当采煤人遇到智能化，会碰撞出怎样的火花？

2024中国贵州国际能源产业博览交易会于6月20日在贵阳国际会议展览中心开幕，其中设立的“煤矿智能化技术装备展”格外引人注目。煤矿从业者总是给人一种豪放、粗犷的印象，似乎与智能化不沾边。可是，当智能化的“黑科技”与“采煤”相遇，会碰撞出怎样的火花？

那些智能采煤“黑科技”

1、无人的智能采煤机

当大多数人沉浸在路遥笔下煤矿工人脏苦累、强度大、风险性高的固有印象时，如今在深邃的百米地下，采煤机刀头飞旋，有条不紊地截割煤壁，在采煤工作面却看不到一个人。

国家能源集团神东煤炭的神东大柳塔煤矿的采煤工作面，由全自动液压支架支撑(图片来源：新华社)

这都是无人智能综采技术的功劳。以往“黑黢黢”的采煤技术员可以西装革履地坐在干净整洁的智能化调度控制中心，轻点“一键启动”，几千米以外的地下采煤机就飞速旋转起来，采煤机记忆截割、液压支架自动跟机、刮板输送机自动推移，“三机设备”默契配合，大块“乌金”从煤壁剥落，通过刮板运输机和输煤皮带源源不断地来到地面。

2、无形的电子围栏

看过西游记的人都知道，孙悟空每次出去化斋之前都要给唐僧画一个圈，以保证他的安全。而在百米深的采煤一线，也会给我们煤矿工人们画个圈，这个圈就是煤矿的井下电子围栏，又称人员接近防护系统，广泛应用于掘进工作面、煤仓、密闭墙、带式输送机等井下关键危险区域的安全预警。

当井下有人接近预警危险区域时，系统会自动发出声光报警提示并触发装备停机，从而最大限度保证井下作业人员的生命安全。

3、无人驾驶的拉煤车

当近年来路面无人驾驶汽车测试如火如荼的时候，百米深的露天采矿场，无人驾驶矿卡与电脑远程操控技术早已司空见惯：3000米外的远程控制室内，驾驶员通过5G网络传输的操作信号，精确控制着设备的每一个动作；盘山公路上，无人驾驶的卡车满载着黑亮的煤炭井然有序地自动运输。无人驾驶不仅降低了不规范作业造成的车辆维修、油耗高、胎损等成本，同时规避了人员伤亡事故，真正实现了生产作业的本质安全。

4、七十二变的智能矿灯

矿灯是煤矿工人井下通行作业“照明”的必备武器。近年来，随着煤矿智能化矿井升级建设，矿灯可不止管“照明”了，而是融入了以智能穿戴为核心的物联网平台，华丽转型为集定位、视频、无线通信、环境监测等多功能于一体的“N合1”智能矿灯。

通过移动通信技术，地面人员可通过矿灯直接查看井下视频、环境参数、位置信息、矿工井下实时工作情况，真正做到一灯在手，下井不愁。而在出矿后，矿灯的充电工作也可直接通过虹膜识别技术交给智能矿灯充电柜。

煤矿智能化的技术瓶颈

煤矿智能化需要地质勘探、无线探测感知、无线通信、电气自动化等多学科的共同努力和长期合作，现阶段，仍有一些技术瓶颈与堵点需要突破。

1、井下通信问题

不同于地面信息的传输，矿井下的通信面临高温高压高湿等恶劣环境与严格防爆的安全要求，此外还有传播距离远、穿透能力强、信号延迟短等严苛技术要求。

从总体上看，目前5G技术在煤矿的应用仍整体处于网络改进层面，应用场景关键技术和业务模式尚未突破，应用软件兼容性、安全性和可靠性难以得到保障，难以形成技术和应用爆发点。

矿井工作人员展示可通过手机实时查看井中各项指标(图片来源：新华社)

2、透明地质模型问题

在目前探测技术下，我们还无法完全切实掌握煤矿井下地质体的三维形态和容貌，即井下地质体的三维模型与形态尚不能充分建立。近年来，虽然我国在透明地质建模方面取得了一系列理论成果及实用技术，但在地质模型与实时动态探查数据融合方面还有诸多障碍，探查技术与采矿装备智能化、精准化、实效性还有差距，这些都在一定程度上制约了煤矿的采矿智能化。

3、系统兼容协同问题

煤矿生产系统是一个典型的复杂巨系统，涉及采、掘、机、运、通等各业务系统，子系统具有种类繁多、数量庞大、层次多等特点。因此，智能化煤矿需要建设基础应用平台、掘进系统、开采系统等近百个子系统，并且需要考虑不同系统之间的数据、网络、业务和控制兼容问题，从而形成在开拓、采掘、运通、分选、安全保障、生产管理等全过程智能化运行的智慧煤矿。然而目前，煤矿智能系统仍存在数据标准不能统一、网络通信协议兼容性差、业务系统兼容与协同控制性差等技术瓶颈。

煤矿智能化的未来技术展望

未来，随着新一轮煤矿科技革命和数字革命，人工智能、区块链、云计算、大数据技术日新月异。通过集聚不同生产模式、不同地质条件煤矿生产和作业数据，深度整合数据信息与应用场景，形成集数据采集、信息萃取、价值传递为一体的完整链条，将成为破解煤矿智能化开采的不二法门。为了达成这一目的，我们需要：

1、构建开放的大数据平台，系统整合煤矿各流程数据，提供统一专业开放的数据服务；

2、构建煤矿数据治理与管理体系，对煤矿主数据、元数据、业务数据进行全生命周期管理，从而实现煤矿数据管理与应用；

3、建设综合性煤矿行业云平台，通过构建多元数据模型，真正实现采矿的智能化、自动化、无人化。

作者：山西省煤炭地质局高级工程师刘汉斌

审核：安徽理工大学矿业工程学院教授刘钦节

多方热议智能采煤工作面建设：加大科技创新 提升常态化运行水平

人民网北京1月10日电 (记者杜燕飞)日前，在中国煤炭工业协会主办的2023全国采煤工作面智能创新大赛总结大会暨智能采煤工作面建设成果发布会上，与会嘉宾表示，煤矿智能化是煤炭行业高质量发展核心技术支撑，采煤工作面智能化是煤矿智能化建设的重中之重。下一步，要推动采煤工作面智能化技术创新，突破煤矿智能化建设装备和工艺瓶颈，推进煤矿智能化系统常态化运行，重视人才、锻造队伍，助力煤炭行业高质量发展。

数据显示，近年来，全国建成了一批不同类型、多种模式的智能化示范煤矿，突破了一批煤矿智能化关键装备、技术工艺，带动了新一轮的煤矿基础设施和装备投资，提升了矿工的安全感、幸福感和获得感。截至目前，全国758处煤矿建成了1651个智能化采掘工作面。

国家能源局总经济师鲁俊岭表示，要顺应数字技术，绿色技术与传统产业融合发展趋势，聚焦近年来产业结构转型升级，科学把握煤矿智能化发展规律和建设实施路径，抓住煤矿智能化常态化运行，抓好采煤工作面高质量建设和基础设施保障工作，边探索、边总结、边实践、边完善，分类分级，全面推动煤矿智能化建设。下一步，国家能源局将继续发挥牵头部门协调作用，加强政策作用，营造良好环境，组织开展技术经验交流，宣传煤矿智能化建设先进经验，推动煤炭行业高质量发展。

“我们要认识到推进煤矿智能化建设是推动煤矿安全治理模式向事前预防转型的重要手段，是推动煤炭行业高质量发展，提升创新幸福感的必由之路。”国家矿山安全监察局安全基础司司长孙庆国认为，要聚焦减人、提效、增安，通过智能化煤矿建设在提升工作效率的同时，把作业人员减下来；因地制宜，因矿制宜，能上尽上，能上早上，先易后难，全面推进智能化煤矿建设；加快关键技术突破，开展基础性、关键性、原创性、引领性科技攻关；培养专业人才，培养一支复合型人才队伍。

中国煤炭工业协会会长梁嘉琨表示，煤炭行业转型升级的主战场在基层采掘一线，煤矿的高质量发展就是要实现煤矿工人对美好生活的向往。要以煤炭企业改革发展大局、煤矿整体生产系统的优化，以及改善一线工人作业环境为煤矿智能化建设的出发点。下一步，要坚持“一矿一策、因地制宜、稳步推进”原则推进煤矿智能化建设。同时，采煤队长等一线矿工是行业高质量发展的内在动力，企业要关注培养人才，进发扬爱矿敬业、无私奉献精神，建立煤炭企业特色文化。

国家能源集团总经理余兵介绍，公司建成了神东大柳塔等39处中级智能化煤矿，露天煤矿160台无人驾驶矿用重型卡车实现无安全员常态化运行，出台了14项无人驾驶系列技术标准；建成了神东煤炭榆家梁智能化无人采煤工作面等一批示范成果。当前，集团采煤工作面综合自动化率已由78%提升到85%以上，平均作业人数由5人减至4.5人；掘进工作面月均进尺由435米提升至464米，平均作业人数由7人减至6人，“减人、提效、增安”成效明显。

与会嘉宾表示，采煤工作面智能化是煤矿智能化建设的重中之重，其常态化应用直接关系到煤矿智能化建设整体实效的发挥。本次大赛重点聚焦采煤工作面的智能化建设，从工作面设计、运维、管理、现场应用等多个方面进行了展示和交流，发掘了一批价值高、可推广复制的成果和经验，推动了煤矿智能系统常态化运行，塑造了行业新形象，展示了矿工新风貌。下一步，要转变观念，深刻认识煤矿智能化建设的重要性和必要性；同心协力、集智攻坚，全面突破煤矿智能化建设装备和工艺瓶颈；创新管理、强化运维，全面提升煤矿智能系统常态运行水平；重视人才、锻造队伍，全面保障煤矿智能化建设行稳致远。

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