“各部位巡視人員請注意，智能化采煤遠控模式現(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)備確認完畢，可以進行遠程操控”“采煤設(shè)備確認完畢，可以進行遠程操控”……只見操控人員輕點鼠標，井下的采煤機、運輸機、轉(zhuǎn)載機等綜采設(shè)備相繼聯(lián)動運轉(zhuǎn)。沒有飛揚的煤塵，沒有機械的轟鳴，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。先進的理念、新興的技術(shù)、智能化的開采，開啟了同煤集團領(lǐng)航煤企能源革命的新時代。

特厚煤層智能化綜采工作面

“同煤集團塔山煤礦1500萬噸智能化綜采工作面是國家‘十三五’資源領(lǐng)域重點研發(fā)計劃重點專項‘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’項目工程、2019年同煤集團十項科技攻關(guān)項目之一。自2月27日正式投入運行以來，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量中，厚煤層約占總儲量的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)獲得單項支持力度最大的項目之一，“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目。該項目以“特厚煤層運移、冒放理論與自動化放煤機理研究”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錄，獲得2014年度國家科學技術(shù)進步獎一等獎。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)外先進的礦山裝備研發(fā)和制造廠商共同完成整體設(shè)計選型配套及生產(chǎn)制造的世界先進裝備。

實現(xiàn)自動化生產(chǎn)模式

“8222工作面配套的智能化綜放開采成套裝備，廣泛應用了遠距離集中供液、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，完全實現(xiàn)工作面以自動控制為主、遠程干預為輔的自動化生產(chǎn)模式，達到了無人跟機作業(yè)、有人安全巡視、地面遠程操控的目標，使同煤集團打造以數(shù)據(jù)決策為導向的全新生產(chǎn)管理模式又向前邁出了堅實的一步。”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)以采煤機記憶截割、液壓支架自動跟機和可視化遠程監(jiān)控為基礎(chǔ)，實現(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行，達到了工作面連續(xù)、安全、高效開采。

采煤設(shè)備替代工人進行井下開采，降低了工人勞動強度，將其從危險的工作面解放到相對安全的順槽監(jiān)控中心，實現(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隊長李瑞金興奮地說：“綜采隊原來每班20人。實現(xiàn)智能開采后，每班不到8人即可完成任務，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多個攝像頭、1500多個傳感器，通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)集成管理，實現(xiàn)了高效快捷指揮，所有設(shè)備都實現(xiàn)了自動精準安全控制。

塔山礦智能化綜采隊隊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)備每一個細微的動作，觀察采煤機的運行位置，及時地通過網(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，實現(xiàn)液壓支架防傾倒、防片幫、防冒落等，自動完成工作面跟機作業(yè)，精確控制推移油缸，減少了工作面推進的誤差。”該礦監(jiān)控中心主任張慧指著支架上的傳感器說，每個支架控制器和攝像儀都是信息網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點，它們自動采集、統(tǒng)計、分析和反饋設(shè)備運行數(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”能掐會算

“數(shù)字化、信息化、自動化和智能化，是這個工作面的安全生產(chǎn)核心。”塔山煤礦負責生產(chǎn)的副總經(jīng)理王磊說，“項目通過建立工作面實時工業(yè)以太網(wǎng)與無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，將各個相關(guān)設(shè)備聯(lián)系在一起，實現(xiàn)了設(shè)備數(shù)據(jù)高速上傳和控制信息實時下達，控制延時不超過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、智能指揮機械采煤、智能修正操作等功能。王磊告訴記者，采煤機不僅能按照預先設(shè)定的牽引速度和參數(shù)進行自動割煤，還可按照示范刀所記錄的工作參數(shù)、滾筒高度軌跡進行智能化預算，形成記憶截割模板，在自動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。