“人力换煤”变“算力换煤”，煤矿越来越“聪明”

本报记者 刘建林 李彦斌

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掘进是煤矿生产的咽喉，长期以来依赖的是人海战术。如今，在山西，有煤矿将在用传统掘进机升级为“掘、锚、护、探”一体化智能装备，在提升综合掘进效率的同时，大幅提升了安全系数；还有煤矿利用智能系统为全矿大型设备建立数字档案，让设备运营更稳定……智能化浪潮，正深刻改变煤炭行业。

1秒钟，可对井下矿工及车辆进行信息定位；2秒钟，全矿安全生产数据会进行一次自动分析；3秒钟，能完成一次生产系统全面巡检……记者日前在山西潞安化工集团新元煤矿采访了解到，该矿依托井下“超千兆上行”煤矿5G专用网，全矿5G应用场景已拓展至31个，智能化建设由采掘工作面为重点向全矿井智能化转变，煤炭开采更加安全高效。新元煤矿的变化是煤炭行业智能化浪潮迅猛发展的一个缩影。

今年中央经济工作会议提出，坚持创新驱动，加紧培育壮大新动能。“煤矿智能化建设带来的不仅是技术的迭代，更是生产方式与安全理念的革新，为煤炭产业发展注入了新动能。”盯着巨型调度大屏上实时跳动的数据“洪流”，全国劳模、山西潞安化工集团常村煤矿副总工程师张世丽感慨地说，过去是“人力换煤”，现在是“算力换煤”。

“出煤靠智能，安全靠系统”

在山西华阳集团一矿垂直深度数百米的竖井井筒内，被矿工们称为“找茬达人”的智能巡检机器人，随着罐笼的起落忙碌作业。这位不知疲倦的井筒安全“卫士”，曾监测发现罐道固定螺栓仅0.8毫米的位移松动。

实测数据显示，这样一台设备30分钟的巡检量，相当于3名巡检人员1小时的工作量，效率提升了5倍至6倍，且识别准确率超99.99%。

从井筒到巷道，那些曾经让矿工们头疼的高危作业风险、人工巡检盲区、突发故障处置滞后等，都在智能化“同事”的助力下得到解决。而且，煤矿智能化建设的“点上”突破，正在向“面上”智慧跃升。

“工人安全帽内的芯片，可以在井下实现厘米级精准定位。‘井上看见井下、井上控制井下’的智能化场景已经成为现实。”全国劳模、一矿机电工区综采管理组工人李杰介绍，现在，井下各工作面、各点位的运行参数，作业场景与安全预警信息，都可以通过三维建模技术动态呈现。

在华阳集团调度中心，一张覆盖所有矿井的“数字矿山”地图清晰呈现：各矿的生产数据、安全指标、设备状态实时汇聚，形成了“一屏观全域、一网管全矿”的智慧管理模式。比如，当某矿的瓦斯浓度出现微小波动，系统会自动联动通风系统调整风量，并同步向附近作业人员推送预警信息。

过去，“出煤靠力气，安全靠运气”；如今，“出煤靠智能，安全靠系统”成为方方面面的共识。

“近年来，山西在全国率先发布煤矿智能化建设标准体系；强化科技赋能，引进华为矿山军团全球总部落户太原；集聚优势资源，建成全国首个省级煤炭工业互联网平台。”据山西省能源局副局长毛晓文介绍，山西已累计建成244座智能化煤矿、1594处智能化采掘工作面，智能化煤矿产能占比达到60.48%，带动全省煤炭先进产能占比达到83%以上。

从人海战术到智能协同

在山西焦煤集团凌志达煤业，过去掘进工作面3道工序相互独立，单是设备搬移与工序转换就要耗时两个多小时，而且迎头作业人员密集、粉尘浓度高、作业空间狭窄，导致多重风险叠加。

如今，一台传统的掘进机经过改造，变身能自主行走、精准截割，还可同步完成锚杆支护、超前探水的“智能掘进机”。在地面调度中心的大屏幕上，这台掘进机的三维模型正同步模拟井下实况，截割轨迹、探水数据实时跳动。尤为值得一提的是，其改造成本仅为新购置成套设备的1/5。

“掘进是煤矿生产的咽喉，长期以来依赖的是人海战术。”山西焦煤技术中心主任杨彦群表示，相比采煤，掘进已成为煤矿自动化、智能化建设的短板，不仅导致矿井采掘衔接紧张，也严重制约了先进产能的释放。

然而，在用的传统掘进机如果全部更换为新型智能化掘锚机，成本巨大。

2023年7月，山西焦煤启动重大技术攻关科技揭榜制项目，联合多家高校、企业，组建了产学研用一体化团队，将在用传统掘进机升级为“掘、锚、护、探”一体化智能装备。到今年10月，该项目顺利交出了一份亮眼成绩单：最高日进尺12米，月进尺321米，综合掘进效率提升30%以上。“以前单班需12人，现在仅需8至10人，工人无须再迎头扎堆，安全系数大幅提高。”凌志达煤业矿长田伟鹏表示。

“我们将在山西焦煤所属矿井全面推广这项技术，让更多传统掘进机焕发智能新生。”杨彦群表示，从人海战术到智能协同，从掘支分离到一体化作业，这次突破更大的意义在于，让大家认识到：需要提高智能化设备有效性，探索更符合煤矿实际的智能化建设之路。

“小雅助手”成为老矿的“智慧大脑”

“过去处理突发状况，光梳理数据就要半天，现在几分钟就能拿到专业方案。”山西焦煤集团李雅庄煤矿安全管理部安全员曹建峰连声称赞AI平台“小雅助手”给工作带来的变化。

曹建峰表示，在生产环节，以往月度成本分析需梳理十几张报表，不仅耗时费力，还易出现疏漏，如今借助“小雅助手”，可自动生成同比、环比及对标分析的树状图、曲线图，数据呈现直观清晰，有效提升了生产决策的科学性。在设备检修车间，检修工人利用AI分析设备振动频谱，发现一处减速箱的早期隐患。

作为山西省首批智能化试点矿井，李雅庄煤矿近年来建立了20多个智能系统，累计沉淀运行数据超千万条。以设备全生命周期管控系统为例，其为全矿大型设备建立的数字档案，不仅记录着每台设备的技术参数，更包含上万次的维修记录和运行数据，让设备运营更稳定。正是这些带着“煤味”的真实数据，让“小雅助手”具备了读懂矿山的智慧。

“过去是工人围着设备转，现在是决策围着数据转。”李雅庄煤矿矿长王远德表示，从千米井下的安全管控到地面仓库的库存管理，从技术员的智能决策到机电工的故障预判，“小雅助手”带来了工作思维的转变，正在推动工作从经验驱动到数据驱动的跨越。