陕煤红柳林矿业公司：“数字孪生”让矿山更“聪明”

从机械化、自动化矿山到智慧矿山、数字矿山，有关矿山建设的概念及方式不断被刷新。数字孪生、5G等新技术的出现，矿业领域迎来了一股“新基建”热潮，煤炭企业纷纷入局。作为入选国家首批智能化示范煤矿建设“排头兵”，陕煤红柳林矿业公司乘势而上，将智慧矿山整体架构与煤炭生产全流程相结合进行顶层设计，规划了一张AI、人工智能、数字孪生等新技术深度融合的发展蓝图。在工业互联网平台建设、矿井智能装备应用等多个领域找到了突破点，加速引领煤炭产业向安全高效、智能协同发展。

“这里是矿井的大脑中枢，深蓝底色的智慧大屏，中间是矿井动态展示，两边是各类监测图表数据，可视化的表达使矿井运行情况一目了然。”该公司调度指挥中心负责人介绍，井下车辆运行、采、掘工作面生产等情况都可以一键投射到调度指挥中心电子屏幕上，生产数据、安全状态实时反馈，为我们合理调度指挥提供了决策依据。

事实上，提出布局矿井“智慧大脑”，该公司也经历了“阵痛期”。过去两年来，该公司以“智能协同”示范矿井建设为目标，逐步推进智能化矿井建设。在采、掘、机、运、销等多个环节进行了智能化场景实践，建成了安全信息管理平台、井下井上工业视频监控系统等30多个智能化系统平台，取得了一定的进展。

但同样也面临着信息孤岛、数据壁垒的问题和挑战，在与华为煤矿军团携手合作后，双方共同探讨解决方案，在数据处理层面，以F5G网络为依托构建HCSO云平台，集成智能采煤、智能掘进、智能作业管理等34个业务。通过大范围、深层次的数据采集，沉淀出了数百个模型，实现各业务数据之间的协调应用，打破了业务鸿沟。

尽管矿井“智慧大脑”建设仍在路上，但该公司对于更远蓝图已有方向，开始在“数字孪生”上展开初期探索。“要真正意义上实现‘智能协同’，就要以推进矿山工业互联网平台建设为核心，构建矿区数字‘画像’，为矿井各生产要素场景提供生态支持，实现矿井工业设备与网络云端之间互通互联，真正实现全矿井全系统各环节的‘智能协同’。”该公司党委书记、董事长张宏认为。

该公司依托工业互联网平台集成的智能地质保障系统、智慧通风系统、智能供排水系统等13大项24个子系统，构建矿井数字孪生底座，挂接业务数据，通过数字孪生体赋能，汇聚成为矿井智慧大脑，打通各系统之间的即时数据处理和融合应用的创新通道，远程对矿井进行全方位的综合监测、智慧调度，提高矿井智能化水平。

简单来说，数字孪生就是在数字世界里复刻一座矿井。该公司智能化部负责人描绘了这样一幅矿井“数字孪生”图景：在智能采煤系统，通过数字孪生技术构建出采煤机、液压支架、刮板输送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、截割滚筒的温度等数据。依托这些数据和模型，操作人员可以更为精准的判断出设备的运行状态，真正实现智能感知、智慧决策。

“数字孪生技术的应用将有效解决综采工作面远程控制看不全、看不准、无空间感等问题，突破仅依靠传感器和零散摄像头“盲采式”的“一键采煤”现状，对提升安全生产效率，降低工人劳动强度有着重要意义”，该公司智能化部负责人表示，数字孪生技术，发挥着连接矿井工业设备和网络云端的桥梁与纽带作用，将在煤炭开采、视频监控、人机交互等方面提供更加实时、智能、高效的服务。