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中国煤炭报/2023 年/7 月/4 日/第 003 版专题
政企合力助发展 “ 智” 绘安全新画卷
——中煤平朔集团东露天矿以智能化建设实现本质安全纪实
本报记者 王月祥 通讯员 陈震
近日，记者在中煤平朔集团东露天矿偌大的矿区内看到，无人驾驶卡车一辆接着一辆，有序穿行；钻机无人值守，实现远程控制；边坡雷达、测量机器人以及移动边坡监测系统将 24 小时监测数据通过专用通道实时回传，使边坡安全稳定⋯⋯
近年来，东露天矿在国家矿山安全监察局山西局监察执法三处指导下，不断加快智能化建设步伐，从根本上推动露天矿安全风险隐患的防范和治理。该矿从无线通信终端、智能摄像机、环境感知终端、智能传感器、无线定位终端等数字化工具和设备入手，实现矿山环境数据、采矿装备状态信息、工况参数、移动巡检数据等的全面采集，大力推动智能化技术与煤炭安全生产融合发展，开启了新时代智慧矿山建设新航程。
空天地实时监测
“ 滑坡是露天矿安全生产重大隐患，边坡稳定是露天矿安全生产的关键。要想保证露天矿安全生产，首先要保证边坡的安全稳定。” 监察执法三处监察专员倪先卫说，“ 边坡稳定性分析与边坡岩移监测是边坡稳定性研究中最重要的两大部分。只有边坡稳定分析成果可靠、及时、科学、符合实际，才能实现露天矿边坡稳定性的评价判断合理。如果边坡稳定分析成果不符合实际，则设计的边坡稳定、生产能力就不能实现，生产中极有可能发生边坡失稳、滑坡。这样一来就存在诸多安全隐患。”
为此，监察执法三处定期与东露天矿协调沟通、制定方案，派专人驻矿进行指导。同时，该矿以智能化建设为抓手，大力推进边坡安全监测预警系统建设，实现从传统管理向智能化数字化管理的革命性转变。
东露天矿先后建成完善合成孔径边坡雷达、测量机器人、NSS 地表位移监测等多种先进边坡安全监测预警系统，并将边坡监测预警功能接入集控中心，形成空天地一体化监测预警体系，实现矿区边坡 24 小时实时监测和自动预警。
边坡 NSS 自动化监测系统采用自动测量、通信和计算机技术，对边坡动态数据进行实时监测、采集、传输、分析，实现地表位移、深部岩移、降雨量和地下水位 24 小时连续性远程监测，为边坡安全评价提供参考。通过对数据分析，提升预测预报的准确性与时效性，实现了边坡灾害动态预警，同时借助反馈的边坡监测信息，指导采剥生产及边坡工程的维护与管理，实现信息化设计、生产和管理，从而消除边坡安全隐患。
东露天矿在矿区南帮 1335 平盘布置 1 台边坡雷达用于在线监测北帮边坡整体变形情况；在北帮 1400 平盘布置 1 台测量机器人监测系统，用于监测北帮东部红黏土边坡区域；3 台 NSS 地表位移系统分别布置于北帮东部 1360 平盘、南帮 1320、1290 平盘，实现对红粘土、破碎口上部重点区域进行监测；北帮 1400、1420 平盘局部边坡布设微锋监测传感器 3 套⋯⋯现已在危险边坡区域建设并运行 9 套自动化监测系统，实现全天候、全区域、全覆盖监测。
通过设置预警阈值，系统将预警信息发送至集控中心指挥人员手机终端和电脑上，从而实现边坡监测智能化，解决了人工监测仅能在白天进行、巡视时间长、效率低且易受雨雪天气影响等问题，使得监测数据更加精准，打通了边坡安全稳定“ 最后一公里”。
数字化加速无人值守
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“ 露天矿生产战线长、作业点多面广、设备设施庞大，人的视线存在一定的盲区。” 倪先卫对记者说，“ 为此，我们推动东露天矿加快 5 网络建设，现已实现全覆盖，从而使卡车无人驾驶和钻机无人值守成为现实。”
东露天矿建有卡调系统 Mesh 网络、 无线对讲机 800M 网络以及大型设备安全预警系统 700M网络。2022 年，该矿试点建设 4 专用网，为燃油监控管理系统提供网络传输，同时整合现有无线网络，满足卡调系统、大型设备安全预警系统等的数据传输及系统指令下达的需求，为矿区各系统终端提供 4 网络，形成 4+5+有线的融合网络体系。
与此同时，按照超融合架构建立虚拟化数据中心，实现计算资源、存储资源的统一管理，目前共计部署设备 14 台（套）。管控一体化平台项目于 2021 年 11 月底完成平台功能开发和全部 22个子系统接入，实现场景展示、生产指挥、综合自动化、安全预警、经营管理五个板块功能。
排水泵站无人值守项目在现有设备基础上，增加了控制层、网络层、终端传感器装置和视频
监控等，以实现泵房集中监控和无人值守。
110 千伏工业广场变电站无人值守项目通过先进的计算机技术、通信技术等集中调度、集中管理，实现变电站智能监控、视频联动、线上实时监控。
供电监控系统为变电站运行维护人员提供运行和监视所需的各项功能，从而提高系统运行的
稳定性和可靠性，减轻相关人员工作强度，同时为推行变电站无人值班提供了强大的技术支持。
供水监控系统将所要监测的参数，即来水流量、出水流量、来水压力、出水压力、水池液位
等，动态实时标绘、实时切换、故障记录、短信报警、统计分析。
钻机无人值守项目通过改造阿特拉斯 CDM75E 钻机， 实现了远程值守下水平找正、 自动布孔、无人驾驶钻孔作业、钻孔自动检测的功能，达到国内首台钻机无人值守的要求。该钻机全部推广后，每班仅需 1 人就可以操控 3 台钻机。
测孔机器人能够定位孔内三维空间位置，避免误差积累，提高爆破精度和效率；炸药车实现炮孔装药结构精准控制和药量自动精准计量；太重 35 立方米电铲，实现了大型电铲远程操控，处于行业领先水平。
矿用无人驾驶智能化项目经过对 7 辆矿用卡车、 2 台电铲以及 13 台辅助设备进行无人化改造，实现无人驾驶卡车—电铲—辅助设备协同编组化运行，成为国内率先在真实作业场景下具备常态化编组运行能力的引领示范项目。
信息化推进人机融合
东露天矿投用的地理信息系统已覆盖全矿区。该系统采用全球定位、遥感、地理信息系统、云计算、现代通信、无人机遥测等新技术，对矿区多时期不同时段的航拍影像图、交换图、点云数据以及各种专题图等空间数据整合入库。
建成露天矿三维点云一体化综合管理平台，通过无人机月度