“各部位巡視人員請注意，智能化采煤遠(yuǎn)控模式現(xiàn)在開啟。”命令發(fā)布幾秒鐘后，通信設(shè)備傳來嘀嘀聲：“外圍設(shè)備確認(rèn)完畢，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程操控”“采煤設(shè)備確認(rèn)完畢，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程操控”……只見操控人員輕點(diǎn)鼠標(biāo)，井下的采煤機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)等綜采設(shè)備相繼聯(lián)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。沒有飛揚(yáng)的煤塵，沒有機(jī)械的轟鳴，更沒有密集的采礦工人，在監(jiān)控屏幕上各類數(shù)據(jù)的跳動(dòng)間，滾滾烏金便離開地底，順著皮帶奔向了地面。

這是筆者前不久在同煤集團(tuán)塔山煤礦看到的8222特厚煤層工作面智能化開采的場景。先進(jìn)的理念、新興的技術(shù)、智能化的開采，開啟了同煤集團(tuán)領(lǐng)航煤企能源革命的新時(shí)代。

特厚煤層智能化綜采工作面

“同煤集團(tuán)塔山煤礦1500萬噸智能化綜采工作面是國家‘十三五’資源領(lǐng)域重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃重點(diǎn)專項(xiàng)‘千萬噸級特厚煤層智能化綜放開采關(guān)鍵技術(shù)研究及示范’項(xiàng)目工程、2019年同煤集團(tuán)十項(xiàng)科技攻關(guān)項(xiàng)目之一。自2月27日正式投入運(yùn)行以來，其安全、高效、便捷的優(yōu)勢十分明顯。”塔山煤礦黨委書記、董事長馬占元說，“開展千萬噸級特厚煤層智能化綜放開采關(guān)鍵技術(shù)研究，打造塔山煤礦年產(chǎn)1500萬噸特厚煤層智能化綜放工作面示范工程，將對解決特厚煤層的開采技術(shù)難題起到引領(lǐng)示范作用。”

攻克特厚煤層開采技術(shù)難題

在我國煤炭資源探明儲(chǔ)量中，厚煤層約占總儲(chǔ)量的44%，厚煤層的產(chǎn)量也占總產(chǎn)量的40%以上，但14米以上的特厚煤層安全高效開采技術(shù)是世界性難題。而塔山礦平均煤層厚度在18米左右，最厚的有20米，開采技術(shù)難度非常大。

作為新中國成立以來煤炭行業(yè)獲得單項(xiàng)支持力度最大的項(xiàng)目之一，“千萬噸級特厚煤層智能化綜放開采關(guān)鍵技術(shù)研究及示范”，被列入“十一五”國家科技支撐重大項(xiàng)目。該項(xiàng)目以“特厚煤層運(yùn)移、冒放理論與自動(dòng)化放煤機(jī)理研究”等五大課題研究為依托，攻克開采技術(shù)、成套裝備、支護(hù)材料、安全保障四大難關(guān)，開創(chuàng)特厚煤層智能化開采的世界紀(jì)錄，獲得2014年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。馬占元說，塔山礦8222綜放工作面的智能化綜放開采成套裝備，是我國29家高等院校、科研院所、國內(nèi)外先進(jìn)的礦山裝備研發(fā)和制造廠商共同完成整體設(shè)計(jì)選型配套及生產(chǎn)制造的世界先進(jìn)裝備。

實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)模式

“8222工作面配套的智能化綜放開采成套裝備，廣泛應(yīng)用了遠(yuǎn)距離集中供液、液壓自移式設(shè)備列車等一系列科技含量高、安全系數(shù)高的新技術(shù)、新裝備。通過在線監(jiān)測、一鍵啟停、順序啟停等功能，完全實(shí)現(xiàn)工作面以自動(dòng)控制為主、遠(yuǎn)程干預(yù)為輔的自動(dòng)化生產(chǎn)模式，達(dá)到了無人跟機(jī)作業(yè)、有人安全巡視、地面遠(yuǎn)程操控的目標(biāo)，使同煤集團(tuán)打造以數(shù)據(jù)決策為導(dǎo)向的全新生產(chǎn)管理模式又向前邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。”塔山煤礦黨委副書記、總經(jīng)理方志剛介紹說。

據(jù)了解，該控制系統(tǒng)以采煤機(jī)記憶截割、液壓支架自動(dòng)跟機(jī)和可視化遠(yuǎn)程監(jiān)控為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了在地面及順槽綜合監(jiān)控中心對綜采設(shè)備的智能監(jiān)測與集中控制，確保了工作面智能化運(yùn)行，達(dá)到了工作面連續(xù)、安全、高效開采。

采煤設(shè)備替代工人進(jìn)行井下開采，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，將其從危險(xiǎn)的工作面解放到相對安全的順槽監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)了減人提效，提升了安全保障能力。塔山煤礦智能化綜采隊(duì)隊(duì)長李瑞金興奮地說：“綜采隊(duì)原來每班20人。實(shí)現(xiàn)智能開采后，每班不到8人即可完成任務(wù)，而且工作效率提升了50%。”

靈敏的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”

讓“大腦”能力發(fā)揮到極致，需要靈敏的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”。在2公里長、200米寬的采煤工作面上，60多個(gè)攝像頭、1500多個(gè)傳感器，通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)集成管理，實(shí)現(xiàn)了高效快捷指揮，所有設(shè)備都實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)精準(zhǔn)安全控制。

塔山礦智能化綜采隊(duì)隊(duì)長李瑞金指著安裝在支架頂梁上的攝像儀說：“這是我們在井下的‘眼睛’，是視頻通信系統(tǒng)的重要組成部分。它能夠清晰捕捉設(shè)備每一個(gè)細(xì)微的動(dòng)作，觀察采煤機(jī)的運(yùn)行位置，及時(shí)地通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給‘大腦’，即監(jiān)控指揮中心。”

“這些就是系統(tǒng)的‘神經(jīng)’，通過壓力、傾角等多種傳感器，實(shí)現(xiàn)液壓支架防傾倒、防片幫、防冒落等，自動(dòng)完成工作面跟機(jī)作業(yè)，精確控制推移油缸，減少了工作面推進(jìn)的誤差。”該礦監(jiān)控中心主任張慧指著支架上的傳感器說，每個(gè)支架控制器和攝像儀都是信息網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，它們自動(dòng)采集、統(tǒng)計(jì)、分析和反饋設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過光纖傳輸至監(jiān)控中心，得出結(jié)果用于改善生產(chǎn)狀況。

智能“大腦”能掐會(huì)算

“數(shù)字化、信息化、自動(dòng)化和智能化，是這個(gè)工作面的安全生產(chǎn)核心。”塔山煤礦負(fù)責(zé)生產(chǎn)的副總經(jīng)理王磊說，“項(xiàng)目通過建立工作面實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)與無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，將各個(gè)相關(guān)設(shè)備聯(lián)系在一起，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備數(shù)據(jù)高速上傳和控制信息實(shí)時(shí)下達(dá)，控制延時(shí)不超過500毫秒，將人的視聽感官延伸到工作面，身臨其境監(jiān)控安全生產(chǎn)。”

作為“大腦”的監(jiān)控指揮中心，具有智能采集分析信息、智能指揮機(jī)械采煤、智能修正操作等功能。王磊告訴記者，采煤機(jī)不僅能按照預(yù)先設(shè)定的牽引速度和參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)割煤，還可按照示范刀所記錄的工作參數(shù)、滾筒高度軌跡進(jìn)行智能化預(yù)算，形成記憶截割模板，在自動(dòng)截割過程中不斷修正誤差。

“下一步，我們將繼續(xù)努力，力爭建成工作面回采率95%以上、混矸率不超過30%的行業(yè)一流智能化綜采工作面。”王磊說。