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在陜北毛烏素沙漠的邊緣，世界七大煤田駐地的神府煤田腹地上，神南紅柳林礦業(yè)公司這座現(xiàn)代化的新型礦井散發(fā)著獨有魅力，其礦井主要裝備全部選用國內外先進的采、掘、運設備。近年來，該公司按照“少人則安、無人則安”的安全發(fā)展理念，把礦井的安全高效開采，作為科技進步的驅動力，不斷推動智能化大采高工作面的建設步伐。

智能型礦山建設的“熱身”

自紅柳林礦井試生產以來，就根據(jù)煤層的賦存條件，把推行大采高綜采設備作為礦井生產工藝的主選方向，2011年，第一個7米大采高綜采工作面投入生產，目前，管理方法日臻成熟。

2012年，國家高技術研究發(fā)展“863”計劃重大項目“煤炭智能化采掘技術與裝備”課題方案實施后。紅柳林礦業(yè)公司在國家煤炭綜采成套裝備智能化建設專項政策的支持下，廣泛調研、深入論證，首次在15205綜采工作面進行了信息化與機械化綜采的“兩化”融合嘗試，與北京天瑪公司聯(lián)合攻關完成了綜采成套裝備智能系統(tǒng)。

2014年，由國家發(fā)改委啟動的國家智能制造發(fā)展專項《煤炭綜采成套裝備智能系統(tǒng)》項目落地后，中國煤炭工業(yè)協(xié)會在陜西省神木縣召開全國煤炭行業(yè)“兩化”深度融合型智能礦山現(xiàn)場會，紅柳林礦業(yè)公司作為重要的主會場之一，大采高智能化綜采工作面的嘗試，得到了同行業(yè)高度評價。2015年，該公司成為了全國煤礦智能化無人開采技術的試點示范單位，推動煤炭企業(yè)在“機械化換人、機器人作業(yè)、自動化減人”方面提高安全保障能力。這也標志著智能化大采高轉入了“熱身階段”。

離智能化高效開采還有多遠

盡管大采高智能化綜采工作面得到了如此高的評價，但對于紅柳林來說，此項技術還處于攻關階段。

2016年，紅柳林礦業(yè)公司25207智能化綜采工作面正式開工建設，此工作面是一個6.3米大采高，使用美國久益大功率電牽引采煤機，配套國產大采高液壓支架、大功率刮板運輸機和轉載機等先進裝備。

面對成套的智能化設備，如何組織安裝、調試、運行、完善到安全生產，是面對的首要問題。為了加快智能型礦山建設，該公司從78名信息自動化專業(yè)畢業(yè)的大學生中抽調了15名精干力量，成立了智能化管理中心，全面負責礦井智能化綜采工作面的建設、運行、維護和管理。

面對成套先進設備，該公司技術人員不怠慢，自發(fā)實行了有效的“白+黑”工作模式，白天將人員分成不同的小組，輪流進行設備調試安裝。晚上則在辦公室，根據(jù)安裝過程中遇到的疑問，現(xiàn)場和廠家進行交流解惑，同時組織自動化學習和授課。

由于時間緊，自項目實施以來，該公司技術人員通過網(wǎng)查資料，翻閱相關書籍，請教設備廠家，與科研項目課題組聯(lián)合技術攻關等。首次破解了工作面傾斜角度大、支架護幫板與煤機滾筒聯(lián)動困難等一個又一個難題。

通過在液壓支架上安裝攝像儀和煤壁攝像儀，用來采集工作面的視頻數(shù)據(jù)。通過安設支架控制器、自動反沖洗裝置、紅外線接收器等，將設備工況實時傳輸?shù)降孛婕�控中心的顯示屏，使設備出現(xiàn)異常情況時，可實時通知現(xiàn)場巡檢人員停機檢查。

一段時間以來，該公司通過與廠家聯(lián)合開發(fā)煤機高級自動化控制功能，實現(xiàn)了采煤機以記憶割煤為主，人工遠程干預為輔；通過液壓支架電液智能化控制系統(tǒng)來識別采煤機位置和運行方向，實現(xiàn)工作面液壓支架跟隨采煤機作業(yè)的自動化控制功能，保證跟機自動收回和伸出護幫板動作，實現(xiàn)跟機自動移架、自動推溜控制、跟機噴霧控制功能，從而實現(xiàn)液壓支架動作與采煤機運行位置的動態(tài)耦合；通過對液壓支架安裝的壓力傳感器、行程傳感器、采煤機位置監(jiān)測傳感器等感知元部件的監(jiān)測和視頻監(jiān)控，使遠程操作人員通過集控中心的操作臺就能讓支架的單個動作或者多個支架序列化動作，實現(xiàn)了液壓支架以跟隨采煤機自動序列動作為主，人工遠程干預為輔的控制方式；還實現(xiàn)了綜采運輸設備集中自動化控制等功能。使綜合機械化采煤工作面的設備達到了協(xié)調管理、關聯(lián)閉鎖與集中控制。

在敷設采煤機拖曳鏈內的光纜時，參與改造的賀家飛說：“片幫嚴重，煤機滾筒甩煤，拖曳鏈頻繁彎折等，很容易造成光纜砸傷。為此，我們將光纜穿入高壓液管內進行了防護，終于解決了這一問題，但在拖曳鏈內有限的空間里，也增加了敷設的難度。”

“發(fā)現(xiàn)問題，只能找規(guī)律，不斷調整軟件參數(shù)和設備布局。比如運行一個月后，攝像頭就損壞了五分之一，有時要解除一臺攝像頭的故障，就要在1800余條光纜中排除，工作量相當大。面對如此大的消耗量和故障率，我們就在現(xiàn)場跟著煤機運行軌跡，看生產工藝，對比分析采煤機高度來找規(guī)律。最后，通過合理調整攝像頭的安裝高度，減小了采煤機的碰撞概率，這一問題才得以緩解”智能化管理中心主任金鑫說到。

在智能化大采高工作面系統(tǒng)試運行時，由于現(xiàn)場采集的視頻信號和集控中心操作的空間差距，第一次操作設備時，工作人員遲遲不敢開機，巡檢員多次喊話準備就緒，但還是經過反復兩次與各巡檢崗位確認后，操作人員才底氣不足的開機運轉，事后，當廠家技術人員問及時，操作人員一臉彷徨的說：“怕設備運行后撞到巡檢人員”。通過摁下“一鍵”啟動按鈕，井下綜采設備一氣呵成地完成了割煤、移架、推溜等生產工序。自此，該智能化大采高系統(tǒng)進入了正式運行階段。

據(jù)安全生產調度中心主任楊征介紹：目前，工作面已實現(xiàn)了綜采設備自動化控制和人工遠程干預相結合的遠程控制開采模式，使每班的作業(yè)人員由原來的14人減至巡檢員5人，大大降低了工人的勞動強度。

未來還有很長的路要走

智能化綜采工作面的階段性成功，對紅柳林礦業(yè)公司來說，是一個歷史性突破。但是接下來，煤層分布不均勻等自然條件，導致采煤過程中推溜不整齊、大塊片幫煤、設備設施配合不理想等問題時常出現(xiàn)。

隨著國家《國民經濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》和《國務院關于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產業(yè)的決定》的頒布、實施及兩化融合政策的激勵，“無人化”工作面智能化采煤技術必然迎來發(fā)展的黃金時期。經過多年“無人化”的開采實踐，該公司已經在這條路上得到了一點經驗和成果，但是距離真正的全智能型“無人化”開采還有很多的工作要做。未來，還將對大采高智能化開采進一步研究和改進，促進此項技術不斷完善成熟。隨著自動化集成控制系統(tǒng)的不斷推廣，將有更多的煤礦逐漸向“無人化”開采目標靠近。相信不久的將來，實現(xiàn)煤礦的“無人化”開采不會僅僅是個夢想。