春暖花開，萬物復蘇。穿過位于江蘇省徐州市沛縣北部的安國湖生態濕地，在一片郁郁蔥蔥間，一座現代化礦井躍入眼簾。這便是國家首批智能化示范建設煤礦——徐礦集團張雙樓礦。

沒有飛揚的煤塵，也沒有機器的轟鳴，更沒有太多的采煤工人，智能化調度指揮中心監控屏幕上各類數據的跳動間，工作人員只需按下“一鍵啟動”按鈕，采煤機、皮帶機、轉載機便陸續“蘇醒”，碩大的煤塊沿著煤壁“縱身”躍下，坐上溜子源源不斷地“奔向”地面。

自2020年12月被確定為國家首批智能化示范建設煤礦，張雙樓礦便按下智能化示范煤礦建設“快進鍵”：圍繞智能化采煤工作面、智能化掘進工作面等重點領域，確立了“1236”智能化發展總體思路，排定實施智能化實施項目76項。按照“1+3+N”的模式，即一個智能管控一體化平臺，一張圖（“GIS”）、一張網（萬兆環網+5G）和一朵云（私有云）以及智能采煤、掘進、防沖等“N”個控制系統，形成了井上井下各子系統的全面感知、實時互聯、分析決策、自主學習、動態預測、協同控制的智能化頂層設計方案，取得了“減人提效保安”的初步成效。

逐一破解難題

在該礦智能化調度指揮中心，筆者見到了正在進行生產調度的該礦礦長張雷。

當談及該礦2019年智能化建設立項之初的情景時，張雷對當時的窘迫記憶猶新：“沒有可借鑒的成熟經驗，沒有可行性的關鍵技術，更沒有相對應的人才儲備?！?/p>

為此，該礦邀請中國礦業大學采礦工程專業博士屠洪盛進行深入考察調研。

張雙樓礦主采的74104工作面由西向東、由南向北呈逐漸變厚趨勢，煤層傾角比較大，且存在多處斷層。

“在74104建設智能化工作面挑戰很大，困難很多?！蓖篮槭⒌脑捪袷且慌铔鏊疂苍趶埨椎念^上，卻沒有澆滅他推進智能化建設的決心。

“智能化是大勢所趨，更是迫切需要?！痹摰V隨即聯合中國礦業大學成立項目組，誓要啃下復雜條件工作面智能開采這塊“硬骨頭”。

“要在井下布局智能化工作面，先必須弄清地質異常區域采動應力的演化規律，做好綜采設備的穩定控制機理研究?！痹摰V技術中心負責人曹遠威介紹。

研發團隊與國家能源深井安全開采及災害防治重點實驗室取得聯系，采用Flac3D數值模擬與理論分析交互進行的方式，從海量試驗數據中得出結論，建立了工作面液壓支架、刮板輸送機和采煤機受力模型，并先后確定了三者的穩定控制方法，為后期“三機”協同聯動作業提供了扎實的理論基礎。

有了理論基礎，研發團隊信心大增，開始逐一破題。

該礦74104工作面覆巖巖層結構復雜，近場巖層的破斷垮落和遠場巖層的結構調整均會對采場和巷道圍巖產生應力擾動。因此，推算出最合適的推采速度成了研發團隊需要攻克的首要難題。

在曹遠威的辦公室，筆者見到了能夠破解這一難題的“法寶”——工作面推采速度智能調節分析系統。

“我們在分析礦山壓力、巖層控制以及彈性力學的基礎上，分析出推采速度對覆巖關鍵層彈性能積聚和釋放的影響規律。以此為依據，技術人員將每日微震總能量輸入程序，通過觀察3天內預警測點的個數，就可以確定實時推采速度?！辈苓h威向筆者演示了該系統的工作原理。

74104工作面回采巷道獨特的“高低肩”結構，是研發團隊面臨的另一道難題?！坝捎谠撓锏缹儆趦A斜煤層構造，傳統的‘門’字形單元支架與巷道錨護系統匹配度不夠，在超前移架過程中顯得‘水土不服’?！眳⑴c智能化建設的機電工區副區長梁猛猛介紹，研發團隊針對性設計了能夠更好支護高低兩幫的“丘”字形超前支架，制定了超前支護液壓支架組的智能控制流程，實現了工作面巷道超前支護和工作面回采支護的同步協調智能控制。

此外，74104工作面井下巷道風流受地熱、機電設備散熱與其他熱源因素的影響，存在熱害問題。研發團隊為此建立了礦井熱力學模型，通過分析各區域風流溫度分布特征，劃定高溫熱害重點區域；結合礦井降溫預測模型，以“一旬”或“半個月”作為溫度調節周期，開發了工作面風流溫度及需冷量智能計算軟件，解決了這一難題。

難題逐一破解，讓74104工作面智能化建設成為可能。

2020年6月16日，徐礦集團在張雙樓礦舉辦74104智能化工作面啟動儀式。74104智能化工作面的建成運行，實現了江蘇省智能化綜采工作面“零”的突破，開啟了江蘇煤礦智能化建設新時代。

“最強大腦”能掐會算

在張雙樓礦智能調度控制中心，智能控制中心主任牛福泉正通過大屏幕觀察井下采掘設備、通風、運輸等實時數據，分析判斷當前井下的安全生產狀態。

“畫面清晰，信號穩定，雙向通話實時流暢?！闭勂鹬笓]礦井安全高效生產的“最強大腦”——智能調度控制中心，牛福泉贊不絕口，“‘最強大腦’集安全生產、監測監控、應急指揮、信息化管理為一體，而且應用了‘5G+’萬兆高速傳輸，實現了秒速響應。”

牛福泉指著大屏幕上74104工作面的生產場景向筆者介紹說：“目前，我們初步實現了以自動控制為主，遠程干預為輔的智能化生產模式，智能化工作面一鍵啟停率達90％以上、煤機記憶截割率穩步在80%至90%之間。在產量穩定的前提下，綜采工區在冊人數精減了24.2％，生產期間井下職工不超過9人，初步實現了智能減人提效的目的?！?/p>

“最強大腦”能做的遠不止“一鍵啟動”這么簡單。借助智慧管控平臺，可以實現對調度信息展示系統、調度通信系統、調度綜合管理系統、5G無線通信系統、萬兆工業網絡系統、私有云中心（數據中心）、精確人員定位系統的一體化操控，不僅讓安全生產過程更有保障，更能對井上井下海量多源異構數據進行分析、挖掘和利用。

“井下隱患，最常見的是人為隱患。井下安全，最重要的是人員安全。”正在智能化調度指揮中心進行系統調試的該礦通計中心主任榮國慶，分別調取井口、94102溜子道聯絡巷以及94102溜子道“二道門”現場的實時畫面，向筆者演示了該礦借助“最強大腦”進行智能化人員管控的創新舉措。

“通過井口智能安監系統、智能違章監控、智能限員系統，從入井開始，我們便對所有人員進行定位追蹤、實時監控?！睒s國慶介紹，透過安裝在井下的26個AI智能攝像儀，可以對井下人員“三違”行為進行自動識別、抓拍、錄像，并通過實時通話，第一時間叫停職工的不安全行為，及時消除風險隱患。

“我們在全省率先投用了智能限員系統。”榮國慶放大了94102溜子道“二道門”現場畫面。

畫面中，防沖管理站出入口的隔爆LED顯示屏上，正實時顯示著特定區域內的人員數量?！耙坏┏霈F人員超限情況，現場就會立即響起警報，同時攔截門會自動關閉，并上傳報警信息?！睒s國慶說。

據了解，該礦還建立了地音監測、CT探測、智能煤粉鉆屑監測系統，搭建了智能判識多參量預警云平臺，實現了礦井沖擊地壓多參量綜合、分級、分區、實時預警。

不僅重視提升生產環節的“治”水平，更注重增強本質安全的“防”能力。為此，該礦采用TGIS+BIM技術，全面構建煤礦的采、掘、機、運、通各專業子系統以及工廣建筑仿真模擬系統，建立了“GIS一張圖”，結合礦井生產實際及勘探資料，將煤層賦存條件等相關信息進行數字化集成，實現全礦井“監測、控制、管理”一體化，為礦井安全生產管理提供了保障。

成為“慧想慧干”的新礦工

“去年4月以來，我經常來這里學習智能化的新知識，這里已經成為我鉆研新技術的打卡地。”在該礦智能協同創新中心，筆者見到了該礦機電工區綜采車間技術員陳昊。這位畢業于沈陽航空航天大學機械設計制造及自動化專業的高材生，業余時間十分喜歡泡在這里。

隨著智能礦山建設步伐持續加快，大量先進裝備、智能化系統先后投用。新技術新設備有了，人才卻面臨短缺。

去年3月，該礦成立智能協同創新中心，引導各專業帶頭人、高素質大學畢業生圍繞智能化開展頭腦風暴、進行技術攻關。如今，該中心共獲得各類科技進步獎29項、實施技術創新255項、獲得中國煤炭工業協會優秀“五小”成果7項，獲得授權專利16項，多項核心技術處于行業領先水平。

核心技術依賴高技術人才，需從關鍵點上突破。操作技能的全面普及，則更顯波折。

在該礦綜采二區會議室，筆者見到了該區黨支部書記王雷。作為全礦首個智能化工作面開采的負責人，他仍清楚記得剛接觸智能化生產的情景?！坝捎谥悄芑僮鞣矫娴募夹g人才緊缺，在智能化采煤機、轉載機、溜子、支架、皮帶、通信等遠程控制和成套設備安裝過程中，面對線路多、傳感器多等‘攔路虎’，我們經常感到無從下手，有的職工有了畏難情緒，干脆不來上班了，工區安全生產進度一度陷入僵局?！蓖趵谆貞浾f。

為此，綜采二區在徐礦集團與該礦的協調幫助下，一方面邀請廠家技術人員到礦進行理論培訓，深入井下一線手把手進行技術指導，現場分析講解智能化設備使用中遇到的各種難題；另一方面由工區區長、黨支部書記和技術主管牽頭，組建技術員和業務骨干為主的技術攻關團隊，分批次遠赴山西、安徽等智能化建設起步較早的礦井和智能化工作面，虛心學習智能化實際應用方面的先進經驗。

隨著智能化建設項目的穩步推進，智能化理念也日益深入人心，職工逐漸熟練掌握了智能化設備操作維護技能。“以前的支架是機械傳動的，在移動支架時需要用手來回的扳動手柄進行操作。現在，我掌握了新支架的電子傳動原理，只需要站在原地用手指在支架操作面板上點動幾下就可以完成整個操作過程，最多時可以輕松操作15臺支架?！币簤褐Ъ芄ゑR漢魯自豪地說。

“以前是用不慣，現在是離不開?！闭劦饺缃裨谥悄芑瘲l件下生產，全國勞動模范、綜采二區機電維護員馬奔體會深刻，“現在真是輕松又體面。有了自動化采煤機，再也不會‘一身汗一臉灰，上了井只想睡’了?！?/p>

“智能化這事兒，必須點個贊！”綜采二區采煤機司機趙龍搶著說，“以前，要時時盯著滾筒，總是按著遙控，精神高度緊張?，F在，我每天下井后，只需按下‘記憶截割’按鈕，選好割煤方向，就可以安心站在一旁做‘甩手掌柜’。”

“得益于智能化的穩產高效，工區推行了‘三六制’。就是說每天三班，每班工作六小時，取消了夜班生產，最大程度減少職工工作時間、降低職工勞動強度?！敝悄芑瘞淼淖兓瘮挡粍贁担w龍說，“現在我們礦工也有更多時間陪老婆孩子了，偶爾周末還能約朋友打場球?！?/p>

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