煤矿智能化建设路虽远，行则将至

当前，人工智能日益成为新一轮科技革命的核心技术，在不同领域应用场景不断落地，极大地改变了既有的生产生活方式。

“你看，通过视频就能掌握百米井下工作面的实时画面。”现场工作人员指着电脑屏幕为前来采访的记者介绍。在大柳塔煤矿区域生产控制指挥中心，有一个看起来极舒适的区域，摆着一台像“游戏机”的设备，超大显示屏幕上显示着“活鸡兔井303工作面数字孪生系统”。原来这就是让记者感兴趣的“太空舱”，坐在其中的工作人员可远程控制割煤，实时监控、掌握井下综采工作面的生产及检修情况。

“太空舱”是大柳塔煤矿智能综采工作面的地面集控中心。该中心将井下重点区域与设备、人员、安全生产状态进行建模全景还原，实现生产管理和数字孪生现场管理无缝连接，使管理人员更快捷地掌握信息。大柳塔煤矿智能运维队技术员王飞介绍：“通过多视角模式以及漫游等方式手段，多角度还原工作面情况，展示工作面内各设备运行数据，可助力工作面流程不断优化，为管理者提供全面、精准的决策依据。”

智能矿山建设开启以来，大柳塔煤矿借助高精度人员定位、数字孪生3D建模、视频监控系统以及矿山装备物联网和工业通信网络等技术，实现了综采工作面各子系统的联动集成，打破了系统数据孤岛及其壁垒，实现了数据基线分析和自动预警功能，更全面、系统地保障了井下安全，提高了生产管控效率。

22上303综采工作面是一个低采高工作面，也是大柳塔煤矿打造的高级智能化综采工作面。该工作面目前已成功应用了煤机自主割煤、支架自动跟机、工作面监测机器人、超前支架自动化改造、综采工作面跟机视频系统等20余项智能化项目。“太空舱”内，记者可以清晰地看到该工作面全景，以及每一个重要岗位的特写镜头。

伴随着采煤机的移动，液压支架自动跟机拉架，开始作业。只见大柳塔矿综采六队生产二班支架工刘荣斌手指轻点手机屏幕，巨大的支架便随之缓慢移动。他说，“随着公司智能化建设步伐的加快，生产班作业人员不断减少，劳动强度减轻，人身安全更有保障，现在我通过手机就能同时操作工作面的一百多台支架。”

2年前，根据公司总体安排，刘荣斌之前所在的榆家梁煤矿综采三队整建制迁到大柳塔煤矿，成为大柳塔煤矿综采六队。该队自建队以来，一直专注于低采高智能化综采工作面建设的探索，历经传统的机械化采煤、自动化割煤再到智能化采煤，刘荣斌既是见证者，也是参与者。

今年是刘荣斌干支架工的第11年，他感慨：“以前干薄煤层，都是猫着腰拉支架。每台支架都要单独手动操作，支架每动作一次要按6次按钮，割一刀煤要按1200次，一个班下来手指僵硬生疼……” 11年来，他亲历了工作从手动拉架、自动拉架到智能化建设。11年来，他目睹了如何把采煤从井下搬到地面，积累了丰富的薄煤层智能化开采经验，更看到了煤矿工人脱下工装，穿着西装的采煤过程。

刘荣斌的工作搭档王海平是采煤机司机，他说，“以前在低采高工作面割煤，一个班下来腰酸背痛。现在地面远程控制，还有巡检机器人搭载三维激光扫描仪，生成工作面溜槽位置曲线，指导液压支架实现自动找直。穿着西装坐在太空舱割煤，工作环境好，割煤的视角更好。”

“智能化”为矿山装上了“最强大脑”。一个按钮、一句指令，就能实现远程作业，诸多改变的背后，是智能矿山建设的快速进步。

煤炭行业作为我国重要的传统能源行业，是我国国民经济的重要组成部分，其智能化建设直接关系我国国民经济和社会智能化的进程。近年来，国家发展和改革委员会、国家能源局等部门相继印发《能源技术革命创新行动计划》《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，煤矿智能化建设加速推进。

锦界煤矿31412采煤工作面，隆隆运转的采煤机正在有条不紊地转动，随之剥落的煤炭通过传送带被运出井口，再通过装车系统被送往全国各地。工作面采煤机、三机等起停控制均可在地面调度指挥中心操作完成。

该矿工作人员介绍，密布在井下的4.5万个探头传回的实时数据，将人员、机械、环境组成了一张巨大的物联网。在地面计算机和显示器上，井下各系统运行情况、设备运转情况、瓦斯含量、风速、涌水量以及各类安全控制状况一目了然。

31412综采工作面是锦界煤矿已经建成的智能化综采工作面。该工作面应用煤机记忆+预测割煤法，在煤机自动模式下，能自主完成各种动作，包括在机头机尾自主返刀，割三角煤时按照设定的程序自主反刀，左右摇臂按照设置自主升降。

“我们到了工作面，需要先手动割2刀煤，煤机控制器储存了前2刀全部轨迹后，开启智能化模式，摇臂的升降高度则完全按照前2刀执行，在遇到特殊情况时，可以在现场手动干预，煤机会自动存储修正后的数据。”该矿综采二队大学生采煤班副班长白建华说道。

煤矿智能化建设推进过程中，锦界煤矿率先发力，建成了国内领先的示范工程，实现了“协同作业+有人巡视+远程干预”的采煤机自主预测割煤技术应用。在传统记忆割煤的基础上，结合历史截割数据，实时监测数据，通过AI算法，分析煤层变化趋势，自主生成预测割煤曲线，实现煤机截割轨迹自主预测、支架自动跟机调直等功能。同时，该矿还建立了地面综采远控室、顺槽集控室，实现井上下的监测和远控功能，综采自动化率达到85%以上。

此外，锦界煤矿采煤机与三机实现了双闭环调速控制，通过反渗透水处理系统，辅以乳化液自动配比与在线监测、设备在线监测、绞车无线遥控、人员接近防护系统、设备智能集中润滑以及供电设备远程集中控制等技术，提高综采子系统智能化水平。同时利用生产管控平台、矿生产控制系统，实现了数据采集与分析，主要生产指标、开机率、自动化率、来压步距等，均能通过系统进行分析和展示，综采智能化水平稳步提升。

在智能化煤矿建设的实践中，锦界煤矿逐渐认识到，推进核心技术创新是智能化煤矿建设的突破口，通过大胆创新、有益探索，该矿现有的3支综采队全部实现自动割煤。从最初每天测试2刀自动化割煤到现在全面自动化割煤，从开始的12工步法割煤工艺到现在记忆割煤+远程操控，一路走来，收效显著。

在智能化煤矿建设关键技术和关键领域突破的同时，锦界煤矿还推动智能化向矿井全系统延伸，升级改造延伸全产业链，通过对生产运输系统进行智能化升级改造，实现了全域智能调速和主运输系统无人值守。

升级改造后的生产运输系统综合运用视频分析、设备联动以及载煤量分布计算等技术，将综采系统、连掘系统、主运输系统等运输设备进行了全域智能调速，实现了采煤机与三机双闭环调速、综采顺槽胶带机智能调速、连掘梭车与破碎机联动控制以及主运输系统变频调速，在节能降耗和降低设备磨损方面有明显效果。该矿运转队技术员魏志军介绍，“智能调速以来，生产主运输系统真正实现了安全、可靠、节能、高效运行。”

煤炭是我国的重要能源，在我国能源消费结构中的占比达70％以上。如何运用智能化建设保障煤炭资源的安全、高效、可持续开采，对保障国家能源安全、促进经济高质量发展具有十分重要的意义。

上湾煤矿超大采高智能综采工作面建成了行业首个5G+精确定位全覆盖矿井、新能源电动车应用与光伏充电站……致力探寻煤炭行业智能化建设新道路。

“队里高效组织检修工作，确保每天20小时生产时间。全年开机率能达到95%以上，稳居公司前三名行列。”上湾煤矿综采一队队长段伟说道。

该队做到把检修时间从之前的一个班8小时减少至4小时，同时机电设备故障率低于1%，得益于智能化检修项目的投入。段伟拿集中润滑举例说道：“以前润滑需要一名员工挨个设备操作，打黄油枪1万多次，现在只需按键操作一下就行了。”类似这样的改变在检修工作中有很多，通过应用智能化项目，如油液在线监测、设备在线点检、集中润滑和乳化液自动检测配比等，综采检修工作实现了手工任务自动化，工作效率得到了飞跃般的提升。

同样的变化也发生在生产班，该队员工杨亚军在“三岗合一”的基础上又增添了工作内容，“我只要拿出手机，进入操作界面，用指尖就能实现管缆车的移动操作。”在智能化加持下的单轨吊落地装置，不仅解决了以往工作面缆线悬挂存在的安全隐患，也把4人协同重体力作业变为1人的轻体力劳动。

罗马不是一日建成的，智能化建设也是如此。如今在该矿综采一队生产班，各项智能化项目在有序推进，记忆割煤、支架自动化、集中控制中心、三机自动调速……工作面基本实现智能化生产。即便如此，上湾煤矿还在进一步探寻一条超大采高智能化生产示范之路。

“高可靠、大带宽、广接入和低延时性能的5G通讯系统为无人驾驶提供了高质量的网络基础”，上湾煤矿机电信息中心主任毛自新说道，基于5G网络与UWB精确定位全覆盖，上湾煤矿完成绿色智能无人运输19人车从井口到12403综采面长距离、多场景测试。突破了无人驾驶车辆在井下精确导航定位、井下复杂环境感知、井下远程监控和应急接管、井下车路协同等关键技术瓶颈，让井下实现无人驾驶不再遥不可及。

作为煤炭行业首个实现5G+UWB信号全覆盖的矿井，上湾煤矿立足于高带宽高可靠的移动通讯和精确位置监测优势，为推进矿井智能化建设搭建起了基础平台，进一步实现综采、掘进、机电、辅助运输等全方位的智能应用。

上湾煤矿新升级的智能矿灯又被称作“单兵作战装备”。利用矿灯摄像头远程指导处理故障对于智能运维队智能矿山建设执行组成员何宏伟来说已经是家常便饭了。何宏伟休班时，工作面有急难险重的问题，通过矿灯高清视频传输和实时通话功能，他总能第一时间为现场提供帮助。

机器人应用是推进智能矿山建设的重要内容，2022年，掏槽机器人、喷浆机器人、变电所巡检机器人、水仓清淤机器人、皮带巡检机器人已投入使用。相较于之前，将掏槽、喷浆、清淤3个重体力劳动岗位升级为机械操作类岗位，且作业效率提升6-8倍，将人工巡检升级为智能机器人巡检，实现了“人员密集”向“技术密集”转变。

煤炭行业作为高碳排放资源产业，低碳化发展是实现“双碳”目标的重要内容，也是煤炭绿色转型的需要。上湾煤矿在智能矿山建设中积极推动减碳工作，推进绿电应用，为公司高质量发展探寻矿井节能降耗低碳路径。

“上湾煤矿要打造100%纯电动矿井，改善井下空气质量，改善员工的工作环境。”毛自新介绍，上湾煤矿作为公司新能源电动车试验基地，联合制造企业共同开发矿用电动车，逐步替换矿用柴油车。

广泛应用新能源电车，充电是首要解决问题。上湾煤矿以光伏作答，绿电为推动辅助运输智能化建设助力。

在上湾煤矿车队车库屋顶，一排排光伏板就是绿电的来源，在搭载智能安全系统后，不仅满足矿井电动车充电及车队办公区域照明，还具有联合消防、联合控制、全覆盖探测、精准灭火四大功能。毛自新算了一笔账，“全年累计发电量可达60万kW·h，全生命周期产生的总收益约为1755.2万元。”

目前，上湾煤矿积极推进井下智慧充/换电硐室项目，光伏发电系统节能减排效益显著，实现了绿色能源的高效率供给。

煤矿智能化建设、数字化转型，代表着煤炭行业先进生产力的发展方向，是行业迈向更高质量发展的必由之路，也是一项长期任务。公司以实现煤炭资源的安全、高效、绿色、智能开采为主线，充分发挥各智能化示范煤矿作用，整体提升矿井智能化程度，为实现行业的高质量发展贡献自身力量。

来源：智慧国家能源