潞安化工集团新元公司成立于2003年，属煤与瓦斯突出矿井；开采3#、9#煤。矿井采用立井+斜井开拓布置，长壁式综合自动化开采，无轨胶轮车辅助运输。是潞安化工集团主力生产矿井之一。矿井井田面积136.77平方千米，矿井地质储量为14.38亿吨，可采储量为7.13亿吨。煤种主要为贫煤、贫瘦煤及无烟煤，属中低灰、特低硫、低磷、中高发热量的优质动力煤。

信息化建设不断升级
为智能化建设提供基础

　　近年来，新元公司以“安全高效、先进智能、管理科学、世界一流”为目标，加快智能化改造。新元公司组建了一支既懂生产工艺又懂计算机技术的专业团队，目前有专业技术人员44人，其中研究生2人、本科生24人，主要专业包括电气工程与自动化专业、机械工程及其自动化、软件工程、计算机专业等。全面负责新元公司5G+智能化矿建设的设计、安装调试、技术培训、运维管理，主要业务包括信息基础平台建设和运维、综合管控平台的建设和运维、智能化采掘工作面建设、机电无人值守建设、5G等创新技术的应用及推广等，尤其是自主研发设备管理系统、生产环节集控系统等，更加符合现场实际需求。新元公司完成了全矿井SPN融合网络建设，真正实现了矿井网络“一张网”管控，并实现了井下4G/5G无线融合覆盖，为设备应用管理和智能化管控奠定了基础保障。完成了全矿井信息网络安全等级保护系统，为全矿井数据中心建设及信息化发展提供了网络安全保障。完成了数据中心建设，为公司智能化建设提供了可靠的数据底座支撑。完成了矿井综合智能管控平台升级，大面积安装高清视频监控，实现了生产数据可视化及大数据分析决策。

持续推进装备升级换代
实现采掘智能化常态作业

　　新元公司立足建设国内一流智能化矿井建设目标，制定中长期智能化建设规划，先后完成了通风在线监测系统、皮带运输集控系统、井下供电系统、地面供电系统升级；在地面变电站，井下中央配电室、皮带巷安装巡检机器人，通过高清视频及红外成像技术代替人工进行设备巡检作业，最终实现地面变电站、井下配电室、水泵房、小水仓、皮带等岗位无人值守。完成了人员、车辆精确定位系统建设，实现人员、车辆精确管控。建设煤矿灾害综合防治系统、粉尘监测系统、钻场视频监控、地质保障系统、矿压监测系统，提升灾害预防预警能力；结合视频AI人工智能分析预警能力，全面提升矿井安全管控水平，多措并举提升矿井灾害防治水平，增强矿井安全管控能力，助力安全、智能、高效生产作业。实现了所有综采工作面电液控部署和数据采集，对智能化功能进行完善和突破，试验综采智能化新技术，提高中部跟机率，推进综采智能化系统常态化运行。在掘进智能化方面，科学规划，重点突破，形成适合新元地质瓦斯条件的快速智能掘进解决方案，积极应用盾构机、智能化掘锚一体机、自移机尾、除尘风机、侧装机、柴油平板车等装备，打造掘进智能化示范工作面。

搭建数智化平台
不断推进管理体系重塑及管理流程再造

　　打造煤炭行业首个“智能作业管理平台”，重塑公司井下流程化作业传统管理模式，彻底改变目前验收、检修质量不高等现状；建设物资运输管理系统，实现井下物资运输在线化，重塑公司井下物资运输模式，彻底改变传统队组领料、库存积压、运料工作方式，提升辅助运输效率；建设机电设备管理系统，实现机电设备入库、出库、移交、回收和维修操作全流程线上管控，简化审批流程，降低沟通时间成本，提高工作效率，减少闲置设备数量，重塑矿井粗放式的设备管理工作模式；建设智能综合办公管理平台，实现考勤、人事、工资、工分、奖惩、请销假、下井记录、出车申请、劳保发放、日常报表审批等全部在线操作，让OA办公系统统摄整个矿井日常管理业务。通过重塑公司井下流程化作业传统管理模式，彻底改变目前验收、检修质量不高等现状。实现了工程验收、检修作业、日常巡检在线化。目前已经涉及业务场景32个，用户人数达到247人。工程质量合格率提升10%，协同管理效率提升20%。自主研发机电设备管理系统，实现机电设备入库、出库、移交、回收和维修操作全流程线上管控，简化审批流程，降低沟通时间成本，提高工作效率，减少闲置设备数量，重塑矿井粗放式的设备管理工作模式，实现设备的全生命周期管理。实际审批手续时间降低了40%，设备闲置率降低5%，库管组工作效率提升30%。

智能化矿井建设亮点纷呈
助力矿井安全高效生产

　　井下5G技术拓展应用。新元公司持续对5G网络架构进行创新和优化，目前完成了全矿井SPN融合网络的建设和5G DMN的创新测试。全矿井SPN融合网络建设，以5G为核心，建设覆盖全矿井的SPN环网，满足井下不同的业务传输的要求，将原先的矿用工业环网、视频PON网、瓦斯抽采监测网等进行融合统一管理，解决井下多张网络重复投资、维护量大、升级困难的传输难题，同时提供50G的通信带宽，是当前主流的万兆光纤以太网的5倍，为智能化矿井提供传输基础保障。5G DMN创新测试，华为公司研制了针对煤矿井下应用的频段为700MHz的5G无线专用基站，以增强5G信号在井下巷道的覆盖距离，满足切巷5G全覆盖的需求，简化工程部署与运维成本。在新元公司3411工作面切巷进行了5G DMN创新测试，通过测试单基站满载吞吐率可达1.15Gbps，可满足80路4K高清视频并发需求。经过计算综采面两站最远可覆盖386米，相对2.6GHz覆盖距离提升57%。为下一步综采工作面部署频段为700MHz的5G基站提供了强有力的数据支撑。矿井机器人应用，在地面变电站，井下中央配电室、皮带巷均安装巡检机器人，通过高清视频及红外成像技术代替人工进行设备巡检作业，保障无人值守岗位设备安全运行。智能化钻机应用，为保证作业安全，降低工人劳动强度，新元公司引进矿用智能化钻机应用于底抽巷和本煤层瓦斯治理钻孔施工，ZDY7350LQY煤矿用履带式全液压坑道钻机采用一体化履带平台设计，平台集成行走系统、动力系统、打钻系统、稳钻系统、钻杆存放及输送系统，实现自动化施工遥控行走、远程控制。通过对油温、油位、旋转压力、钻杆数量等数据的检测与收集，实现PLC程序控制、状态监控、自动化打钻，同时通过钻进压力数据的反馈，对地质条件进行判断，提高智能化钻机对复杂地形的适应性。盾构机应用，由北方重工生产的EQC4530型全断面岩巷掘进机主要包括刀盘、护盾、主驱动、主梁、撑紧推进机构、后支撑、转载机构、后配套拖车等，设备全长78.5米，整机重量为480吨，配备4台350千瓦电机。该设备集掘进、出渣、支护、除尘等功能于一体，具有效率高、安全性好、作业环境优等特点。目前已经完成9#煤回风大巷（北）和9#煤胶带大巷的施工，共完成4500米的巷道掘进，施工期间单日掘进量最高为21米，平均月掘进量可达340米以上。动态无功补偿装置应用，优化井下供电系统，提升供电电能质量。在井下煤仓配电室安装一台SVG动态无功补偿装置，减少无功在电网中流动，有效抑制电网中谐波干扰，降低电缆、变压器等装置中的热损，功率因数由原来的0.6提高到0.95以上，目前使用3个月，共节约电能消耗61.4万千瓦时。视频AI人工智能分析预警系统，为保证井下安全规范作业，在所有采煤工作面、掘进工作面、临时工程作业场所、皮带运输巷、排水水仓、配电室等地点安装高清摄像机，实现对井下作业全程视频监控，并可查看录像回放。利用井下高清摄像头，结合AI图像智能识别技术，实现现场作业人员安全行为自动识别，包括掘进敲帮问顶、违规穿越运行皮带、不戴安全帽、聚集超员、脱岗等等。可以实现设备运行状态的自动识别，包括综采生产溜链条状态、提升机天轮偏摆、皮带损伤、皮带异物等等。最终实现井下的透明可视化管控，实现视频辅助决策和安全监管。皮带智能监测系统，在9#煤皮带机头、西区头部皮带、部分采掘工作面皮带机头安装高速工业照相机，部署皮带智能监测算法，基于图像AI智能分析技术，具备煤量监测、异物识别、损伤识别、接缝变化监测等功能，最大限度地保障煤流系统安全高效运行。

与华为携手
不断拓展技术创新合作项目

　　摄像机防尘膜。新元公司联合华为公司进行防尘膜联合创新项目，华为公司提供一种新材料防尘膜，可以在煤尘高的环境下做到不沾尘，井下贴膜试验效果明显。瓦斯综合预测预防。融合安全监控、电液控、地质、抽采等历史数据，训练AI大数据模型，用于预测瓦斯变化趋势和超限预警，目前已完成初步的模型训练，正在提高模型预测准确性。光纤电话，采用无源光纤电话，提供井上井下通话能力，用于紧急场景人员救援。目前已完成井上下性能测试，华为公司正在进行产品商用研发。皮带托辊检测，基于分布式光纤振动传感技术，具备实时故障检测，不受环境影响的优点，实现故障托辊的精准识别。目前已开展了现场测试，华为公司正在优化产品和算法设计。打钻钻杆自动识别，通过视频对人员的作业动作、顺序、时长等进行智能分析，实现打钻作业的钻杆数量自动识别。目前已完成初步算法设计，正在优化中。

智能化矿井建设成果丰硕
示范引领作用发挥明显

　　新元公司不断在采掘智能化、管理体系数字化重塑等智能化关键技术方面取得突破，在行业内起到了良好的示范引领作用。组织承担了多项重点研发项目，其中《5G煤矿井下专网项目》荣获“2021世界5G大会一等奖”及工信部第三届“绽放杯”全国一等奖。《高瓦斯矿井综采自动化工作面记忆截割三角煤工艺的研究与应用》和《煤矿5G网络技术应用与研究》两个项目荣获中国煤炭工业协会科技技术二等奖，两个项目荣获中国煤炭工业协会科技技术三等奖，三个项目获得集团公司科技进步奖。办公室代表公司参加了“工信部2021全球工业互联网大会”“2020年5G+煤矿智能化高峰论坛”“2021工业互联网大会”、2022年晋阳湖峰会“5G+工业互联网论坛”等高级别活动。智能化建设案例入选《5G+煤矿智能化白皮书》《山西省煤矿智能化建设指导手册》《5G扬帆远航-5G融合应用实践精编》等书籍，显著提升公司形象和社会影响力。建成了全国首座5G+智能化试点示范煤矿，华为技术有限公司创始人、董事、CEO任正非曾到新元公司井下实地考察。公司先后荣获全国煤炭工业先进集体、全煤行业安全高效特级矿井、国家级安全文化示范矿井、山西省功勋企业、山西省煤炭综合利用和科技创新“双十佳”矿井、山西省“五一劳动奖状”等荣誉。

叶海锋