探访中国第一座智能化矿山
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“沿着红色土地上一条精确线路行驶的庞大的小松卡车没有司机。它们由计算机控制，而工作人员在附近一处有空调的Portakabin活动房屋里对计算机进行监控。在不远处为下一轮爆破钻孔的钻孔机也是遥控的……”
这是不久前英国《金融时报》报道的发生在澳大利亚矿业巨头力拓公司的“革命性”一幕。2008年，力拓启动了“未来矿山”计划，旨在通过创造下一代采矿操作技术，彻底颠覆过去100多年的采矿方法和运营模式。
可不要以为这些离我们还很遥远！眼下，一家中国煤矿企业在这方面取得的“超乎想象”的进展似乎表明：对我们而言，这场革命已悄然迫近！
提到煤矿，你的脑海中会浮现怎样的景象：没有一丝光亮的巷道中，矿工们借着头灯微弱的光，奋力地一下下刨掘煤块；伴随着阵阵轰鸣，一名工人全身用力，扶住剧烈振动的风锤，煤灰将脸庞染成了黑色，肌肉也像要扭结在一起……如果告诉你，这些场景都已经属于过去，煤矿不再需要工人做这些繁重的工作，你会不会很吃惊？不仅如此，工作人员无需深入井下就可以远程操控设备，甚至坐在一百多公里外的集控中心里，只要按下一个按钮，井下设备就可以被开启或关停――如果告诉你，这样颇具“科幻色彩”的一幕，就发生在安徽阜阳的一座煤矿，你会相信吗？
日前，央视《新闻联播》播发了这样一则消息：我国首对智能化矿山――国投新集能源股份有限公司（以下简称“国投新集”）口孜东矿建成并开始试生产。据初步统计，在口孜东矿此次从国内外引进的29项世界先进的设备和系统中，17项属国内首次应用……这条时长不到半分钟的简讯引起了我们的极大关注：何谓“智能化矿山”？它都采用了哪些先进技术？这是否预示着采矿业未来的发展趋势？我们决定一探究竟。
一座“看得见”的煤矿
今年6月底，国投新集口孜东矿副矿长李井柱的日常工作发生了一些变化。每天除了下井之外，他还多了一处必须去巡查的地方――矿井集控中心。以前，为了第一时间看到井下工作面的运行情况，他不得不下到地下数百甚至上千米深的巷道中，而现在，下井没那么必要了，大屏幕会展示他想知道的一切情况。
李看上去约莫40岁年纪，身着洁白的衬衫，笔挺的西裤，脚下的皮鞋一尘不染。这与我们预想的煤矿工作人员的形象截然不同。作为初次造访口孜东矿的参观者，你不得不惊叹于其环境的整洁和优美，彷佛走进了一座花园，而不是煤矿。当然，这还不是最特别的；7月的一天下午，当我们在李的带领下深入这座刚刚建成不久的煤矿内部，终于彻底颠覆了我们对煤矿的固有印象。
一番简单的交流之后，我们跟随李副矿长来到了整座煤矿的“大脑”――集控中心。在这个既像航空控制室、又像银行交易室的房间里，几位工作人员正通过前方的大屏幕追踪着煤矿的生产。李井柱向我们介绍说：“中间部分的8块屏幕显示的是工作面主要设备及煤流系统的实时监控情况。现在我们井下所有机械设备都处于自动运行状态，不需要人工操作。”站在控制台前，掘进机牙齿般的掘进头旋转着前进的景象就出现在了我们面前，如同亲临井下一样真实清晰。忽然，一块屏幕上出现了一位头戴安全帽的工人走过的画面。“这是我们在井下巡视的人员。”李称，“井下工作不需要人，但会安排人员巡视，及时解决设备出现的问题。如果我想知道他们在哪里、在做什么，可以和井下通话，也可以看另一侧的大屏幕，他们的位置以及行进路线都可以随时在这块屏幕上调出来。”
集控中心内共有24块大屏幕，可以显示井下几乎所有的地理信息、人员信息以及设备信息。据介绍，这些如在眼前的画面是通过无数个安装在矿井内的传感器来实现的。传感器将井下设备、人员等情况都转化成数字化信息，集成输入到集控中心，借助集控软件，就可以对井下各个系统进行远程监控。
不仅如此，这座“看得见”的煤矿还会“思考”。比如一旦出现问题，计算机会实时反馈自动进行远程诊断，提示解决方案供工作人员参考，遇有严重情况系统还会自行终止设备运行。
一位值班的监控人员讲了这样一件事：一名井下巡视员想开动一辆车，然而车子怎么也开动不了，于是他拿起腰间的对讲机通知了井上监控中心。“收到他的报告，我立刻打开主控计算机上人员定位图，找到他所在的位置，同时也看到了不能启动的那台车辆的信息。果然，车辆的图标变成了红色，系统提示车辆的传感器坏了，需要更换。”上述监控人员说，“现在，井下设备一旦出现问题，系统会自动锁定它，即便用钥匙也不能开动。这样既避免了事故的发生，同时也保护了机器设备。”
而据李井柱介绍，以前井下出现问题，通常都是井下人员利用通信设备通知井上，然后再采取措施解决。现在这一过程颠倒了过来，井下出现问题，系统会第一时间反应，极大地提高了生产安全，处理问题的时间也被大大缩短了。
这样的集控中心，在口孜东矿的矿区内有一个，而在距离矿区一百多公里的国投新集公司总部，还设有主控中心，在那里同样可以对口孜东矿的井下设备进行监控，甚至实现一键式启停作业。“将来，我们陆续建设的矿井都会上这样的集控中心，到时总部的集控中心就可以同时监控多个矿井的情况。”一位工作人员向我们介绍。
智能化之路
拥有我国第一座数字化煤矿和第一座智能化矿井的国投新集，其实早在上世纪九十年代就已声名远播。1996年1月16日，美国合众社刊登了一篇经济特稿，名为《中国煤矿改革取得成绩――“九五”期间将大幅度提高生产效率》。文中将新集称为“中国能源系统改革之星”，因为新集仅用六年半时间就建成了一座660万吨的大煤矿，这样规模的矿井，以往至少需要十年才能建成投产。当时同行业吨煤造价1000多元人民币，而新集只用了不到三分之一，创造了煤炭行业的多项奇迹。从新集建立开始，它就成为了中国煤炭行业的改革先锋。
上世纪九十年代，国投新集与德国、澳大利亚和美国的煤矿企业有所接触，不断接触的过程中，使他们了解到了国际上最前沿的采煤技术及发展趋势。其中，德国鲁尔集团的发展模式引起了国投新集的关注和重视。
鲁尔集团是德国煤炭巨擎，世界500强企业之一。国投新集领导层曾多次到其下属的煤矿去参观访问。当时，德国煤矿已经完全实现了远程控制，工作面不需要人员，煤矿井下工人非常少，人员基本都在地上的调度中心里，通过计算机控制井下各个设备的工作。有一次，在参观结束回国的飞机上，时任国投新集总经理的刘谊半开玩笑地对同行的人员说，要是能点几下鼠标就完成采煤，那该有多轻松。其实，他哪里是为了轻松，更重要的是为了安全。彼时，事故频发已成为困扰煤炭行业的首要问题之一。眼见国外的煤矿实现无人控制，高度保障了工作人员的安全，而国内煤矿虽然也在应用单机自动化，但大部分仍依靠人工采掘，刘谊清楚地意识到“无人化”才是煤矿行业未来发展的方向。由此，国投新集开始了学习国外先进自动化技术的历程。
亲身经历了这一过程的国投新集自动化公司经理丁从师对此深有感受。他向《中国机电工业》讲述了自己所经历的公司智能化管理提升的过程。
1995年，刚刚从安徽当地一所煤炭学院毕业的丁从师，被分配到了新集煤矿公司物业公司的通讯部门，做一些网络通信和机电设备维护的工作。那时候，他从未想到过将来有一天，他所在的这个不起眼的小部门会成为企业中最核心的部门之一。
直到2001年，和国内的大多数企业一样，丁从师所在的负责计算机网络传输的部门仍叫做计算机通信处；而到了2002年，变化便悄然开始了。这一年被确立为国投新集的管理信息化年，公司将计算机通信处扩大并建成了信息中心，但仍是遵循煤炭行业的老传统，主要负责矿区通信。然而，当年的一次经理办公会上，时任总经理刘谊提出了管理要与信息化结合的思路。虽然并不清楚管理信息化具体是什么，对ERP这个新名词也很陌生，但抱着摸着石头过河的心态，国投新集踏上了探寻之路。
由于建立信息化管理的各项条件并不充分，其间也曾遇到过一些困难。有一次信息中心搭建供应系统平台，库存初始化前后做了三次。每一次都要求将库房几万个品种的物料规格、型号、数量、金额录入电脑。初始化一遍需要所有人员加班加点一个星期。工作量之大，让库房的工作人员苦不堪言。一个工作人员开玩笑说：领导总说我们现在的管理水平相当于赶马车，搞了信息化以后，我们就会像坐汽车，省力多了。可是现在汽车没看见，马也没了，把我们变成马套在车上了。
然而，不到一年的时间，大家逐渐适应了使用信息化系统办公，全公司的物料采购、供应，甚至细化到每一颗螺钉的领用，都要经过ERP系统。通过这个系统，计划的准确性和工作效率得到了极大提高。
2008年，在ERP系统运用了近7年之后，国投新集的核心部门――煤炭生产环节终于也纳入了系统。信息中心已经不能满足生产管理的需要，于是改而成立了自动化公司，统管公司所有自动化方面的工作。
据介绍，2006年建成投产的国投新集刘庄煤矿在国内首次实现了对矿井供电、提升、通风、排水、运输、采煤工作面、选煤厂监控等的远程监控，做到了地面主要生产车间及井下机电硐室无人值守，所有设备的状态监视和控制均在调度监控中心完成，实现了全矿井的集中控制，可以通过监控中心对现场控制信息和视频监控图像进行实时的显示、监控和管理。
然而，集控中心如同矿井的大脑，但是光有大脑，四肢不灵活也不行，工作面、煤流、矸石流、高压泵站等底层设备系统就如同四肢，如果底层设备不能实现自动化，井上的集中控制系统就不可能充分发挥作用。于是在设计建设口孜东矿时，国投新集将实现井下所有设备的自动化作为了一个重要目标。
为此，国投新集不惜重金从德国引进技术和设备，但他们也并没有全盘西化。2007年的时候，他们去国外考察，看到国外先进的技术、设备能解决生产中皮带机、采煤机等的问题，当时本想照搬过来，但是成本太高。回国后多方寻找，发现国内某企业的产品可以达到要求，于是就决定将国内产品与国外技术结合到一起，采用国外的控制系统，对国产的底层设备进行改造。通过这种中西结合的办法，不仅大大降低了成本，而且也更符合国内煤矿生产的实际情况。
经过十年的自动化发展之路，国投新集完成了继鲁尔集团之后世界第二个三级SCADA系统感知工程建设，口孜东矿成为了我国物联网感知矿山的代表。