来源:科技日报

“知道它厉害，没想到这么厉害！”4月9日，谈及智能化无人采矿，国家能源集团宁夏煤业枣泉煤矿党委*、矿长翟文，对着记者连说几个“没想到”。

大年初三，枣泉煤矿收假复工的日子，不料新冠疫情将一部分回老家过年的员工隔离在异地，用工缺口近百人。这时候，该矿投运不到1个月的智能化无人开采工作面挺身担当——一次性核减近一半劳动力补充到其他区队，一季度超额完成生产任务，它成了疫情期间保障能源供应的“硬核”力量。

瞄准智能开采 啃下“硬骨头”

枣泉煤矿投入开采已经13年，随着矿井开采延伸，高质量发展面临着多重制约。

“苦脏累险”，说的既是矿工的工作性质，也是矿工的采掘环境。在常年不见天日的采煤一线，尽管实施了收入倾斜等激励政策，用工紧张、人员老化的问题依旧突出。

建设“少人”甚至“无人”的智能开采工作面，成为全矿上下的愿景。

放眼国内，煤炭领域智能化开采在数量、智能程度、常态化应用水平等方面均处于初级阶段。各省区重点企业虽然都在推进这项研究，但整体效果不及预期。

枣泉煤矿2018年组建了一支30多人的科研团队，启动220704智能化工作面研发项目。这是国家2030重点科研攻关项目，又是国能集团重点建设的首批20个智能化工作面之一。

“在复杂地质条件下布置智能工作面，科研团队走过了相当艰辛的探索过程。”翟文感慨道。

倾角大、矿压大、断层多，无论对人工操作下的采煤作业还是实施智能化无人开采而言，都是一场严峻考验。

比如大倾角环境下的液压支架，除了要实现自动跟机移架支护，还要具备智能识别姿态、防倒、防滑、防钻底、防咬架等特殊管控功能，相当于每一台支架都是一个智能思考、智能控制的“机器人”。

如此复杂的功能需求，每一项都需要从采煤设备、传感仪器、信息传输、工艺编程、控制系统等全流程反复测试联调，最终实现“人与设备、设备与设备、设备与采场”之间的智能对话。

突破多个瓶颈 打赢“翻身仗”

项目实施以来，科研人员围绕难点集中“火力”破题，经过海量试验，研发出综采成套装备智能一体化管控平台。

枣泉煤矿1月6日首次实现智能化无人开采，宁夏几代煤矿人“坐在地面采煤”的梦想变成现实。

到底有多智能？

在调度指挥中心，随着采煤司机按下桌面操控台上的启动按钮，轻点鼠标，你会通过监控屏幕看见胶带机、转载机、破碎机等依序运转，采煤机开始割煤。随即，220704智能工作面源源不断地将煤炭输送到地面。

在这个294米长的工作面上，所有采煤设备都由传感器、扫描器、摄像仪、检测仪和数据线、无线基站等信息控制单元连接。靠着这些装置，指挥中心便能清晰观察、诊断井下的供水供电及设备工作状况。

“设备实现了复杂地质条件下倾斜工作面地面调度室桌面远程控制、采煤机无人驾驶自主截割、全部智能一键启停、4G‘有线 无线’万兆专网传输，矿井进入常态化高效智能开采阶段，日割煤达到了13刀。”负责智能开采信息系统的机电副总工程师马昆说。

因此，当疫情来袭时，曾经困扰枣泉煤矿的地质复杂、开采困难、用工紧张等问题迎刃而解，有力支援了全矿及其他区队的满负荷运行。

而团队攻克的指令无线传输、煤体透明开采、刮板机上窜下滑控制等6项国际难题，创建的“煤—水”实时感知智能调控开采技术体系等，又加速了“智慧矿山”建设步伐。

用翟文的话说，在智能工作面的建设中，他们从“水土不服”到“落户扎根”，走上一条绿色、安全、高效、清洁、智能的开采之路。（王迎霞）