中國煤科天瑪智控：打造無人化智能采煤新模式

國家能源集團榆家梁煤礦：調度室里，窗明幾凈，兩名監(jiān)控員全神貫注地盯著屏幕，按下綠色按鈕，遠在三百余米深處的綜采工作面上的裝備隨即全自動運行，煤炭順著皮帶源源不斷地輸送到地面上。在這個工作面上，生產期間采場無人作業(yè)，順槽2人監(jiān)護，地面2人遠程監(jiān)控，生產效率提升16.7%。這是中國煤科所屬天瑪智控在煤礦無人化智能開采技術應用上取得的最新成果。

天瑪智控成立于2001年7月，是中國煤科所屬科創(chuàng)板上市子企業(yè)。自成立以來，中國煤科天瑪智控始終致力于以先進技術、優(yōu)質產品及精準服務提高煤礦開采安全水平及生產效率，把煤礦工人從危險惡劣的采煤工作面中解放出來，讓采煤成為安全輕松的工作，為煤炭企業(yè)創(chuàng)造更大價值。經過二十三年矢志不渝的堅持，終于讓夢想逐步照進了現(xiàn)實。

如今，天瑪智控打造的無人化智能開采新模式已經在國家能源集團、陜煤集團、山東能源集團、川煤集團等多個企業(yè)所屬礦區(qū)推廣應用，取得了良好的經濟效益和社會效益，為煤炭工業(yè)的轉型升級和可持續(xù)發(fā)展提供了有力支撐。

堅定走上自主創(chuàng)新路

綜合機械化采煤的流程分為破煤、裝煤、運煤、支護等環(huán)節(jié)，其中液壓支架作為綜合機械化采煤的關鍵設備之一，通過降、拉、升、推等動作，實現(xiàn)采煤工作面的推進與支護。

改革開放以來，隨著中國經濟的快速發(fā)展，煤炭產量逐年提升，對煤機裝備的需求越來越大。液壓支架等大型煤機裝備已基本實現(xiàn)國產化，但是控制液壓支架的核心技術裝備——電液控制系統(tǒng)在國內一直長期依賴進口。

2001年，為了推動我國煤礦開采技術向自動化方向發(fā)展，中國煤科與德國企業(yè)共同出資設立天瑪智控，希望通過以市場換技術的方式，把國外的先進技術引進國內。但經過幾年的運行，合作初衷和預期目標進展緩慢，始終難以實現(xiàn)。天瑪智控領導團隊綜合研判形勢后清醒地認識到，核心技術是買不來、換不來的。于是，從2005年起，天瑪智控堅定地走上了自主創(chuàng)新之路。

天瑪智控白手起家，面臨著缺乏團隊、技術封鎖等困難，經過四年的艱苦不懈努力，通過引入人才實現(xiàn)從零到建成了綜采自動化開采團隊。產品歷經了從樣機到車間再到現(xiàn)場的上千個日夜的反復修改與驗證，2008年12月，天瑪智控研發(fā)出了擁有完全自主知識產權的國內首套SAC型液壓支架電液控制系統(tǒng)，并在國家能源集團寧煤石溝驛煤礦投入使用。

產品研制成功只是天瑪智控創(chuàng)新路的第一步，產品投放市場后，隨之而來的是產品面臨工況環(huán)境的考驗。自主創(chuàng)新的第一步邁得艱辛坎坷。當時煤炭行業(yè)剛剛復蘇，天瑪智控面臨生存壓力，作為第一款自主創(chuàng)新的產品，在真正投入使用后，還存在著市場認可度低、產品穩(wěn)定性需提升等問題，天瑪智控堅持以服務客戶優(yōu)先為原則，認真解決每一個問題，最終獲得了用戶認可，市場占有率節(jié)節(jié)攀升。

“總體而言，我們經歷了比較艱辛的過程，但大家心里都清楚，無論如何也要邁出這一步，實現(xiàn)國產液壓支架電液控制系統(tǒng)零的突破。”天瑪智控黨委副書記、總經理王進軍說。

為了減少綜采工作面一線作業(yè)人員數(shù)量，降低工人勞動強度，天瑪智控再接再厲，在實現(xiàn)液壓支架控制系統(tǒng)自主創(chuàng)新的基礎上，提出了工作面協(xié)同一體化控制，首次研制出了用于采煤工作集中控制的SAM型綜采自動化系統(tǒng)，并于2014年4月在陜煤化集團黃陵一礦成功示范應用，自此揭開了煤礦智能開采的序幕，具有里程碑式的重要意義。

創(chuàng)新奔著問題去。在應用實踐中，天瑪智控發(fā)現(xiàn)，液壓支架的自動控制水平與為其提供動力的泵站的性能、乳化液的質量和流量直接相關，而當時國內沒有高端大流量泵站供液系統(tǒng)成熟產品。

于是，天瑪智控又開展了大流量泵站的自主創(chuàng)新工作。歷經多年的技術攻關和反復試驗，克服了高壓往復密封漏液、高硬度韌性材料加工困難等難題，2017年，成功研制出了國內首套630L/min、40MPa高端乳化液泵站，推出了SAP型智能集成供液系統(tǒng)，并在國家能源神東煤炭集團年產千萬噸工作面投入使用，打破了國外產品在高端泵站領域的技術壟斷。

當前，天瑪智控已經形成了SAM型綜采自動化控制系統(tǒng)、SAC型液壓支架電液控制系統(tǒng)、SAP型智能集成供液系統(tǒng)三大核心產品，其中SAM系統(tǒng)可以形象表達為煤礦無人化智能開采的“大腦”，SAC系統(tǒng)是指揮操作的“神經”，SAP系統(tǒng)則是提供動力的“心臟”。

在后續(xù)的發(fā)展中，隨著工業(yè)互聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、人工智能、數(shù)字孿生等技術的發(fā)展，天瑪智控致力于應用新興技術打造新一代智能開采技術與產品，逐步走出了屬于自己的創(chuàng)新之路。

向無人化智能采煤進軍

經過多年的發(fā)展和積累，我國煤礦智能化開采技術已經處于國際領先水平，科技創(chuàng)新也進入了深水區(qū)，沒有可借鑒、可參照的技術，亟須我們通過自身努力，取得更多原創(chuàng)性、突破性的技術成果。

天瑪智控勇?lián)耙I煤礦智能化科技，促進安全、高效、綠色開采”使命。2021年7月以來，為進一步突破“無人化采煤技術”，天瑪智控在“十三五”國家重點研發(fā)計劃——智能開采控制技術及裝備研發(fā)成果的基礎上，設立了無人化采煤控制系統(tǒng)研發(fā)與應用揭榜掛帥項目，成立了兩支揭榜團隊，以國家能源集團榆家梁煤礦和陜煤化集團黃陵一號煤礦作為示范項目，通過“賽馬機制”攻關無人化智能開采控制技術與裝備。

王進軍告訴記者，煤礦無人化開采的難點在于“如何提高開采技術與裝備對環(huán)境的適應性”，采煤過程中工作面的地質條件變化非常復雜，對技術和裝備提出了諸多挑戰(zhàn)。

面對行業(yè)難題，揭榜團隊迎難而上，以“采煤生產時作業(yè)區(qū)無人進入，實現(xiàn)無人化采煤”為目標進行攻關。過程中揭榜團隊經過反復嘗試，創(chuàng)新提出了基于采煤工藝驅動引擎的調度控制方法，攻克了采煤機自主規(guī)劃截割、液壓支架快速連續(xù)推進等多項關鍵控制技術難關，開發(fā)了遠程監(jiān)控系統(tǒng)及地面一體化控制平臺，在榆家梁煤礦和黃陵一號煤礦完成落地應用，探索出了“地面規(guī)劃采煤、裝備自動執(zhí)行、面內無人作業(yè)”的無人化采煤新模式，取得了綜采裝備群100%協(xié)同作業(yè)，生產效率較傳統(tǒng)大幅提升。

通過揭榜項目，無人化采煤模式取得新的突破，天瑪智控邀請行業(yè)內權威專家進行了現(xiàn)場評審。評審專家組一致認為，兩個揭榜掛帥項目均創(chuàng)建了工作面自主割煤為主、可視化遠程干預為輔、無人進入聯(lián)合作業(yè)區(qū)的無人化智能采煤新模式。榆家梁43207工作面、黃陵一號井627工作面作為示范工程，均實現(xiàn)了無人化采煤的常態(tài)化運行，為我國煤炭行業(yè)提供了無人化采煤首套工業(yè)常態(tài)化應用解決方案，揭榜項目技術成果順利通過中國煤炭工業(yè)協(xié)會評審，被鑒定為國際領先水平，為無人化開采提供了新樣板。

在推進無人化采煤的同時，天瑪智控提出“雙智企業(yè)”策略，以智能制造方式生產智能產品，不斷加快自身的數(shù)字化轉型步伐，提高生產效率和企業(yè)效益。

王進軍介紹說，近年來，天瑪智控相繼開展了數(shù)字化車間、智能工廠以及10余個智能制造場景建設，并自主建設應用了6套柔性智能加工系統(tǒng)及生產線、6條柔性智能裝配生產線、14條精益組裝生產線、1套智能倉儲物流系統(tǒng)和20余套信息化系統(tǒng)，生產效率提升了54%，產品不良率降低了25%。

天瑪智控的工廠智能化水平達到了國內領先水平，并成功入選了國務院國資委數(shù)字化轉型試點企業(yè)和工信部智能制造示范工廠。

回顧二十多年的創(chuàng)新歷程，王進軍表示，天瑪智控始終把創(chuàng)新當作企業(yè)的精神內核，對創(chuàng)新不懈的追求是天瑪智控能夠一直引領智能化采煤技術與市場的關鍵。

中國煤科從科研院所轉制而來，科技創(chuàng)新既是薪火相傳的基因和底色，更是關乎生存發(fā)展和前途命運的關鍵和核心。天瑪智控一直秉承中國煤科“追求真理、探索奧秘、勇于創(chuàng)新、家國情懷”的科技創(chuàng)新理念，高度重視科技研發(fā)，多年以來，始終把“引領煤礦智能化科技，促進安全、高效、綠色開采”作為自己的使命并長期堅持，不斷攻克一個又一個的技術難題。

高質量創(chuàng)建世界一流專業(yè)領軍示范企業(yè)

時間進入2023年，天瑪智控的發(fā)展進入新階段。這一年的6月5日，天瑪智控成功登陸資本市場，成為中國煤科旗下首家科創(chuàng)板上市公司。

登陸資本市場，對于天瑪智控高質量發(fā)展具有里程碑意義。

王進軍表示，天瑪智控上市融資22億元，為公司研發(fā)平臺的建設，新項目的投入及公司傳統(tǒng)產業(yè)升級和新興產業(yè)的布局，都提供了較大的支持。

“借助資本市場的力量，天瑪智控可以得到更快的發(fā)展，也能更好地實現(xiàn)產學研用的有機融合。”王進軍說。

天瑪智控上市之后，在激勵政策的制定和執(zhí)行方面，也有了更多的工具可以選用。可以通過股權激勵等方式，更好地吸引和留住人才。

相關數(shù)據(jù)顯示，登陸資本市場后，天瑪智控主要經營數(shù)據(jù)持續(xù)快速增長。2023年，所有者權益、資產總額分別同比增長162.2%、104.0%，全員勞動生產率高達162.9萬元/人，資產負債率控制在23.6%，“一利五率”指標處于行業(yè)優(yōu)秀水平。

2023年，天瑪智控還入選了國務院國資委公布的“創(chuàng)建世界一流專業(yè)領軍示范企業(yè)”名單，這給了公司新的目標和方向，也提出了新的挑戰(zhàn)。

為此，天瑪智控認真貫徹落實國務院國資委、中國煤科工作要求，研究制定了《天瑪智控創(chuàng)建世界一流專業(yè)領軍示范企業(yè)實施方案》，制定了清晰可行的“八步法”實施路徑。

同時，天瑪智控深入貫徹中國煤科“1245”總體發(fā)展思路，結合企業(yè)自身實際情況提出了“13259”發(fā)展方略：即確定全面建設世界一流專業(yè)領軍示范企業(yè)“1個目標”，明晰“3條路徑”，構建起“一體兩翼”協(xié)同發(fā)展的戰(zhàn)略格局，強化“5力要素”，實施加強黨的建設等“9大舉措”。

國家能源局數(shù)據(jù)顯示，2015年至2024年5月，我國智能化采煤工作面發(fā)展迅速，從3個快速增加至1993個。當下煤礦一線工人短缺，讓智能化成為煤炭開采的剛性需要，無人化智能采煤行業(yè)方興未艾、蓬勃發(fā)展。

如今，經過二十三載的自主研發(fā)及科技創(chuàng)新，天瑪智控已經成長為煤礦無人化智能開采領域的領軍企業(yè)，其產品技術水平、市場占有率均處于行業(yè)領先地位，4次獲得國家科學技術進步獎二等獎，主導或參與了煤炭行業(yè)無人化智能開采領域多項行業(yè)標準的制定，對行業(yè)技術規(guī)范、標準建立發(fā)揮了重要推動作用。

展望未來數(shù)字化、智能化的發(fā)展趨勢，王進軍表示，中國煤科天瑪智控將堅持“四個面向”，緊緊圍繞增強核心功能、提高核心競爭力，充分發(fā)揮科技創(chuàng)新、產業(yè)控制、安全支撐作用，做強無人化智能開采主業(yè)，積極優(yōu)化拓展非煤產業(yè)，著力打造新質生產力，提高價值創(chuàng)造力，高質量創(chuàng)建“專業(yè)突出、創(chuàng)新驅動、管理精益、特色明顯”的世界一流專業(yè)領軍示范企業(yè)，為推動實現(xiàn)中國式現(xiàn)代化作出新的貢獻。