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作为煤炭大省,近年,山西煤矿企业不断探索数字化智能化,重塑了外界对传统矿山的认知。煤矿的数字化不仅仅在于“用上了5G”,而是率先探索出一条面向未来、问题导向、系统驱动的矿山数字化之路,为解决当前煤炭行业数字化转型面临的结构性困境提供了实证经验,也在能源行业的智能化与低碳化协同发展上,勾勒出“中国方案”的雏形。
长期以来,煤矿作为传统能源的“主力单元”,数字化进程相对缓慢,主要有三个痛点。一是感知体系碎片化,多数矿山在建设初期各子系统独立运行,缺乏标准接口,导致数据无法贯通。
二是调度逻辑滞后,即便部分系统接入平台,也缺乏跨域模型与算法支撑,难以形成真正的闭环决策。
三是能源管理粗放,能耗数据虽然被记录,但未进入实时分析和动态控制流程,能源系统处于“可看不可控”的状态。
在山西吕梁,东义鑫岩煤矿在这三方面均取得一定突破。
通过建设基于5G的全矿井下网络,鑫岩煤矿首次实现了“低延时+广接入”的大规模工业数据传输架构,保障了高清视频、瓦斯监测、设备感知、作业人员定位等系统的并行运行,彻底打通了“感知孤岛”。在此基础上,建立了融合调度平台,以算法逻辑替代人工规则,实现从“信息展示”向“自动响应”的跃迁。例如,通风系统不再以固定排班为主,而是实时匹配人员密度和瓦斯浓度,显著提升能效利用。
东义鑫岩煤矿。 李太源 摄
尤其在能源系统管理方面,鑫岩煤矿实现了从“监测-分析-响应”的闭环调控。能耗成为系统优化的输入参数,而非管理结果。风、水、电等能源介质被统一纳入动态调度模型,实现了全过程、全场景的能效调优。实践表明,该矿通风能耗年均下降15%,井下电力负荷曲线明显趋稳。这种“数据驱动的能效治理”,标志着煤矿从高能耗的运行逻辑迈入精益能控的新阶段。
更重要的是,这一探索不仅是技术改造,更体现出一种治理逻辑的变革:煤矿作为典型的“高风险、高能耗、高工艺复杂度”场景,其数字化转型不能靠“设备堆叠”,而必须构建基于实时数据的系统协同与智能响应体系。鑫岩煤矿的做法,实质是在构建一个具备可感知、可认知、可协同、可进化能力的“矿山数字孪生体”,从而在实践中验证了5G、工业互联网、AI模型与能源调度系统深度融合的可行路径。
站在煤炭行业升级转型的角度,鑫岩煤矿的经验为5G智能煤矿发展提供了三个启示:
一是从“技术集成”走向“系统演化”。不应将5G智能化视作一场单点技术叠加,而应构建统一数据底座与跨域算法生态,推动煤矿从“自动化设备集群”向“认知型系统体”转变。
二是从“信息感知”走向“治理重构”。煤矿能效管理不应止步于可视化展示,而应发展成为支撑调度优化、运营指挥、碳管理的核心逻辑模块,成为矿山治理数字化的驱动引擎。
三是从“边缘试点”走向“场景扩散”。应推动类似鑫岩煤矿的技术机制在更多中小矿区、复杂地质环境和不同企业所有制背景下落地,打造具有普适性的行业应用范式。
在全球气候治理的大背景下,中国能源体系面临“双重挑战”:一方面要保障传统能源的基础供给能力,另一方面必须同步推进能源系统的减碳转型与效率提升。
5G智能煤矿的发展,不是对传统产业的简单数字化,而是在现实能源格局中,探索出一条兼顾安全、效率与碳目标的系统优化路径。鑫岩煤矿的实践经验表明,数字技术不仅可以服务绿色低碳,更可以嵌入能源治理体系,构建起以数据为核心的清洁、安全、高效协同机制。
这正是中国在全球气候治理中可以贡献的重要样本:在保障能源安全的同时,探索以数字化方式实现传统能源系统的“绿色重构”。吕梁这座矿山里发生的数字革新,既是一次工程试验,更预演了未来能源发展的新方向。
作者:曹灿 清华大学能源互联网创新研究院研究员
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