——中国大唐集团国源矿业龙王沟煤矿智能矿山建设纪实

坐上防爆胶轮车，沿着巷道向下驶去，巷道两侧的灯光飞奔向后，仿佛走进时光隧道。来到采煤工作面，钻进高大的液压支架间，突然头顶前方的支架裂开一道缝儿，一个支架缓慢向前移动了一点儿距离，右手边的支架巷帮护板随之升起，支撑住煤壁，整个过程就像电影《变形金刚》里的机器人变身一样……这是近日记者在中国大唐集团国源矿业龙王沟煤矿井下见到的场景。

对于这样“惊心动魄”的画面，采煤工作面的人员似乎已司空见惯。站在记者身旁的综采工区区长殷培东笑着说：“这就是我们智能化采煤系统的魅力所在。当采煤机边采煤边向前移动时，液压支架会随之跟机移动。单个重达65吨的液压支架就像有了生命，紧跟着采煤机，保障采煤安全有序推进。”

龙王沟煤矿位于内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗境内，是中国大唐集团投资建设的第一处千万吨级井工矿，年设计生产能力1000万吨，于2020年6月30日正式投产。

该矿调度指挥中心主任阴永生介绍说：“我们坚持以机械化、自动化、信息化、智能化‘四化’融合为引领，以智能开采为龙头，以‘实际、实用、实效’为原则，坚定不移走智慧矿山建设之路，先后应用了采煤机射频定位、惯性导航调直、智能运销及无人装车、特厚煤层自动化放煤、快速掘进等技术，建成了全国首个特厚煤层智能综放工作面和达到行业领先水平的智能掘进工作面、智能煤炭运销系统、无人装车站等，实现了经济效益和社会效益双丰收。”

智慧调度高效协同，集控员由远控变监控

现如今，龙王沟煤矿综采工区职工李刚的工作变得更轻松了。经过技术培训，他摇身一变，成为调度指挥中心一名智能化采煤监控员。

“我现在的工作就是看着电脑屏幕上的数据，监控井下的采煤设备。”李刚高兴地说，“以前，我在井下采煤工作面干活儿，不但环境较差，而且一个班下来疲惫不堪。现在，我坐在电脑前实时监控工作面各类设备运行情况，按下自动化按钮后，采煤机就会按照设定的线路工作，同时液压支架按照预定程序自动完成一系列跟机、拉架、推溜、喷雾等智能化动作，不需要人为远程频繁干预，所有的工作由智能机器来完成，不仅解放了双手，还大大降低了劳动强度。”

像李刚这样变成白领的井下职工，该矿还有很多。该矿打造了十大智慧矿山系统，即智能采煤系统、智能掘进系统、智能煤炭运销系统、智能主煤流控制系统、智能排水系统、智能无人装车站、智能机器人巡检系统、智能矿井通风系统、智能移动办公系统、矿井天网工程。而调度指挥中心作为十大系统的“大脑”，管控和调度着全矿采、掘、机、运、通等生产环节。

记者走进调度指挥中心，一个曲面大屏映入眼帘，大屏上各类生产数据实时更新，高清视频图像实时回传。在各区域屏幕前一米的地方各有一个弧形区域，监控人员坐在办公桌前，实时监测和调度着各类系统数据和现场设备情况。大屏与各工位实时联动、多源切换、灵活组合，实现所有显示界面高度融合。

技术人员使用智慧矿山真三维系统进行研究分析

走到曲面大屏中间，一幅矿区高清实景图吸引了记者的注意，原本以为是无人机拍摄的高空实景图，经过询问得知，这是该矿为选煤厂量身打造的数字孪生平台。目前，该矿已完成矿区实景的高清建模、选煤厂设备巡检等模块建设，结合正在上线的设备远程会诊系统，可实现选煤厂设备远程巡检、远程会诊和故障处理。

该矿智慧联盟盟主张海君告诉记者，调度指挥中心包括六区一中心，分别负责调度指挥、监测监控、智能采煤、智能掘进、皮带运输、智能洗选、运销调度等方面工作，监控着全矿井上井下30多个子系统。

该矿副总经理代业滨介绍，智能综放工作面使用国内先进的智能采煤装备，配备了新型智能采煤系统，在特厚煤层综放智能采煤技术领域解决了三大核心难题。一是将采煤机红外定位系统升级改造为射频定位系统，确保了采煤机精准定位和运行轨迹的实时跟踪，实现了包括三角煤在内的全区域自动化割煤等，同时具备了设备远程集中控制等功能；二是采用惯性导航调直技术，解决了工作面刮板机频繁出现不平直的问题，实现液压支架根据煤机行走轨迹，自动修正推移行程；三是在放顶煤液压支架上安装智能传感器和煤岩识别装置，优化放煤程序逻辑顺序和放煤工艺，同时根据大数据推算后部放煤规律，实现综放工作面智能连续放煤的目标。

“通过智能化建设，智能化综放工作面直接生产人数由原来的12人减至5人，与传统工艺相比，人员减幅达50%以上，煤炭回收率达到98%以上，人均采煤工效提高92%，各项经济技术指标均达到同类型矿井先进水平。”代业滨说。

在智能化掘进方面，该矿通过引进以掘锚一体机为核心的快速掘进成套装备，开展快掘装备研究攻关，突破了三维可视化远程集控平台、自主定位定向、智能精准截割等10余项关键技术，实现了大断面截割一次成巷、破运一体化连续作业等，以及截割、装载、运输和锚护同步平行作业，月单进尺达到400米以上，掘进工作面作业人数由原来的18人减少到8人。与此同时，该矿建成了具有行业领先水平的智能煤炭运销系统，实现了运销各环节的智能化控制和现场无人值守，效率提高近3倍；通过实施主煤流系统智能化改造，实现了主煤流系统的智能联锁控制及智能调速，降低了皮带机运行功耗；积极推广应用瓦斯、皮带、机电设备等巡检机器人，在降低职工巡检强度的同时，提高了巡检效率。

突破核心技术，建智慧矿山大数据仓库

“实现各类设备的自动化、智能化运行是智慧矿山建设的基础。我们只有不断突破核心技术，才能让智能化建设更加完善。”阴永生说，“我们按照国家标准，明确了智慧矿山的建设施工顺序，并制定了智慧矿山软件系统实施方案，目前已经完成四维地理信息系统、安全管理系统、物资管理系统、设备管理系统、采矿协同系统等30多个子系统建设。”

综放工作面智能化集控中心

在这些子系统建设中，智慧联盟发挥了重要作用。记者来到智慧联盟智慧矿山操作运行厅，看到一个大屏幕上显示着一个长方形图。该图由无数个深蓝色小正方形组成，其中一些小正方形呈橘色或黄色。

张海君介绍，这是他们智慧矿山软件系统中的一项重点内容。该图能够显示当前采区的矿压。图中颜色越浅表示矿压越大。而这个结果正是该系统通过收集近几年该矿矿压数据，经过分析得出的。该矿相关人员根据这一数据，能够更好地分析预判来压时间和强度，从而避免灾害发生。

最让张海君骄傲的是，该矿所有大数据有了一个“家”——智慧矿山大数据仓库。该仓库是该矿建设的一个网络私有云端，不仅为所有生产、安全、管理、经营等数据开辟了规范的存储空间，建立了元数据结构、数据索引和数据立方体，而且提供了各类结构化、非结构化等异构数据的共享交换平台，实现其他监测监控、工业自动化等系统即插即用，为各应用系统的互联互通开辟了方便快速通道。

此外，该矿还利用四维地测地理信息系统、三维建模与可视化平台、全程煤质管控系统等，构建了煤矿真三维空间模型；通过集成安全监测监控、微震监测等系统，搭建了透明矿山管控平台，在地面集控中心就可以直观看到井下所有场景及与地质模型匹配的瓦斯属性、水文属性、矿山压力分布及动态变化等。

“我们利用安全风险分级管控、安全隐患排查管理等系统，搭建了矿山本质安全保障系统，配置了隐患排查指标、安全风险分级管控、检查点布置等体系，利用系统中自带的、面向煤矿灾害预警防治的数学模型和算法，可实时调取各项数据，比人工经验管理方法更有效、精准、及时，实现隐患和风险闭环管控。”代业滨告诉记者。

代业滨介绍，他们还利用安全生产协同管控一张图、事故风险三维地图、灾害预警与应急指挥等系统搭建了智能调度平台，实现应急资源调度、数字应急指挥智能执行、事故救援事后处置等全过程可视化、自动化。同时，该矿引进钉钉移动办公平台，自主研发人脸识别考勤、会议签到、资产管理、乘车管理、党建管理等应用软件100多个，集成融合智慧矿山各类数据3万多条，每年降低办公成本300余万元。

组建智囊团，井下劳动者成技术大拿

龙王沟煤矿综采工区井下集控员高彪告诉记者，三年前，他收到了太原理工大学研究生考试复试通知，但同时得知龙王沟煤矿招聘。面对抉择，他选择来到龙王沟煤矿。

“当初听说龙王沟煤矿智能化建设不错，有发展前景，而且离我老家也不远，我就选择来这里了。矿领导重视人才培养，让我们有地方发挥专业优势。”高彪说。

“我们的智能化、信息化系统越来越多，人员素质和能力无法与之匹配。为此，我们加大了培训力度，让一线操作人员去设备厂家接受培训，也邀请厂家技术人员来矿给大家培训交流。此外，我们在安装设备时，要求相关岗位职工跟着厂家技术人员一同安装，确保他们能学会弄懂，将来上得了手。”该矿党群工作部部长高永军说。

该矿党委书记、总经理朱树来提出要打破专业界限、消除信息孤岛、创新管理模式，充分利用青年优势，培养组建一支高质量信息化专业团队。经过积极筹备，他们采用自主报名海选、民主测评优选、现场演讲竞选的方式，选拔出一批不同专业的优秀青年，组建了智慧联盟，全程参与智慧矿山建设，专门从事智慧矿山软件开发应用、智能装备运维、数据集成分析、系统模型搭建等工作。同时，他们积极打造智能化人才培养平台，发现和培养复合型人才，加大对高端科技人才的吸引力度，为煤矿智能化发展提供了充足的人才保障。

该矿机运工区职工张乐成为受益者之一。他的工作从井下搬到井上，成为调度指挥中心一名综合自动化集控员。张乐告记者，他以前的工作非常繁琐，不仅要到井下巡查皮带机等设备，还要守候在关键设备旁，负责启停工作，一旦遇到故障，就得一点一段去查找故障源，研究故障原因和处理。方法，一个班下来，他几乎筋疲力尽。

经过选拔、考核、培训后，张乐的工作变得轻松多了，在调度指挥中心的电脑前就能完成以前井下的一系列工作。如遇到故障，他能从电脑系统中查询到具体的故障点、故障原因和处理方法，第一时间告诉巡检人员及时进行处理。

此外，该矿还实施了班组长选拔培养聘用制度，并将每年的4月18日定为“班组长日”，提升班组长责任感和荣誉感；成立了大学生采煤队、掘进队和钻机队三支高知型生产队伍，充分发挥了青年技术人才优势；建立了“国源工匠”评选机制，培养复合型企业管理人才队伍、创新型技术人才队伍和工匠型生产技能人才队伍。

朱树来说：“下一步，我们将在巩固现有智慧矿山建设成果基础上，重点在煤矿智慧大脑、智慧矿山大数据平台建设和基于四维地理信息系统开发应用上下功夫，积极借鉴国内外智慧矿山先进技术和经验，加强智能化系统融合联动和数据智能分析体系建设，建成三大智慧中心和一个人才培养基地，即智慧矿山数据治理中心、智慧矿山智能决策中心、基于数字孪生技术的远程设备诊断中心和智能化人才培养基地，大力推进人工智能、大数据、机器人、智能装备与安全生产、经营管理、灾害防治等方面进行深度融合，在5G+智能透明开采、高效快速掘进、远程故障诊断、数字孪生技术应用等方面实现创新突破，实现煤矿生产经营全领域、全过程的智慧化运行。”

(来源于：中国煤炭报)