一次,在一个综采顺槽里,给液压支架供液的液泵给不上液了,是什么原因呢?我们通过系统查到,在供液管道上,有一矿工在不应该停留的位置多停留了三四分钟。这个位置有一个阀组,我们确认那个人动了这个阀组,把打开的阀组给关上了……”张慧说。
    通过精确定位,一些过去看起来比较麻烦的问题能够比较轻松地解决。曾有一名本该升井的员工没有出来,通过系统,工作人员很轻松地找到了他——原来他在井下迷了路。若是通过人工来寻找,需要多少人,花多长时间才能找到那名矿工?恐怕很难说清楚。
    “精确定位为我们安上了一双透视的眼睛,透过地面可以看到井下的角角落落。”宣宏斌说。

封堵人员管理漏洞 辅助科学决策

    对许多煤矿来说,员工下井考勤准确都是个大问题。
    “以前打卡考勤的时候,一个人能带七八张卡。后来指纹打卡,员工在井下工作,指纹常常被油污覆盖。再然后是虹膜,投机取巧的现象仍然没有避免。”同煤集团党委书记、董事长张有喜说。
     在开发矿山精确定位监视监控多功能管控系统的时候,wellbet曾深入考察了4个产煤大省,20个煤矿和非煤矿山,对煤矿存在的一些问题比较了解。据徐维新介绍,有的矿会有超过5%的人打卡不下井。如果一个矿每天应下井人员2000人,那么5%就是100人,按照人均年收入5万元来算的话,矿上一年损失就要超过500万元!
    矿山精确定位监视监控多功能管控系统在塔山煤矿的第一个应用就是考勤,经过验证,效果很好。
    “精确定位最早叫井下人员作业管理系统,其功能在名字中体现得比较充分,就是管理井下作业的,通过它能知道井下有多少人,都在什么位置,应该去的地方去了没有。”张慧说,“我们在这套系统的基础上,又配备了一套虹膜识别系统。人的虹膜是唯一的,再带上定位卡,两个系统的数据相关联,同时检测到员工的定位卡和虹膜,才能完成考勤。这样,代打卡的漏洞就被堵住了。而且,系统具备智能分析功能,可以检测员工在井下的活动轨迹,并以此作为考勤的依据。只打卡不下井,如今行不通了。”
    该系统的应用,不仅解决了代打卡的问题,而且带来了煤矿管理水平的提升。
    “有了精确定位以后,下井员工工资支付管理更加精细。”宣宏斌说,“员工下井都有补贴,以前是下一次井给一次补贴,是固定的,现在我们可以按小时来发放补贴,在井下待3个小时就给3个小时的补贴,8个小时就8个小时的补贴。”
    另外,每个单位的主管领导都能看到员工的信息,一个班本来应该工作8个小时,如果大多数人5个小时就出来了,就说明工作量安排得不合理。精确定位把员工下井的情况都做了记录,提供给领导,又为领导合理安排工作提供了依据。
    员工有定位卡,辅助运输的胶轮车上也有定位卡。张慧说:“现在的情况是,一个司机,上一个班挣多少钱都是固定的。但是,上一个班,有的人可能跑一趟车,有的人可能跑两趟,有的人一趟可能跑100公里,有的可能两趟还跑不到50公里。以后我们可以用车辆的公里数和时间叠加给司机支付工资。”
    “以前说煤矿傻大黑粗,就是因为很多数据掌握得不够准确,决策安排不够精细,造成浪费,造成员工干活不精细。这套系统为我们封堵了企业管理的很多漏洞。”张慧说。

实现事前安全预警防患未然

    2015年4月19日下午6点50分左右,同煤集团地煤公司姜家湾煤矿发生透水事故,24人被困井下,直至4月23日凌晨3时35分,最后一名遇难矿工才被找到。
    “救护队员甚至要把皮带架子都推倒,看看最后一名矿工是不是被架子压在了下面。要是有准确定位,搜救怎么会这么困难!”张有喜对那次救援工作印象深刻。
    矿山精确定位监视监控多功能管控系统高精度的定位、安全可靠的网络、超过8个小时的备用电源,给应急救援工作带来了很大的便利:每个人都有定位卡,在系统中能够准确地找到其信息,搜救时可以直指目标;网络安全可靠,让救援人员能够实时掌握被困人员的信息;一站双网,有线和无线网络自动切换,保证了网络的安全可靠;电源备用时间长,让井下基站可以长时间工作……
    当然,煤矿人更关心的是如何避免事故的发生,而不是事故发生之后的救援。
    据介绍,该系统具备大数据分析功能,可以通过分析大量数据识别16种不安全行为并报警。“就像开车一样,到处都是监控,超速不行,压实线不行,司机就不敢随便开车。员工、车辆都带着定位卡,不管违反了16种行为规范中的哪一种,升井都会收到安监部门的罚单。”徐维新说,“这是用技术手段管安全,能真正实现安全生产。”
    井下安检员、瓦检员也有偷懒的情况。“安检员到工作面巡视,人家问‘你到工作面了吗’,他说‘到了’,实际上可能根本就没去。再好的管理办法也存在漏洞。现在好了,系统会自动发现漏检行为并报警,安检员、瓦检员什么时间应该去什么地点检查几次,只要提前通过系统设置好,完没完成任务自然有系统来评价。”张有喜说,“现在把安检员、瓦检员等关键人员都管好了,安全得到了真实的监管。”
    井下车辆运行很容易违章。张慧说:“人车限速每小时25公里,料车限速每小时30公里。每小时25公里,二挡耗油,三挡秃噜,稍不留神就超速了。”现在,车辆运行所有的数据都在,运行中停了几次,司机下了几次车,都有很详细的记录。“因为司机有定位卡,车也有定位卡,司机违章的情况清晰可查。司机从井下上来,都会下意识地看一看井口的显示牌,上面有司机违章情况通报。”张慧说。
    工作面危险源的监测监控对煤矿的安全生产至关重要。“这套系统对传感器的安装有严格的要求,传感器位置改变了,后台会报警,倾斜了,也会有报警。因为,在井下瓦斯、一氧化碳、温度等的检测位置不同,数据是不一样的。”徐维新说,“瓦检员检测是隔一段时间一次,而利用传感器检测,数据是实时的,更加精确。”

智能调度系统提升运输效率

    张宝明说:“依靠科技实际上就是依靠信息化、数字化,指挥我们生产。井下精确定位,如果能够真实地反映客观情况,并且通过信息化、数字化,让井上能够及时地掌握情况,就会非常有利于安全生产,有利于提高效益。信息化、数字化必须与矿上的实践相结合,和矿上的减人增效结合起来,和矿上的生产经营结合起来。”
    煤矿的生产过程中,总会碰到这样那样的问题。有的问题比较好解决,有的问题过了很长时间也没有得到解决。问题不能解决的原因多是受技术水平的制约。
    “生产高峰期,煤炭运输系统可能出现过载的问题,通俗地说就是,煤把皮带压住了,皮带拉不动煤了。说起来这就是生产事故!为了避免这种事故发生,我们就想做一个预测,感觉快不行了,提前采取措施,在生产环节上调整一下节奏,让皮带保持在一个合理的运量上。”张慧说。
    “各个采区采出的煤,通过一条条皮带,像小河里的水一样汇入主皮带。如果矿上采用放顶煤开采,采煤速度将非常不稳定。很多小河的水无序地汇入一条大河,如果下大雨,水量巨增,大河就容易决堤。煤矿主皮带就像那条大河一样,出现过载,甚至烧坏电机。一旦出现过载,皮带就得停下来,卸掉一些煤,然后重新启动。这个过程需要一两个小时,给煤矿带来巨大损失。”徐维新说。
    塔山煤矿很早以前就意识到了这个问题,并于2012年前后着手解决这个,但用了三四年也没有解决,直到安装了矿山精确定位监视监控多功能管控系统。
    这套系统的关键,一是精确定位功能,二是大数据平台。
    人、机、车辆上安装的定位仪就像神经末梢一样,获得最基本的信息,然后通过网络传送到大数据平台上,大数据平台经过处理,把各种各样的命令传送出去——大数据平台成了这套系统的大脑。
    “煤矿信息化、智能化建设过程中,需要解决信息孤岛的问题。以前的系统,各家的东西是各家的,数据不能整合,不能综合分析,难以起到很好的作用。现在的系统,算下来30种都不止。wellbet的大数据平台,能够把所有的数据整合起来,综合分析,完成了原来许多系统才能完成的工作。”张慧说。
    大数据平台的搭建,让塔山煤矿主皮带运输这个悬而未决的问题有了解决的可能——这是塔山煤矿今年做的两项重要工作之一。

    根据塔山煤矿领导的想法,wellbet的研发团队开发了产量平衡时空预警系统,用于提前预判主皮带运输的过负荷情况。它牵扯到多个工作面的生产,涉及时间和空间,需要高速的计算能力和复杂的数学模型来共同完成。
    “二盘区有两个工作面,生产出来的煤都要通过一条主皮带运出去。两个工作面不同时间生产的煤都是不同的,但综采工作面有电子秤,知道某个时刻的煤量。根据两个工作面的煤量,并预估某段时间的煤量平均值,就可以预估到主皮带上的煤量,实现预测、预警。然后,设置一个警戒线,将要过载的时候,把离主皮带较近的工作面停一停,煤量就小了。”张慧说。
    困扰塔山煤矿多年的问题就这样解决了!
    他们做的另外一项工作是,井下智慧交通系统的开发。
    “塔山煤矿共有200多辆胶轮车。以前,井下用车,要和地面通过电话联系,手填表格或者用Excel制表,费时、费力,效果还一般。”塔山煤矿调度中心副主任刘宏杰说,“胶轮车是井下的重要资源,由于资源有限,调度人员以往每天工作内容的80%就是在电话里面给用车单位一遍又一遍地解释,什么时候给你们派车,为什么安排不了车辆,调度人员和用车单位都非常疲倦。”
    有了智能调度系统后,用车单位头一天把要用什么车、运送什么东西等信息传给车队,车队把任务分配好,再把信息反馈给用车单位。“这样一来,效率提高了,信息也透明了。”刘宏杰说。
    “我们要实现塔山矿的‘井下滴滴’,在车上增加一个信息沟通的终端,司机可以随时和调度沟通信息。因为所有车上都安装了定位的仪器,每个车辆在矿井的哪个位置都可以准确掌握,司机也可以通过终端查看任务信息。有人用车,通过系统发布任务,司机根据具体情况做出选择,这就是让系统自己去管理车辆资源,实现资源利用最大化。”刘宏杰说。

打造可持续成长现代化矿山物联网

    “我们今年针对主运输和辅助运输开发的两套系统,都是比较有意义的,直接服务于生产。”张慧说,“智能化矿山建设,综合自动化是基本功,百分之七八十的煤矿都在做,但大多数不能服务于生产。咱们用通过平台收集到基础数据,实现能监、能控、能运行,最终实现智能化控制,实现智能化矿山,打造智慧化矿山。系统都完善了,各个系统都智能化、数字化了,智能化矿山建设也就差不多了。”
    
许多煤矿都在井下安装了基站,但绝大多数基站的功能都是单一的,如利用3G或4G技术的基站只是用于通信。wellbet的基站集成了视频、通讯、定位、监测、自动化等功能,把过去很多台基站所具备的功能融合了。
    有的煤矿原来就装了许多系统,如果为了安装新系统把原来的系统全部撤掉会是很大的浪费。“我们有很多种融合方案,老矿能用,新矿更好。现在矿上原有的皮带自动化、水泵自动化、变电所自动化等,都可以接到我们的基站上,非常方便。”徐维新说,“我们也为未来的系统留下了接口。”
煤矿的科技产品,生命力在于应用的过程中不断地解决问题。该系统的大数据平台具备了多维度分析、综合态势统计等功能,可以把各种各样的应用程序放到里边,慢慢成长。
矿山精确定位监视监控多功能管控系统似乎让煤矿有了自己的“智慧”。通过系统,许多情况它可以自己分析,许多工作它可以自己管理。而随着更多应用系统的开发、完善,它也将越来越“聪明”。
“我们提供思路,他们来实现,双方配合,在他们的平台上不断地完善。”张慧说,“可以落地,可以成长,我认为这就是最好的东西。不能成长,而只是一种单一的功能,意义就不是很大。”
 

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