摘要:本案例描述了黄陵矿业集团率先响应国家号召进行智能化矿山建设,并结合“双碳”目标打造矿山零碳智慧园区。员工的工作生活多围绕在人烟稀少的矿区,然而传统园区系统建设并不完善,无法满足企业与员工对于矿区综合服务及便捷化的需求。新华三集团基于黄陵矿业集团矿区的现状与需求,精心打造零碳智慧园区,以“零碳操作系统+园区综合管理平台”为核心,规划园区的安全生产、经营管理、生态环保、智慧民生等模块,助力园区提高信息化建设水平、实现智慧化管理,将管理做到“看得见,管得着”;同时,完善矿区安全防范功能,加快对矿区异常事件处理的速度,提升矿区的综合管理水平;更实现了园区碳排放数据可视化,打造园区“碳画像”,实现三知、三治、三绿,真正提升矿区生态碳汇能力,全力打造碳中和智慧矿区。

关键词:智慧矿区;零碳智慧园区;黄陵矿业;煤矿智能化;双碳

一部煤炭开采史也是一部工业技术变迁史。

工业革命之前,采煤需要以人工用铲子或十字镐挖掘;工业革命之后,英国发明了地下采煤技术,进入大规模商业开采的时代;电气时代来临,更多的机械化设备出现在煤矿开采中;随后计算机和互联网的出现,让煤炭行业快速进入信息化时代;当前,数字化的大潮则推动着煤炭行业向智能化发展。

此前,国家八部委发布《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》明确提到:加快推进煤炭行业供给侧结构性改革,推动智能化技术与煤炭产业融合发展,提升煤矿智能化水平。

黄陵矿业集团始终坚持“人才强企、科技兴企”战略,把创新作为高质量发展的重要战略支点,主动拥抱新技术,加快核心技术攻关,加强人才队伍建设,全面推进“智能矿井、智慧矿区”建设。近两年累计投入科技资金6亿元,完成科技项目41项,在转型发展中结出累累硕果:发布煤炭行业智能化开采技术标准,建成全国首个透明地质精准开采工作面和首个复杂条件下智能掘进机器人,首创“AI+NOSA”智能风险管控系统,2项科技项目达到国际领先水平。一串串闪亮数字,一个个崭新纪录,一项项骄人成果,折射出黄陵矿业在科技工作中的“硬核战绩”。

2022年,作为煤矿智能化建设的最早发起者、推动者和受益者,黄陵矿业集团率先相应国家号召,积极推进智慧矿区建设,在完善智慧矿区建设的同时,结合“双碳”目标,建设零碳智慧园区。

井下的生产是先进的,井上的园区是绿色的

桥山脚下,沮水河畔。黄陵矿业集团作为陕煤集团核心骨干企业,坐落于革命圣地——延安。作为煤炭两化融合与智能化建设的标杆企业,2022年,黄陵矿业集团在推进煤矿智能化建设的同时,秉持“绿水青山就是金山银山”的理念,聚力落实“双碳”行动,按照“依托煤—延伸煤—拓展煤”的思路,形成煤化工,煤矸石发电,煤矸石、粉煤灰制建材、瓦斯发电、矿井水回收复用等多个循环经济链条,形成清洁高效、综合利用的循环经济产业体系,走出一条用水不排水、采煤不见煤、产灰不排灰、废物全利用的创新发展之路,实现黑金资源绿色开采、高碳产业低碳运营。

图片说明:黄陵矿业集团远景图

煤矿多处于人烟稀少的偏僻地区,员工工作与生活均围绕在矿区。传统园区很多系统建设尚不完善,且大部分在功能上各自分工,系统资源属性单一,在资源共享、业务整合上存在诸多问题,矿区安全管理也并未在流程上进行优化,无法满足企业与员工对于园区综合服务便捷化、智能化的需求。一个安全、智能、绿色、高效、和谐的园区成为了新的建设目标。

2022年,新华三集团基于黄陵矿业集团矿区的现状及需求,精心打造零碳智慧园区体系建设,以“零碳操作系统+园区综合管理平台”为核心,规划园区的安全生产、经营管理、生态环保、智慧民生等模块,实现矿区的整体智慧治理能级跃升,大幅度提高矿区的运营效率及智能化水平。

未来矿区“零碳智慧园区”怎么建

建设“零碳智慧园区”究竟意味着什么?第一,可以帮助园区提高智慧化管理水平,直观了解园区整体运行情况,将管理做到“看得见,管得着”。也可以进一步完善矿区安全,加快对矿区异常事件处理的速度,提升矿区的综合管理水平,实现矿区综合服务的智能化IOC运营管理。

如何建设“零碳智慧园区”,黄陵矿业集团采用“2+2+1+N”总体框架,即“公司决策平台、矿井管控平台的两级应用平台,公司数据中心、矿井数据中心的两个中心,一个零碳治理操作系统,以及智能化采、掘、生产辅助、监测监控、经营管理等的N个应用子系统”,利用云计算、协同GIS、数字孪生、智能识别、大数据等先进技术,建立黄陵矿业统一标准、全面感知、实时互联、高效集成、开放共享的零碳智慧园区系统,实现调度指挥的全息可视、重大危险的智能预警、安全管理的动态诊断、生产过程的协同控制、经营管理的智能分析、业务流程的高效协同。

图片说明:智慧矿区总体架构

再通过数字孪生对矿区进行建模和数据集成,建设零碳智慧园区的IOC智能运营中心,构建园区全景驾驶舱,实现智慧园区整体解决方案的关键能力,为业务集成提供数据接入、模型建立和算法应用,达成汇聚公共能力、支撑上层业务能力、扩展水平业务能力的目标。

图片说明:零碳智慧园区综合服务智能化IOC运营管理中心

借助数字孪生平台的搭建,在数字世界里复刻一座矿区。将地理信息、交通管理、建筑、设施、设备等管理对象三维重现,打通各独立模块数据壁垒,让数据真正流动起来,从而提供深度数据运营和跨系统协作调度能力,匹配矿区资源情况,实现应急事件极速响应,跨部门灵活调度运转。借助IOC运营管理中心,管理者可以全面直观地掌握园区内部与外部的人、物、建筑的状态,建立从运营状态可视、到业务分析->预警->辅助决策->执行的能力,实现园区的“可视、可控、可算”,最终实现零碳智慧矿区的建设目标。

同时,依托黄陵矿业集团已规划建设的清洁低碳生产体系、生态碳汇能力及新能源产业,在零碳智慧园区融入绿能覆盖、煤化工,煤矸石发电,煤矸石、粉煤灰制建材、瓦斯发电、矿井水回收复用、碳污同治等碳排放数据,可视化呈现碳数据,直观掌握碳排放数据,从不同业态、不同碳源等维度完成深度剖析,形成园区“碳画像”,实现“三知”:知排、知碳、知路;“三治”:治能、治污、治碳;“三绿”:绿能、绿产、绿碳,真正提升矿区生态碳汇能力,全力打造碳中和智慧矿区。

科技力量助力矿区智能升级

智能化让矿区变得越来越“智慧”,在这华丽蜕变过程中,员工成为最重要的参与者、最积极的推动者和最客观的见证者。

不少员工反映,现在在园区里生活更加舒适与便捷了:停车更方便,固定车辆和临时车辆实现分别管理,提高停车体验;进出更有序,临时普通访客、特殊访客、员工家属等拥有不同的来访权限等。这些点滴的变化,极大地提高了员工生活幸福感。

在黄陵矿业集团看来,煤炭智能化是持续发展建设的,相信伴随着越来越多的技术革新、智慧加持,黄陵矿业集团将向着安全、智能、绿色、高效、和谐、可持续的方向加速迈进,最终建成一个绿色、安全、高效、智能、可持续发展的智慧矿区。