在南屯煤矿11504工作面采煤现场,没有一线职工在煤尘弥漫的环境中劳作,也没有震耳欲聋的设备轰鸣声。取而代之的,是采煤机按预设轨迹平稳前行、液压支架自动跟进的流畅画面,整个生产过程呈现出一种近乎“图书馆式”的静谧。
这种“静悄悄”的薄煤层“无人化”开采场景,标志着该矿在智能化建设道路上实现了又一次跨越。
看见“静”——采煤“无人化”
“七年前我第一次下井时,综采工作面还需要十五六名工人协同作业,如今整个工作面已实现无人操作。”该矿综采一区技术员张雷回忆道,“亲身经历从人工到‘无人化’的转变,让我深感震撼。”
走进该矿调度室,没有电话铃声的喧嚣、嘈杂的调度口令,只有屏幕上流光溢彩的数据、设备运行的信号,以及操作员偶尔敲击键盘的轻微声响。
这份安静同步延伸至井下百米深处:跟随监控屏幕上传来的高清监控画面和各种不断变动的数据即可看到,采煤机般的庞然大物自主前行、截割,液压支架自动跟机移架,整个过程协调流畅。整个过程中,最大的声响仅是煤块落槽的闷响与设备运转的低频噪音。
这种可被看见的“静”意味着什么?
“意味着‘人的退场’”,该矿综采一区区长许召健解释道,“通过建成‘1+2+1’智能化采煤模式,即生产期间工作面1人巡检、顺槽2人巡检、地面调度室1人远程干预,我们实现了减员50%。”
据了解,该矿以国家智能化示范矿井达标建设为契机,在中厚煤层智能采煤工作面建设模式的基础上,重点推进11504薄煤层智能化综采工作面建设。该矿基于薄煤层高产高效设备配套,通过“三步走”的推进方案,加强技术攻关,不断优化系统,解决了薄煤层综采工作面作业空间狭小、人员施工困难的问题,形成了面内“无人化”的生产模式。
“静”从何来——7项技术“降噪”
这份“静”的背后,是七项关键技术的融合支撑:
技术1:自主规划截割控制技术。
技术2:采煤机顶底板曲线预测方法应用。
技术3:三角煤无人化截割,辅顺、胶顺设备自动拉移。
技术4:井下地质写实+实时修正规划曲线的作业模式建立。
技术5:国产IMOSS惯导系统应用。
技术6:采煤工作面数字孪生辅助控制系统应用。
技术7:视频跟机系统优化与应用。
这些技术不仅是数字赋能、提“智”增效的具体实践,更成为矿井在智能化赛道加速前进的核心引擎。
“以自主规划截割控制技术为例,系统通过采集初采期煤机截割曲线,逐步构建历史数据模型,再基于算法规划生成下一刀的截割路径。”该矿智能化建设负责人陈恒梁介绍,“这使得地面操作员能轻松实现远程精准操控。”
其中的采煤工作面数字孪生辅助控制系统应用技术,则是依据工作面设备几何模型、地理信息、空间约束数据,建立了工作面三维模型,实时监测设备运行状态;通过多视角切换,使远程操作人员身临其境。防碰撞预警技术应该用解决了地面远控期间,煤机截割和支架拉移安全防护问题,成为远程操控的“免疫防护”,确保了工作面安全、高效开采。
陈恒梁比喻道:“这些技术像一组精密咬合的积木,每一块都被放在最合适的位置,共同实现了系统的智能联动与平稳运行——‘静’正是来源于生产节奏的协调与故障的人为干预大幅减少。”
“静”的图景——安全与高效
“静”能带来什么?
答:极致的“动”与“防”——高效生产与本质安全。
该矿依托智能化升级与数字孪生系统,将安全防线向前延伸。基于隐式迭代三维建模技术,系统能在虚拟空间中实时映射真实开采工况,确保开采精度与安全。液压支架已实现中部与三角煤区域的自主规划控制,精准完成跟机、拉架、推溜等动作,全工作面设备依据规划模型自主执行生产循环。
“智能化开采实现了地质模型、设备状态与空间感知的融合应用,系统能够自主分析、精准决策,确保工作面连续、安全、高效回采。”该矿总工程师仲崇岩总结道。
据统计,自全面推进智能化建设以来,该矿通过设备自主感知与智能控制,减少人工作业及多工种交叉环节,生产效率提升约30%。在实现工作面无人操作的同时,人员劳动强度显著降低,作业环境大幅改善,安全可靠性持续增强。
近年来,该矿按照“集中管理、分级负责、专业运作”的原则积极推进信息系统、采煤系统、掘进系统、机电系统、辅助运输系统、通防系统、地测防治水系统等智能化建设工作,并顺利通过了国家智能化示范化矿井验收和山东省能源局智能化矿井达标验收工作。
“作为一座已开采五十余年的矿井,我们正以智能化为引擎,大力引进并推广先进装备与工艺,着力培育新质生产力,推动矿井向更高水平的安全、高效与绿色发展,让这座老矿井焕发‘少人则安、无人则安’的新气象,为能源行业高质量发展贡献南屯力量。”该矿矿长张相超表示。