“工作人員請注意：刮板機準備啟動，采煤機啟動……”3月20日15時整，從寧夏煤業棗泉礦調度指揮中心傳來一組預警提示，采煤司機杜昭在遠程桌面操控臺上按下啟動按鈕，開始了高效智能采煤。

只見他輕點鼠標，通過監控屏幕上一組組監控畫面，膠帶機、轉載機、破碎機、刮板機依序啟動運轉，采煤機開始割煤，一臺臺支架按照設定程序自動完成推溜、降架、拉架、支撐、護幫……沒有機械的轟鳴、沒有飛揚的煤塵、沒有忙碌的人影，在整潔敞亮的調度指揮中心，各類數據的跳動間，棗泉礦220704智能工作面就源源不斷地將煤炭輸送到了地面。

圖為該礦220704智能工作面現場

“220704智能工作面作為國家‘2030’重點科研攻關項目，是國家能源集團重點建設的首批20個智能化工作面之一，棗泉礦承擔著國家重大技術、裝備和軟件的自主化任務。從2020年1月6日投運以來，其安全、綠色、高效的優勢十分明顯。”棗泉礦黨委書記、礦長不無感慨地說，“在全寧煤最復雜地質條件下布置智能工作面，我們走過了相當艱辛的探索過程，取得了一系列關鍵技術突破，目前這個工作面已經實現了常態化高效智能開采，近300米長的工作面日割煤達到了13刀，特別是當前抗疫期間，在復工率不高的情況下，從智能工作面全隊核減近70名勞動力補充到其他崗位，有力保障了人手不足情況下礦井的正常生產。一季度我們有信心超額完成集團下達的生產任務，為疫情期間保障能源供應作出貢獻。”

執念——復雜條件下“無人開采”的艱難求索

大傾角、多斷層、礦壓大……無論從哪個角度看，棗泉礦都似乎難以適應智能開采。但隨著礦井開采延伸，用工緊張的問題日益突出。建設“少人”甚至“無人”的智能開采工作面，成為全礦上下的共同期盼。

圖為云臺攝像儀

“有條件要上，沒有條件創造條件也得上。”2018年以來，從項目論證、立項、設備配套、安裝到運行測試，經過一年多的試驗，建礦歷史上首例遠程無線遙控桌面式采煤智能工作面終于“落戶”棗泉礦，揭開了他的神秘面紗：在這個近300米長的工作面上，所有采煤設備全部由傳感器、掃描器、攝像儀、檢測儀和數據線、無線基站等信息控制單元聯接，現代科技的“硬核”魅力充分展現。而這些裝置就是整個工作面智能開采的“神經”，依靠它們，能夠精準捕捉設備每一個細微的動作、觀察采煤機的運行位置、診斷設備的“健康”狀況，及時地通過網絡傳輸給“大腦”，即監控指揮中心。

突破——“3+1”智能開采模式應運而生

在全寧煤最復雜地質條件下上馬智能工作面，棗泉礦的科研團隊在泥濘中奔跑、鐵板上繡花，“十步并作一步走”艱難前行，通過理論研究、系統開發、工業應用，實現了多個領域“零”的突破，累計攻克千余項技術難題，探索出“3+1”智能開采新模式。

這套開采模式實現了人與設備、設備與設備、設備與采場的智能對話。人與設備之間，通過全覆蓋可視化監控和實時數據處理，保證了生產過程中工作面全流程無人開采；建成近3000米長距離供液供電系統，讓井下電氣平臺隨著回采推進頻繁搬家成為歷史；將生產信息與手機實時聯通，讓智能工作面的一舉一動通過“指尖”一覽無余；實現采煤工藝預測分析自由編輯，可在采場變化時快速調整采煤工藝。

設備與設備之間，定制攝像頭自清潔、自清洗功能，保證了動態生產中圖像質量始終清晰；研發4G“無線+有線”專網“一網到底”的智能控制技術，實現了監測數據、控制數據、視頻數據、語音數據的獨立傳輸；建立不同跟機策略機制，實現了自動跟機模式的智能調節；應用激光測量煤流煤量，膠帶機可根據煤量大小智能調速。

設備與采場之間，首創工作面刮板機上竄下滑工藝管控策略數據模型和工藝控制邏輯體系，攻克了傾斜工作面刮板機上竄下滑智能管控難關；應用狀態傳感器，將液壓支架高度、傾角數據和采煤機方向、位置、姿態數據聯動，實現了液壓支架自動拉移和智能調姿；建立采煤機自定位方法，可精確獲取采煤機運行過程的方位、姿態、位置及其行走軌跡，提高了慣性導航系統定位精度；采用γ射線和震波CT探測技術實現煤巖智能診斷，讓采煤機在割煤時更聰明、更智能。

從無到有、后發先至。在智能工作面建設中，棗泉礦著眼難點、聚焦高點，舉全礦之力、匯群策眾智，聯合科研院校、礦山裝備研發和制造廠商共同攻關，實現了多次技術跨越，開創了多個行業先例，從“水土不服”到“落戶扎根”，從實驗走向實戰，進入了常態化高效智能開采階段。