勇于開拓 力爭全面建成智慧礦山

梁婧 劉存瑞 吳玲

智能化綜放開采（“綜合機械化放頂煤開采”的簡稱，是一種先進的采煤工藝）、巡檢機器人、大數據決策平臺……走進山西同煤集團同忻煤礦，各種各樣的智能化工業應用場景讓人眼花繚亂。

近年來，同忻煤礦智能化綜放工作面先后改進了支護初撐力智能補壓、三角區域割煤參數制定、融合小煤柱開采、煤礦堅硬頂板地面壓裂控制等30余項技術，告別了“水土不服”的窘境，同煤集團智能化綜放開采技術水平也由此攀升至行業第一、世界一流。

量體裁衣

“煤炭技能大師”楊繼彪是一位有著20多年一線機電從業經歷的專家。2020年，他帶領的研究生團隊取得了關鍵突破，助力同忻煤礦智能化綜放操作系統完成第八次升級。

同忻煤礦智能化建設始于2016年。“那時，我們礦的機械化水平達90%以上，但提到自動化、智能化大家還是很茫然，甚至有些人還挺抵觸。”

更好地推進煤礦智能化建設，關鍵在于要跟上礦井的實際需求。“高效運作不僅需要智能設備，更需要軟件系統的全面配合。沒有人比我們更了解同忻煤礦井下生產需求。要讓智能化發揮最大功效，必須量體裁衣，賦予其‘同忻芯。”楊繼彪說。

系統升級，說得簡單，行之不易。系統編程、專業英語、機電維修等都是難啃的骨頭。為此，楊繼彪帶領團隊由淺入深，從小改小革入手到挑戰高難度，硬是在一年多時間里完成了多項技術改革。

2017年4月，同忻煤礦總結前四次系統升級經驗，結合新時期井下生產需要，完成了第五次系統升級。他們開發出“礦壓分析系統1.0V”版本，可替代原有的尤洛卡數顯儀，在電液控基礎上對工作面所有支架初撐力、工作阻力等實時動態監測，同時完成對單架、工作面二維三維、全方位礦壓的全面分析。

“新系統可實時記錄一次支架前后柱壓力，存儲、分析118個支架工作阻力，可有效避免礦壓分析中的盲區，具有明顯的優越性。”同忻煤礦綜采二隊技術主管王亞軍表示，“數據監測優勢不僅體現在對來壓規律的掌握上，也體現在節約用人成本上。與以往相比，我們現在每班可減少一名礦壓檢測工。”

“能掐會算”

2019年8月，同忻煤礦第三代8305智能化綜放工作面完成穩裝。站在新起點上，同忻煤礦智能化提檔升級的腳步并未停止。

“2015年，我們試驗性地運用小煤柱留設技術，取得了多回收煤炭資源68萬噸的好成績。后來，這一技術在全集團推廣實施。不過，布置小煤柱需要大量技術人員作數值模擬，大面積推廣很困難。如今，在智能化升級支持下，小煤柱技術推廣前景一下子就不一樣了。”綜采二隊技術員劉建偉說，“我們還利用‘砌體梁—懸臂梁，將‘停采不放煤距離縮短了5米。”

如今，再次升級的智能化系統又帶來了新驚喜。新系統引進了遠程控制技術、電液控制技術、清潔供液技術、智能巡檢技術、變頻調速技術、沿空留巷技術等8項智能化高效采煤技術。通過大數據平臺，支架電液控制系統、煤機傳感器監測系統、工作面視頻系統等采集到的信息，將實時上傳到地面調度監控中心，對數據集成處理后可生成直觀的圖表或模擬動畫，操作人員只需據此對工作面設備進行遠程控制即可。

無人開采

更高的起點意味著更大的挑戰。2019年以來，同忻煤礦繼續大膽創新，力爭讓智能“輻射”更多領域。

“我們先后做了50多次試驗，最終選擇在頂梁上安裝高清攝像機。這樣做既可以準確把握采煤機運行情況，又可以清晰捕捉設備的每一個細微動作。之后，我們又通過壓力、傾角等多種傳感器，自動采集、統計、分析、反饋設備實時運行數據，精確控制推移油缸，實現液壓支架防傾倒、防片幫、防冒落，做到自動收護幫板、跟機噴霧等，大大減少了工作誤差。”工作人員陳軍介紹。

最值得一提的是，同忻煤礦在4 601米主井皮帶運輸系統中引入了全天候往復智能巡檢機器人。它可以通過對皮帶機滾筒、減速機、電機、膠帶運行狀態進行視頻巡檢、紅外測溫，向智能化綜放工作面發出預警，真正實現了“采掘設備智能化、系統運行自動化、崗位巡守無人化、設備監控可視化、診斷預警自動化、信息傳輸集成化”的目標。

如今，同忻煤礦正致力于升級完善采煤機智能采集分析信息、智能指揮機械采煤、智能修正操作等功能。“比如，通過設定采煤機牽引速度等參數自動割煤；按照示范刀所記錄的工作參數、滾筒高度軌跡開展智能化預算，形成記憶截割模板；在自動截割過程中不斷修正誤差……這意味著，真正的無人開采實現了。”楊繼彪說。

同忻煤礦的探索只是同煤集團智能化工作面以及智能化礦山建設的一個縮影。目前，同煤集團已制定了詳細的建設規劃，力爭到2021年全面建成智慧礦山，成為行業5G應用與智能化開采的開拓者與引領者。