同煤集团塔山煤矿走特厚煤层智能化开采之路

“各部位巡视人员请注意，智能化采煤远控模式现在开启。”命令发布几秒钟后，通信设备传来嘀嘀声：“外围设备确认完毕，可以进行远程操控”“采煤设备确认完毕，可以进行远程操控”……只见操控人员轻点鼠标，井下的采煤机、运输机、转载机等综采设备相继联动运转。没有飞扬的煤尘，没有机械的轰鸣，更没有密集的采矿工人，在监控屏幕上各类数据的跳动间，滚滚乌金便离开地底，顺着皮带奔向了地面。

这是笔者前不久在同煤集团塔山煤矿看到的8222特厚煤层工作面智能化开采的场景。先进的理念、新兴的技术、智能化的开采，开启了同煤集团领航煤企能源革命的新时代。

特厚煤层智能化综采工作面

“同煤集团塔山煤矿1500万吨智能化综采工作面是国家‘十三五’资源领域重点研发计划重点专项‘千万吨级特厚煤层智能化综放开采关键技术研究及示范’项目工程、2019年同煤集团十项科技攻关项目之一。自2月27日正式投入运行以来，其安全、高效、便捷的优势十分明显。”塔山煤矿党委书记、董事长马占元说，“开展千万吨级特厚煤层智能化综放开采关键技术研究，打造塔山煤矿年产1500万吨特厚煤层智能化综放工作面示范工程，将对解决特厚煤层的开采技术难题起到引领示范作用。”

攻克特厚煤层开采技术难题

在我国煤炭资源探明储量中，厚煤层约占总储量的44%，厚煤层的产量也占总产量的40%以上，但14米以上的特厚煤层安全高效开采技术是世界性难题。而塔山矿平均煤层厚度在18米左右，最厚的有20米，开采技术难度非常大。

作为新中国成立以来煤炭行业获得单项支持力度最大的项目之一，“千万吨级特厚煤层智能化综放开采关键技术研究及示范”，被列入“十一五”国家科技支撑重大项目。该项目以“特厚煤层运移、冒放理论与自动化放煤机理研究”等五大课题研究为依托，攻克开采技术、成套装备、支护材料、安全保障四大难关，开创特厚煤层智能化开采的世界纪录，获得2014年度国家科学技术进步奖一等奖。马占元说，塔山矿8222综放工作面的智能化综放开采成套装备，是我国29家高等院校、科研院所、国内外先进的矿山装备研发和制造厂商共同完成整体设计选型配套及生产制造的世界先进装备。

实现自动化生产模式

“8222工作面配套的智能化综放开采成套装备，广泛应用了远距离集中供液、液压自移式设备列车等一系列科技含量高、安全系数高的新技术、新装备。通过在线监测、一键启停、顺序启停等功能，完全实现工作面以自动控制为主、远程干预为辅的自动化生产模式，达到了无人跟机作业、有人安全巡视、地面远程操控的目标，使同煤集团打造以数据决策为导向的全新生产管理模式又向前迈出了坚实的一步。”塔山煤矿党委副书记、总经理方志刚介绍说。

据了解，该控制系统以采煤机记忆截割、液压支架自动跟机和可视化远程监控为基础，实现了在地面及顺槽综合监控中心对综采设备的智能监测与集中控制，确保了工作面智能化运行，达到了工作面连续、安全、高效开采。

采煤设备替代工人进行井下开采，降低了工人劳动强度，将其从危险的工作面解放到相对安全的顺槽监控中心，实现了减人提效，提升了安全保障能力。塔山煤矿智能化综采队队长李瑞金兴奋地说：“综采队原来每班20人。实现智能开采后，每班不到8人即可完成任务，而且工作效率提升了50%。”

灵敏的“神经网络”

让“大脑”能力发挥到极致，需要灵敏的“神经网络”。在2公里长、200米宽的采煤工作面上，60多个摄像头、1500多个传感器，通过网络互联集成管理，实现了高效快捷指挥，所有设备都实现了自动精准安全控制。

塔山矿智能化综采队队长李瑞金指着安装在支架顶梁上的摄像仪说：“这是我们在井下的‘眼睛’，是视频通信系统的重要组成部分。它能够清晰捕捉设备每一个细微的动作，观察采煤机的运行位置，及时地通过网络传输给‘大脑’，即监控指挥中心。”

“这些就是系统的‘神经’，通过压力、倾角等多种传感器，实现液压支架防倾倒、防片帮、防冒落等，自动完成工作面跟机作业，精确控制推移油缸，减少了工作面推进的误差。”该矿监控中心主任张慧指着支架上的传感器说，每个支架控制器和摄像仪都是信息网络的节点，它们自动采集、统计、分析和反馈设备运行数据，通过光纤传输至监控中心，得出结果用于改善生产状况。

智能“大脑”能掐会算

“数字化、信息化、自动化和智能化，是这个工作面的安全生产核心。”塔山煤矿负责生产的副总经理王磊说，“项目通过建立工作面实时工业以太网与无线网络覆盖，将各个相关设备联系在一起，实现了设备数据高速上传和控制信息实时下达，控制延时不超过500毫秒，将人的视听感官延伸到工作面，身临其境监控安全生产。”

作为“大脑”的监控指挥中心，具有智能采集分析信息、智能指挥机械采煤、智能修正操作等功能。王磊告诉记者，采煤机不仅能按照预先设定的牵引速度和参数进行自动割煤，还可按照示范刀所记录的工作参数、滚筒高度轨迹进行智能化预算，形成记忆截割模板，在自动截割过程中不断修正误差。

“下一步，我们将继续努力，力争建成工作面回采率95%以上、混矸率不超过30%的行业一流智能化综采工作面。”王磊说。