智能采煤技术哪家强？中国企业亮了手绝活
2019年10月30日，第十八届中国国际煤炭采矿技术交流及设备展览会在北京国展中心（新馆）隆重开幕。本届展会以“人机一体化智能系统、引领未来”为主题，吸引了全球19个国家和地区的近400家企业参展，集中展示海内外近两年在煤炭生产领域的新装备、新技术、新方案。
步入6万平方米的展会现场，也曾见识过珠海航展各式重量级武器装备“大阵仗”的记者，仍不禁被眼前的景象所震撼——但见一台台如“巨无霸”般的大型采煤设备（专业术语叫“超大采高智能综采工作面”）矗立在各家企业展台的最醒目位置，宛如一支整装待发的“变形金刚”部队在集结待命，令人油然而生对现代科技的敬畏感。
走马观花转了一圈后，记者被神东煤炭集团（隶属于国家能源集团）与天玛公司合作开发的自主智能割煤技术演示台所吸引，停下来驻足观看。
在传统认知里，采煤总是被贴上“艰苦”“危险”“环境差”等标签，可是映入记者眼帘的却是2名身着干净整洁的工装、头戴安全帽的工人师傅，正坐在座椅上，像民航飞行员那样面对着大大小小好几台高清彩色液晶屏监控着800多公里外的采煤作业情况。
采煤也能这么“酷炫”？既然说是“自主智能割煤”，机器又如何知晓哪有煤呢？带着种种疑惑，记者走访了现场的神东集团榆家梁煤机综采二队机电副队长赵云飞。
据他介绍，自主智能割煤技术由神东集团在国际上首创，重点解决了长期困扰智能化开采煤岩没办法识别的难题，主要特征是“无人跟机，有人巡视，自主割煤为主，远程干预为辅”。经过在榆家梁煤矿43101工作面（长351米，煤层厚度1.0至1.7米，设计采高1.4米）1年多的探索和实践，已基本达到预期目标。
赵云飞和记者说，通过汇总矿井地质勘探钻孔、切眼、回撤通道、两顺槽巷道、千米定向钻勘探顶底板煤岩分界线，以及每天实测的工作面顶底板等6方面数据，就能绘制出可动态自优化的工作面精确三维地质模型，精度达0.2米。
在他指引下，记者从现场大屏幕上看到，通过对比工作面三维地质模型和实测扫描模型（轨道机器人激光扫描完成），并综合分析煤层变化趋势、工作面平直度、采煤机割顶底情况等大数据，系统即可通过优化算法制定未来10刀的割煤策略，并实时调整采煤机下一刀滚筒调整曲线，以此来实现自主智能割煤。
赵云飞表示，由于采用了自主智能割煤技术，所需工人数量由63人减至49人（3个生产班＋1个检修班＋其他人员），月产量则比从前提高约30%，最高可达15万吨。
作为已有8年工龄的采煤一线技术管理人员，赵云飞谈起那段“鸟枪换炮”的时光仍颇有感触。他说，刚开始，工人们面对新技术心里多少都有些抵触，因为这在某种程度上预示着他们要摒弃传统工作方式，转而尽快学习、掌握大量涉及信息技术的设备参数、操作方法、安全需要注意的几点、作业规程，并考核通过才能重新上岗。可是，一旦熟悉、适应了智能割煤技术，大伙“尝到甜头”后，从思想到行动都产生了明显转变，再不愿回到旧有的生产模式。
赵云飞还给记者举了个例子——工作面上有206个架子，过去每个架子都需要工人们用指头使劲摁，以至于每人手上都磨出老茧（他戏称为练就“二指禅”功夫），需要缠上创可贴来减轻疼痛。而采用自动化系统后，上述工作改为机器自主进行，大幅度的降低了工人劳动强度，日常仅需1名工人进入支架覆盖区巡视即可常态化完成全部生产作业。
据悉，在神东集团率先推广、应用智能割煤新技术的综采队，大专以上学历的新一代采煤工人占比超过60%。他们还采取“树立先进榜样”“年轻帮助年长”等方式，带动整个集体共同迈向自动化采煤新时代。
目前，神东集团已建成万兆环形以太网，井下也在铺设无线G时代，远程控制台将从井下搬到地上。而展望未来的采煤作业，也将摆脱繁重的体力劳动与满身粉尘、危险气体，真正转变为一个人能西装革履坐在敞亮的地面控制台前做相关操作的高技术工种。
了解完自主智能割煤技术，记者又来到航天科工集团旗下的航天重型工程装备有限公司（以下简称航天重工）展区，同样大开眼界。针对传统矿山柴油车的高噪音、高污染（尾气排放会加大巷道或矿井一氧化碳浓度）、高油耗等“痼疾”，航天重工自主研发出多型矿用防爆锂电无轨运输车，不仅坚固安全，而且功能多样、驾乘舒适。
据该公司工作人员介绍，以现场展示的人员运输车为例，一次最多能搭载19人，综合工况续航达80公里，其让工人下矿作业不必再靠“11路车”（双腿）走到10公里外的工作面，既缓解了人员疲劳，又节能环保，安全系数（车体加固）也显著提高。
根据客户的不一样的需求（比如巷道宽窄、积水深度），航空重工还可在通用底盘基础上为前者量身定做专用电动车。而该公司研发的矿用防爆电动物料运输车，载重达5吨，能将巷道掘进铺路、架线所需的沙子、木头、工具等各种物料高效、快捷、安全地运抵目的地，这在国内也属首创。
相比航天重工的轻量化巷道矿用车，三一重工推出的SKT90E纯电动无人宽体自卸车（保留驾驶室用于人工调试、检修），则是一款适用于露天矿山开采及石料、冶金、水利、水泥、建筑等行业物料运输的“大块头”。从现场目测来看，该车比2名成年男子还高一头，真正是外形威猛、气势逼人，难怪三一重工给它起了个“绿色猛兽”（Green Monster）的绰号。
三一重工技术人员和记者说，SKT90E采用磷酸铁锂电池提供动力，载重60吨的情况下续航为60至80公里。其相比传统燃油车不仅速度更快，而且节能可达80%。根据车辆损耗程度（矿区工作环境恶劣）和电池使用寿命估算，在5年使用期内单车就能节省本金（油耗、人工费）近200万元。
值得一提的是，SKT90E在矿区实际作业已实现5G联网，应用这一通信新技术后，远程控制从原来的最多操纵5台车变为不限量。由于自动化程度高，SKT90E组成的车队每天可连续运行长达22小时，仅这一项又能提升工作效率10%。
除上述3家企业外，郑煤机的7.8米超大采高智能综采工作面、景隆重工具有国际领先水平的智能锚杆机器人、北方交通推出的智能型远程操控掘进机、凌天装备集团基于军工警用技术研发的“天龙”系列应急救援机器人、贝克电气的井下辅助运输系统、中车株洲电机有限公司打造的长续航（可达120公里）矿用电动车、中豪机械的液压支架/油缸，也都各具特色，令观者耳目一新。
虽然采访和参观时间只有短短1天，但让记者感到喜悦和振奋的是——本届展会上亮相的这些“高大上”煤炭采矿装备，不仅践行了电动化、智能化、无人化、互联化、共享化等先进理念与技术，而且国产化率和行业领先水平也相当高。以此为缩影，人们有理由相信中国的高端装备制造业必将前景光明、大有可为。
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