陕煤集团红柳林矿业：挖掘“数据金矿”，打造首个工业互联网架构的智能矿山

陕煤集团下属红柳林矿业有限公司（下文简称“红柳林矿业”）位于陕西省神木县，是陕西省属大型国有股份制企业。

探索智能化道路

陕煤集团红柳林矿业公司以工业互联网架构为基础，应用云计算、大数据、人工智能、数字孪生、5G、物联网等新一代信息技术，进行了智能化矿山的总体规划和建设，接入现有的信息化和自动化系统，通过对全矿井海量数据的采集与分析，为矿井安全生产、经营管理提供辅助决策，提升安全水平、生产效率。

红柳林矿业在探索智能化的道路中，希望实现：

• 融合一体化的网络：基于F5G技术实现井下工业控制、视频监控网络升级改造，打造大带宽、低时延的高速通信网络；

• 构建资源集约化的云平台：构建统一的云基础设施，提供敏捷、可靠、安全的IT基础设施服务，提升资源利用率，降低系统建设成本；

• 打造功能强大的数字底座：统一接入OT、IT数据，沉淀煤炭行业数字资产，消除数据孤岛。业务系统使用标准接口获取数据，大幅度提升对接效率；提供数字孪生应用使能服务，通过零代码编排快速构建智能应用；

• 基于矿山互联网平台，构建丰富的智能矿山应用：智慧园区、智能综采、智能掘进、智能主辅运输、智能安全监控、智能选煤厂等，形成完整的智能化煤矿安全高效生产及运维体系。

携手华为 打造智能矿山

红柳林矿业公司与华为合作，以“统一标准、统一架构、统一数据规范”的工业互联网架构为基础，应用云计算、大数据、人工智能、数字孪生、5G、物联网等新一代信息技术，进行了智能化矿山的总体规划和建设，系统整体架构主要包括工业承载网、数字平台、矿山智能应用，具体如下：

（一）工业承载网层

主要是指数据传输网络，包括新建的万兆工业环网、5G专网等设施，实现智能矿山设备的网络连接。

（二）数字平台层

基于工业物联平台、湖仓一体的大数据平台、应用互联平台等，实OT数据的统一采集、统一设备建模，累计接入45个子系统和3000+套设备；每天汇聚2亿条数据，实现数据统一入湖，沉淀数据资产，消除数据孤岛。

提供对计算资源、存储资源、数据库、人工智能、数字孪生、集成开发服务等的按需使用；沉淀煤矿标准数据模型，通过云平台标准接口统一对外开放数据，上层各应用无需再单独从井下设备获取数据，大幅度降低数据获取难度，实现各类专项系统数据同源、数据融合；提供数字孪生使能服务，持续沉淀煤矿行业资产，通过模型库及设备/环境数据灵活创建场景化应用，实现“零码编排、快速上线、资产沉淀、常用常新”。

(三) 矿山智能应用层

矿山智能应用层是指以综合管控平台为核心的各类智能应用，包括矿井生产安全、经营管理的各类智能子系统，通过综合管控平台对数据进行融合分析，实现井下智能系统的动态联动，做到用数据管理、用数据决策、用数据服务。

主要应用涵盖：

1、智能化综合管控平台

红柳林矿业公司基于华为统一的大数据平台和元图工坊数字孪生使能平台，打造了新一代的生产调度综合管控平台，使数据真正服务于生产调度和经营管理。系统为管理人员提供全场景全要素的实时信息，并自动给出辅助决策建议；调度人员根据井下人员分布和活动轨迹，通过融合通信系统的语音、视频通话功能，对井下人员和装备进行跨系统的调度指挥、协同作业。

红柳林矿业公司对138.4平方公里的井田生产场景进行了全息建模映射，结合井下作业工艺流程以及设备实时监测数据，实现矿井生产环节综合监控、指挥调度统一协作、设备安全监测预警、决策支持智能分析、集中远程联动控制等业务使用场景。对接“采、掘、机、运、通”综合监控、经营管理、安全生产等数据，形成一个全面感知、实时互联、分析决策、联动管控、动态预测的管控系统，解决监测数据分散、分析数据单一不足以支撑决策的问题，实时洞察矿井态势，及时预测、发现、减少矿井生产安全事故。

目前已经实现将三个综采面的数据进行全量接入，并实现一屏三采面的整体设计，实现对开采工作安全运行的全方位监控，保障安全生产。

2、矿山智慧园区

以建设“安全、绿色、高效、创新、有温度、能感知”的智慧园区为目标，围绕“幸福矿工”为中心，运用当前先进的物联网、云计算、人工智能等新一代信息技术，建立一个“管控营”一体化的园区综合运营与管理平台，包括四大模块：园区安全、便捷通行、舒适生活、智能运营。通过人、车、物、资产、设施的联接，数据融合，进而使得整个矿山园区状态可视，业务可管，事件可控，实现企业的持续卓越运营，建设“智能协同、高效节能、绿色环保”现代化一流煤炭企业。

3、业界首个智能作业辅助系统

红柳林矿业公司将自己的作业标准管理经验与华为在ICT领域的项目管理及现场作业能力结合，推出面向煤矿业务场景的服务系统，打造业界首个智能作业辅助系统。能够基于任务管理、问题管理、风险管理，实现任务自动派发，问题实时上报，多方视频协同快速处理并闭环问题，自动生成数据报告提升生产作业效率，帮助一线人员减负。

4、其他应用

基于煤炭工业互联网平台，为红柳林矿业公司二十多个智能应用系统（智能综采、智能掘进、智慧通风、智慧压风、智能供排水、智能供配电、智能化灾害防治、智能主运输、智能辅助运输、智能汽车装车、智能火车装车等），按需提供数据、接口、模型等原子能力，极大加快了红柳林矿业公司的智能矿山建设。

挖掘“数据金矿” 引领煤矿行业智能化发展

红柳林矿业公司智能化部负责人这样描绘了工业互联网架构智能矿山“数字孪生”的图景：在智能采煤系统中，通过数字孪生技术构建出采煤机、液压支架、刮板运输机等设备的数字模型，实时显示煤机位置、煤机速度、截割高度等数据。依托这些数据和模型，操作人员可以更为精准地判断出设备的运行状态，真正实现智能感知、智慧决策。

毫无疑问，红柳林矿业公司的智能煤矿真正的核心价值不仅仅是地下的煤炭资源，更有日积月累形成的丰富数据资源和知识积累。正如红柳林矿业公司副总经理郭奋超所言：作为国内首个基于工业互联网架构打造的智能矿山，今天，我们一铲子下去，挖到的不只是煤，更是一座“数据金矿”。

在红柳林矿业公司的综合管控系统中，138.4平方公里的井田，通过3D形式呈现了出来。有了这个系统，调度员坐在大屏前，就能完成原来需要多系统、多部门协同配合的工作，比如，调度员可以实时追踪人员轨迹，可以异常告警一键闭环处置，可以通过与井下视频通信等方式跨系统调度指挥。通过智能作业辅助系统的无纸化作业，提升生产作业效率，大幅减少了人员配备，实现了少人无人的理念。

1. 减人增效

通过综合管控系统实现了远程集中控制，生产辅助系统实现了现场监测的可视化和智能化远程集中控制，集中控制率达100%，井下固定岗位人员大幅减少，机房、硐室实现了“有人巡检，无人值守”，改善了作业环境，实现了安全控制；

2. 降低劳动强度

单个综采面生产班减少人员5-6人，以前生产班平均出勤人数约11~13人，目前出勤5-8人即可满足生产需求；

3. 便捷管理

通过综合管控平台、智能作业辅助系统等系统，实现了生产大数据分析模型、预警报警分析等，实现了矿井安全生产管理的协同调度、集中管控，为企业领导层正确决策提供科学依据，使矿井领导和管理部门能够及时、全面、准确地掌握情况，彻底改变了煤矿安全生产传统的管理模式；

4. 幸福矿工

矿山智慧园区就是用智慧赋能，让数据多跑腿、职工少跑腿。如红柳林矿业公司后勤保障中心负责人说，上线了“智慧园区”APP，访客预约、客房申请、车位管理、每日菜单等十多项服务实现了“线上直达”，为职工生活带来了更多便捷。