“各部位巡視人員請(qǐng)注意，現(xiàn)在開(kāi)啟智能化采煤遠(yuǎn)程操控模式。”在山西大同煤礦集團(tuán)塔山煤礦調(diào)度指揮中心，操控人員通過(guò)4G可視通信設(shè)備發(fā)出指令。

沒(méi)過(guò)幾秒，塔山煤礦調(diào)度指揮中心的通信設(shè)備終端就發(fā)出嘀嘀聲，并傳來(lái)聲音：“外圍設(shè)備確認(rèn)完畢，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程操控”“采煤設(shè)備確認(rèn)完畢，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程操控”……隨著各地點(diǎn)巡視人員陸續(xù)通過(guò)通信設(shè)備向指揮中心確認(rèn)完畢，操控人員輕點(diǎn)鼠標(biāo)，大屏幕上就顯示出采煤機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)等井下綜采設(shè)備相繼開(kāi)始聯(lián)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的畫(huà)面。

這是前不久塔山煤礦看到特厚煤層工作面——8222工作面智能化開(kāi)采的場(chǎng)景。

“這個(gè)智能化綜采工作面是國(guó)家‘十三五’資源領(lǐng)域重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃中的重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)——千萬(wàn)噸級(jí)特厚煤層智能化綜放開(kāi)采關(guān)鍵技術(shù)研究及示范項(xiàng)目工程，也是同煤集團(tuán)2019年十項(xiàng)科技攻關(guān)項(xiàng)目之一。自今年2月27日正式投入運(yùn)行以來(lái)，其安全、高效、便捷的優(yōu)勢(shì)凸顯。”塔山煤礦黨委書(shū)記、董事長(zhǎng)馬占元說(shuō)， “開(kāi)展千萬(wàn)噸級(jí)特厚煤層智能化綜放開(kāi)采關(guān)鍵技術(shù)研究，不僅可以打造我們礦年產(chǎn)1500萬(wàn)噸特厚煤層智能化綜放開(kāi)采工作面示范工程，而且對(duì)解決特厚煤層的開(kāi)采技術(shù)問(wèn)題起到引領(lǐng)示范作用。”

據(jù)了解，在我國(guó)煤炭資源探明儲(chǔ)量中，厚煤層約占總儲(chǔ)量的44%，其產(chǎn)量也占總產(chǎn)量的40%以上，但14米以上的特厚煤層安全高效開(kāi)采技術(shù)卻成為世界性難題。而塔山煤礦平均煤層厚度在18米左右，最厚可達(dá)20米，對(duì)煤炭開(kāi)采來(lái)說(shuō)，無(wú)異于打撈“深海沉船”。

將智能化貫穿生產(chǎn)工作面

“8222工作面智能化綜放開(kāi)采成套裝備的選型配套及生產(chǎn)制造、遠(yuǎn)距離集中供液、液壓自移式設(shè)備列車(chē)運(yùn)行等一系列新裝備、新技術(shù)，是由29個(gè)高等院校、科研院所、國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的礦山裝備研發(fā)和制造廠(chǎng)商共同設(shè)計(jì)的。通過(guò)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)、一鍵啟停等，我們礦建立了工作面以自動(dòng)控制為主、遠(yuǎn)程干預(yù)為輔的自動(dòng)化生產(chǎn)模式，達(dá)到了無(wú)人跟機(jī)作業(yè)、有人安全巡視、地面遠(yuǎn)程操控的目的。”塔山煤礦總經(jīng)理方志剛說(shuō)。

據(jù)了解，該項(xiàng)目利用礦井千兆環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)建了智能化數(shù)據(jù)平臺(tái)和遠(yuǎn)程操控平臺(tái)，完善的視頻系統(tǒng)、語(yǔ)音通信系統(tǒng)以及設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，將井下職工從危險(xiǎn)的工作面采場(chǎng)置換到相對(duì)安全的智能化工作面集控中心，實(shí)現(xiàn)了在智能化工作面集控中心對(duì)工作面綜采設(shè)備的全過(guò)程可視化監(jiān)測(cè)監(jiān)控，地面調(diào)度指揮中心工作人員在大屏幕上就可以監(jiān)控井下采場(chǎng)的設(shè)備作業(yè)情況和人員配備情況，實(shí)現(xiàn)人員合理化分配和生產(chǎn)數(shù)據(jù)深度分析利用。

“這套系統(tǒng)以采煤機(jī)記憶截割、液壓支架自動(dòng)跟機(jī)和可視化遠(yuǎn)程監(jiān)控為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)在地面調(diào)度指揮中心及井下智能化工作面集控中心對(duì)綜采設(shè)備的智能監(jiān)測(cè)與集中控制，確保工作面智能化運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)工作面的連續(xù)、安全、高效開(kāi)采。”方志剛說(shuō)，“該項(xiàng)目的實(shí)施，降低了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了減人提效，保障了安全生產(chǎn)。”

控制系統(tǒng)有了“眼睛”和“神經(jīng)”

來(lái)到塔山煤礦井下400多米深的巷道和工作面，看到隨處布滿(mǎn)了LED燈，井下亮如白晝。

“這樣的布局既方便職工行走，又能提高攝像儀的清晰度。”該礦智能化綜采隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)李瑞金指著支架頂梁上安裝的攝像儀說(shuō)，“這是我們?cè)诰碌?lsquo;眼睛’，是我們視頻通信系統(tǒng)重要的組成部分，平均每?jī)蓚€(gè)液壓支架安裝1臺(tái)攝像儀，整個(gè)工作面共安裝了60多臺(tái)攝像儀。它能夠清晰捕捉設(shè)備每一個(gè)細(xì)微動(dòng)作，觀(guān)察采煤機(jī)的運(yùn)行位置，并及時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸給‘大腦’，即智能化工作面集控中心。”

據(jù)該礦監(jiān)控中心主任張慧介紹，每個(gè)液壓支架控制器和每臺(tái)攝像儀都是信息網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，能自動(dòng)采集、統(tǒng)計(jì)和反饋設(shè)備當(dāng)時(shí)運(yùn)行的數(shù)據(jù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸至監(jiān)控中心，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，得出結(jié)論。這一結(jié)論用于改善設(shè)備生產(chǎn)狀況，增強(qiáng)其可靠性。

“這些傳感器就像控制系統(tǒng)的‘神經(jīng)’，通過(guò)分析設(shè)備的壓力、傾角等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)液壓支架防傾倒、防片幫、防冒落，自動(dòng)完成工作面跟機(jī)作業(yè)，精確控制推移油缸，減小工作面推進(jìn)的誤差。”張慧指著液壓支架上的傳感器說(shuō)，“你別看這個(gè)傳感器體積小，但它的技術(shù)含量可不低。在連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中，穩(wěn)定可靠的傳感器保障了我們工作面的安全生產(chǎn)。”

能掐會(huì)算的智能“大腦”

智能化工作面集控中心是該工作面的“大腦”，每個(gè)指令都從這里發(fā)出，操作人員只需坐在智能化工作面集控中心里便可通過(guò)顯示器觀(guān)察工作面的情況，及時(shí)進(jìn)行遠(yuǎn)程操控。

據(jù)塔山煤礦生產(chǎn)副總經(jīng)理王磊介紹，采煤設(shè)備按照預(yù)先設(shè)定的牽引速度和參數(shù)要求自動(dòng)割煤，按照示范刀所記錄的工作參數(shù)、滾筒高度軌跡進(jìn)行智能化預(yù)算，形成記憶截割模板，在自動(dòng)截割過(guò)程中不斷修正誤差。智能化工作面集控中心還可對(duì)采煤機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)啟停控制。通過(guò)紅外線(xiàn)發(fā)射器和接收器，智能化工作面集控中心的操作人員可跟蹤采煤機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)獲取采煤機(jī)相關(guān)信息。

“數(shù)字化、信息化、自動(dòng)化和智能化是這個(gè)工作面的安全生產(chǎn)核心，將人的視聽(tīng)感官延伸到工作面，身臨其境監(jiān)控安全生產(chǎn)。”王磊說(shuō)，“我們?cè)谝蕴W(wǎng)的基礎(chǔ)上建立了統(tǒng)一的通信協(xié)議平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備數(shù)據(jù)高速上傳，控制信息實(shí)時(shí)下達(dá)，控制延時(shí)不超過(guò)500毫秒。這些系統(tǒng)的運(yùn)用將井下職工從操作工變成巡檢工。”

為了讓智能化綜采設(shè)備高效運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)，塔山煤礦從全集團(tuán)各礦選拔了30名學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的大學(xué)生，由該礦的業(yè)務(wù)骨干牽頭組建了智能化綜采隊(duì)伍和“1+N”全方位專(zhuān)業(yè)化檢修隊(duì)伍，全力加快特厚煤層綜放工作面安全智能保障技術(shù)體系的建設(shè)。

“綜采隊(duì)原來(lái)每班20人，實(shí)現(xiàn)智能化開(kāi)采后，每班不到8人，而且效率提升了50%，減下來(lái)的職工主要負(fù)責(zé)安全巡檢和設(shè)備維護(hù)工作。”李瑞金說(shuō)。

“下一步，我們將繼續(xù)努力，力爭(zhēng)建成工作面回收率達(dá)到95%以上、混矸率不超過(guò)30%的一流智能化綜采工作面。”王磊如是說(shuō)。