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1　礦井建設基本情況

伊犁一礦位于美麗的“塞外江南”新疆伊犁哈薩克自治州察布查爾錫伯自治縣瓊博拉鎮，距離哈薩克斯坦50km。礦區北距縣城34km，距離全國最大的國際陸路口岸—霍爾果斯口岸150km，交通便利，位置優越，是國家發改委核準的新疆第一座千萬噸特大型現代化井工礦井，設計生產能力為1000萬t/a，服務年限為142a，概算總投資51億元。礦井分南、北兩個工業場地，采用斜立混合開拓方式，分別如圖1和圖2所示。投產時，共布置5條井筒，分別為北工業廣場的進風立井，南工業廣場的材料斜井、回風立井、主斜井和緩坡副斜井。

圖1 北工業廣場鳥瞰圖

圖2 南工業廣場鳥瞰圖

礦井為I類易自燃煤層，自然發火期為32天，屬低瓦斯礦井，水文地質類型為中等，非沖擊地壓礦井。回采工作面采用走向長壁綜合機械化放頂煤工藝，全部垮落法管理頂板；掘進工作面采用綜合機械化掘進工藝。目前共有1個采煤工作面、2個掘進工作面，分別為1503E綜放工作面、1504E上順槽、1507W下順槽綜掘工作面。

2　案例介紹

伊犁一礦作為山東能源在新疆地區的唯一的智能化引領型示范礦井，按照“高起點、高裝備、高智能、高效率、高收益”的建礦要求，堅持走礦井“重裝大型、智能高端”的云之路，秉承集聚高端裝備、集成先進技術、集匯顛覆創新、集結前沿管理的理念，緊緊圍繞“安全高效綠色少人智能”的建設思想，弘揚“建百人工程、創百年礦井”的“雙百工程”奮斗目標，努力打造煤炭行業“安全開采、高產高效、綠色和諧、智能管理”的無人化生產新模式，探索出一條以大數據中心為基礎，智能化工作面為特色，智慧機電運輸系統為支撐的“極簡礦井”發展之路。全力打造出了彰顯伊犁一礦IMCC（Intelligent Mine Command Center）特色的智慧礦山指揮中心。

2.1　搭建模塊化數據中心，實現云端化運行轉變

搭建新疆煤炭行業第一座現代化微模塊數據機房，建設了華為超融合云平臺，利用虛擬主機，實現各自動化子系統在云服務器中運行，解決了傳統數據機房多服務器羅列的空間浪費問題。通過構建數據產業結構、建立標準體系、打通信息交互鏈條，實現由傳統的“人力密集型、重復操作型、海量數據型”生產場景向云用戶感知、運營態勢一點可視的轉變。運行中的微模塊數據中心如圖3所示。

圖3 運行中的微模塊數據中心

新建成的機房將全礦辦公網絡核心、萬兆工業環網核心、調度交換核心、大數據超融合核心集成到一體化機房進行統一管理，配置獨立環境監測、配電、制冷、新風、照明、安防、消防等系統，通過10寸觸摸屏+后臺web界面，實現各系統數據實時監控、快速故障定位和問題處理，縮短管理需求響應時間，提升數據中心的防護能力，保障安全運行。數據機房按照國標規范進行綜合布線，提高數據中心的整體運營效率，實現網絡、信息核心設備快速部署、彈性擴展和綠色節能功能，為智慧礦山建設提供了可靠的硬件和鏈路基礎。微模塊數據中心監控系統如圖4所示。

圖4 微模塊數據中心監控系統

2.2　架構安全生產綜合管控平臺，為礦井生產保駕護航

運用3D虛擬仿真和物聯網技術，架構安全生產綜合管控平臺，實現對礦區、建筑和各種設備的三維模型展示和遠程監視。基于數字孿生技術實現了礦井主要生產環節如主煤流、通風、排水、壓風等系統的集中控制，保證全礦井主要生產系統的數據采集及統一展示，達到無人值守、少人巡檢的目的，有效提高了礦井生產效率，主通風機房三維自動化控制系統如圖5所示。

圖5 主通風機房三維自動化控制系統

礦井各自動化系統在異構條件下達到信息聯通、共享和聯動的目的，保證了生產調度、決策指揮的網絡化、信息化、科學化，為礦井安全生產、有效預防和及時處理各種突發事故和自然災害，提供有效手段，為礦井信息化的應用和發展奠定基礎，安全生產綜合管控平臺如圖6所示。

圖6 安全生產綜合管控平臺

2.3　建成“智慧管控+數據共享”型智慧礦山指揮中心

在“一調度+兩中心”高度集控生產新模式的基礎上，全力打造了“伊犁一礦智慧礦山指揮中心（IMCC）”，裝備“智慧指揮官”操控系統及全光纖架構的可視化座席協作管理平臺，服務器與交換機均布置在數據中心，實現了人機分離，既節約了工作區空間，降低環境熱量，又提高了服務器數據的安全級別。該系統以光纖KVM技術為核心，借助一組鍵盤、鼠標和顯示器完成多臺服務器之間的切換，鼠標滑屏操作零延時、超流暢，簡化桌面環境，改變了傳統的一對一的控制方式，座席人員操作本地顯示屏數據的同時，其數據也可以在大屏或其他座席顯示終端互動顯示，使得管理更為簡易方便，鐵力山“智慧指揮官”MT-1-C1操作臺如圖7所示。

圖7 鐵力山“智慧指揮官”MT-1-C1操作臺

智慧礦山指揮中心集“智能顯示+智慧互動+可視化顯控+分布式控制”于一體，通過智慧硬件與座席系統的深度融合，全面整合、管理集控中心各子系統，實現了超高清畫面傳輸、超低傳輸延時及無損壓縮的功能，有效解決了人機一體化交互困難、多系統互動操作復雜的難題，鐵力山云桌面操作系統如圖8所示。

圖8 鐵力山云桌面操作系統

操作人員坐在獨立的操作臺就可以完成礦井采、掘、機、運、通、煤銷、發運、安全監測等調度指揮工作。該模式作為智慧礦山的大腦中樞，摒棄了原有煤礦管理經驗的束縛，擺脫傳統意義上的運行方式，將管理重心由勞動密集型向技術密集型轉變。集“聲、光、電、感、控”為一體的五維空間，實現數據采集、生產調度、決策指揮的信息化和科學化，完成所有信息的實時自動化采集、高速網絡化傳輸、規范化集成、三維可視化仿真、自動化運行和智能化決策，使整個礦山具有自我分析和判斷能力，“人、機、物、環、管”處在高度協調的統一體中運行，實現礦井生產管理過程的可視化、自動化、智能化直至少人化。在“人機一體、高度集成、全面智能、立體控制”的云端體驗中輕輕松松完成體面生產工作，運行中的智慧礦山指揮中心如圖9所示。

圖9 運行中的智慧礦山指揮中心

3　智能化建設成效

伊犁一礦智慧礦山指揮中心通過高度集成的安全生產綜合管控平臺進行數據采集，利用模塊化數據機房歸納分析，借助高規格的集控中心下發決策指令，形成了一套規范性、借鑒性較強的智慧化礦井信息基礎設施系統，實現了安全高效、減人提效、降低勞動強度、改善勞動環境的目標，讓職工“體面勞動、尊嚴生活”，為相似礦井智慧化建設提供了借鑒。

作為新疆地區首座千萬噸井工礦井，伊犁一礦的智慧礦山建設在煤炭行業中的創新發展與實踐，必將成為煤礦開采史上的一個劃時代的里程碑，讓廣大干部職工享受智慧化帶來的福利，顛覆行業、翻新歷史，造福煤礦，惠及邊疆。

轉載自《全國煤礦智能化建設典型案例匯編（2023年）》

摘自《自動化博覽》2023年11月刊