当采煤人遇到智能化 会碰撞出怎样的火花？

  2024中国贵州国际能源产业博览交易会于6月20日在贵阳国际会议展览中心开幕，其中设立的“煤矿智能化技术装备展”格外引人注目。煤矿从业者总是给人一种豪放、粗犷的印象，似乎与智能化不沾边。可是，当智能化的“黑科技”与“采煤”相遇，会碰撞出怎样的火花？

  当大多数人沉浸在路遥笔下煤矿工人脏苦累、强度大、风险性高的固有印象时，如今在深邃的百米地下，采煤机刀头飞旋，有条不紊地截割煤壁，在采煤工作面却看不到一个人。

  国家能源集团神东煤炭的神东大柳塔煤矿的采煤工作面，由全自动液压支架支撑（图片来自：新华社）

  这都是无人智能综采技术的功劳。以往“黑黢黢”的采煤技术员可以西装革履地坐在干净整洁的智能化调度控制中心，轻点“一键启动”，几千米以外的地下采煤机就飞速旋转起来，采煤机记忆截割、液压支架自动跟机、刮板输送机自动推移，“三机设备”默契配合，大块“乌金”从煤壁剥落，通过刮板运输机和输煤皮带源源不断地来到地面。

  看过西游记的人都知道，孙悟空每次出去化斋之前都要给唐僧画一个圈，以保证他的安全。而在百米深的采煤一线，也会给我们煤矿工人们画个圈，这个圈就是煤矿的井下电子围栏，又称人员接近防护系统，大范围的应用于掘进工作面、煤仓、密闭墙、带式输送机等井下关键危险区域的安全预警。

  当井下有人接近预警危险区域时，系统会自动发出声光报警提示并触发装备停机，从而最大限度保证井下作业人员的生命安全。

  当近年来路面汽车测试如火如荼的时候，百米深的露天采矿场，矿卡与电脑远程操控技术早已司空见惯：3000米外的远程控制室内，驾驶员通过5G网络传输的操作信号，精确控制着设备的每一个动作；盘山公路上，无人驾驶的卡车满载着黑亮的煤炭井然有序地自动运输。无人驾驶不仅降低了不规范作业造成的车辆维修、油耗高、胎损等成本，同时规避了人员受伤或死亡事故，真正的完成了生产作业的本质安全。

  矿灯是煤矿工人井下通行作业“照明”的必备武器。近年来，随着煤矿智能化矿井升级建设，矿灯可不止管“照明”了，而是融入了以智能穿戴为核心的物联网平台，华丽转型为集定位、视频、无线通信、环境监视测定等多功能于一体的“N合1”智能矿灯。

  通过移动通信技术，地面人员可通过矿灯直接查看井下视频、环境参数、位置信息、矿工井下实时工作情况，实际做到一灯在手，下井不愁。而在出矿后，矿灯的充电工作也可直接通过虹膜识别技术交给智能矿灯充电柜。

  煤矿智能化需要地质勘探、无线探测感知、无线通信、电气自动化等多学科的共同努力和长期合作，现阶段，仍有一些技术瓶颈与堵点需要突破。

  不同于地面信息的传输，矿井下的通信面临高温度高压力高湿等恶劣环境与严格防爆的安全要求，除此以外还有传播距离远、穿透能力强、信号延迟短等严苛技术要求。

  从总体上看，目前5G技术在煤矿的应用仍整体处于网络改进层面，应用场景关键技术和业务模式尚未突破，应用软件兼容性、安全性和可靠性难以得到保障，难以形成技术和应用爆发点。

  在目前探测技术下，我们还无法完全切实掌握煤矿井下地质体的三维形态和容貌，即井下地质体的三维模型与形态尚不能充分建立。近年来，虽然我国在透明地质建模方面取得了一系列理论成果及实用技术，但在地质模型与实时动态探查数据融合方面还有诸多障碍，探查技术与采矿装备智能化、精准化、实效性还有差距，这些都在某些特定的程度上制约了煤矿的采矿智能化。

  煤矿生产系统是一个典型的复杂巨系统，涉及采、掘、机、运、通等各业务系统，子系统具有种类非常之多、数量庞大、层次多等特点。因此，智能化煤矿需要建设基础应用平台、掘进系统、开采系统等近百个子系统，并且需要仔细考虑不同系统之间的数据、网络、业务和控制兼容问题，从而形成在开拓、采掘、运通、分选、安全保障、生产管理等全过程智能化运行的智慧煤矿。然而目前，煤矿智能系统仍存在数据标准不能统一、网络通信协议兼容性差、业务系统兼容与协同控制性差等技术瓶颈。

  未来，随着新一轮煤矿科技革命和数字革命，人工智能、区块链、云计算、大数据技术日新月异。通过集聚不同生产模式、不同地质条件煤矿生产和作业数据，深度整合数据信息与应用场景，形成集数据采集、信息萃取、价值传递为一体的完整链条，将成为破解煤矿智能化开采的不二法门。为了达成这一目的，我们需要：

  1、构建开放的平台，系统整合煤矿各流程数据，提供统一专业开放的数据服务；

  2、构建煤矿数据治理与管理体系，对煤矿主数据、元数据、业务数据来进行全生命周期管理，以此来实现煤矿数据管理与应用；

  3、建设综合性煤矿行业云平台，通过构建多元数据模型，真正的完成采矿的智能化、自动化、无人化。