在我们的印象中，煤矿常常和脏、乱、危险等名词联系在一起。但你知道吗？在5G、云计算、人工智能等数字化技术的加持下，这个传统行业，正发生着翻天覆地的变化。
近日，华为与陕西煤业股份有限公司（下称“陕西煤业”）共同打造的“5G+工业互联网”智能矿山迎来运营一周年。一年来，在5G、云计算和AI等技术以及相关数字应用的加持下，矿山生产效率和安全运营水平得到了有效提高。在投入运行的智能化选煤厂，工人只需轻点鼠标，便能收获作业现场的实时图像，为决策提供依据。该方案的成功，为全球矿山智能化提供了值得借鉴的案例，也为工业互联网在各行各业中的应用探明了路径和方向。
彭博社《机器人帮助“智能矿山”推动中国的煤炭建设》
煤矿为何要智能化？
作为全球矿产资源生产大国和消费大国，中国矿业产值占到了GDP总量的7%。同时，“富煤、贫油、少气”的基本国情，决定了煤炭在中国能源结构中的基础性地位。目前，中国煤矿有4300座，全球计划新建的煤矿中，有近三分之一位于中国。
数量上是不少，可开采难度却不小。和露天矿产量高居60%以上的美国、印度、澳大利亚、印度尼西亚等世界其它主要产煤大国相比，中国露天矿的产量仅占11%左右。地下煤矿开采则面临瓦斯、水、火、冲击地压、煤尘等较多不确定性因素，安全生产条件严重受限。同时，人工成本高、开采效率低等痛点也困扰着煤矿企业的发展。因此，提升煤炭企业信智能化作业水平，建成安全、绿色、高效的智能矿山，成为中国这一传统行业转型升级的关键。
智能化带来的优势太多了：通过实时监控矿井内的状况，可以及时发现潜在的安全隐患，采取相应的措施来避免事故的发生；智能技术还可以提高煤矿的自动化水平，使矿工可以更安全地工作，有助于煤矿生产效率的提高。
正是因为有这种种好处，2020年3月，中国国家发展改革委、能源局和工信部等8部委联合印发《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》（下称《意见》），指出煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑。通过实施新一代信息技术，能够有效提高煤矿智能化水平，促进煤矿安全、质量、效率与效益的稳步提升。次年6月，国家能源局、国家矿山安全监察局又联合发布了《煤矿智能化建设指南（2021年版）》，提出要加快新一代信息技术与煤炭产业深度融合，推进煤炭产业高端化、智能化、绿色化转型升级，促进煤炭行业高质量发展。
我国煤矿企业的动作也相当迅速。就在《意见》出台后2个月，陕煤集团就与华为签署战略合作协议。次年2月，陕西煤业红柳林矿业携手华为煤矿军团开展“智能协同”示范矿井建设。华为的大数据、云计算和人工智能等新一代ICT技术开始与煤矿深度融合。
联手华为开启智能升级
智能矿山愿景虽好，但走这条路却并不容易，两座大山横在煤矿智能化的道路上：一方面，来自不同厂商的不同系统都有各自的数据系统和业务逻辑，造成了系统联动和协同难；另一方面，煤矿行业缺乏全行业统一的标准和规范体系，难以支撑行业未来智能化创新发展。
为了啃下这块硬骨头，华为与陕西煤业开始联手将信息通信技术与煤炭开采全流程深度融合，打破数据孤岛，通过数据共享，实现安全保障、生产经营和节能环保等各系统智能协同，让矿井地质探查、巷道掘进和煤炭开采等各环节高效运行。该智能矿山解决方案首次引入三级架构（陕西煤业、矿业公司、煤矿）工业互联网平台，实现协同管控、智能感知、高效决策。
在陕西煤业总部层面，华为为其量身打造了“行业首个三级架构工业互联网平台”。覆盖所属8大矿业公司及36个矿井公司，以“总部-矿业-矿井”的三级架构实现各级打通与协同，落实陕西煤业统筹建设的数据标准化体系，以工业互联网平台承载统一的数据资产目录、数据标准、数据“采、存、算、用、治”的全生命周期管理及安全共享，并对数据模型、业务模型在全板块范围内实现共建、共享。通过标准的制定，平台的打造，引领下属矿业公司的矿山智能化建设，提升效率，保障安全。
在矿业公司层面，华为通过数据集成，落实对陕西煤业所属矿井数据的集成、质量管理、数据服务使用；在矿井侧，通过云平台、工业物联、大数据等实现OT、CT、IT数据的采集、融合、治理及共享。
例如，在陕西煤业红柳林公司，华为智能作业管理系统以5G网络和人员定位为基础，利用智慧指挥屏和执法仪为载体，实现综采、连掘、机电、运输、通防区、选运队等生产队的作业管理和人员评价在线化、检修/生产/巡检等场景作业数字化。工作人员在监视大屏前，就能完成采煤、洗选到装车等工作的智能化。例如，在投入运行的智能化装车系统支撑下，预约排队、叫号放行、无人司磅、远程装车、智能运销实现矿方、客户、运输公司、司机四方智能联动起来，仅需20秒就可以完成装车作业，无论对于拉运师傅还是矿方员工，均让其告别了过去的扯嗓喊话、满身煤黑，并极大提高了销售作业效率。
美联社《中国推动矿山数字化以提高安全性》
在陕西煤业小保当公司，华为则通过井下大规模的5G覆盖，结合煤矿生产实践，部署了丰富的5G应用。通过5G视频通话，实现了井下作业的通信与调度，井下也可以用手机一键打车，提高了效率，改善了工作条件。全国首套国产化450米高度智能化工作面，更是结合视频、数字孪生、5G等技术，在安全的前提下实现了高度智能化割煤。日产突破5.2万吨，月产100万吨，年产突破1300万吨。此外，小保当公司还基于华为云平台，在总调系统操作展示安全决策中心，通过矿区实时状态信息可视，实现了生产、安全、经营管理决策分析，为公司发展提供决策支持。
共创煤矿行业新价值
华为煤矿军团CTO徐军称，通过与陕煤红柳林和小保当合作，华为深入煤矿生产实践和应用，充分发挥自身在5G、AI、云、大数据等技术上的积累和全球资源整合能力，“为业界打造顶级智能矿山标杆”，实现“井下物理矿、井上虚拟矿”的数字孪生，更安全、高效地将煤矿海量数据变为价值资产。
目前，通过数字技术的应用，陕煤红柳林全矿井下作业人数下降18%，工作面智能化采煤率达97.7%；井下综采面5G视频拼接、视频通话和智能开采等协同管控；通过统一数据标准，实现矿井2700多台设备互联互通，每天1.7亿条数据入湖，从中提炼100多个数字模型，通过“零代码”开发工具，使得数据不但能够有效支撑矿山生产经营决策，还能够使能各类数字应用的开发，真正成为矿山的价值资产。
路透社《随着煤炭产量增长，中国矿山推进自动化以提高安全性》
在陕煤小保当，智能开采工艺、装备、管理与5G等技术的融合显著提升了安全运营水平和生产效率，井下工作面支护人数减少42%；井下水泵房、变电所等关键设施实现无人值守、机器巡检、视频协同、智能作业；在安全生产方面，通过瓦斯、火灾、水害、通风、地质保障等环境监测设备的自主感知和数据实时互联，实现智能决策，大幅提升安全管理水平。
徐军表示，“智能矿山的本质是工业互联网”。华为煤矿军团携手伙伴和矿企，始终致力于将数字技术带入每一座矿山，加快工业互联网智能矿山的建设，为全球各大煤炭、金属等矿业企业提供数字化服务，实现矿山作业面少人无人和安全高效的智能化管理。
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