智慧矿山长啥样

榆北煤业小保当公司一号煤矿矿工快速通过井口智能检身，入井作业。 本报通讯员 李小龙摄

从矿山自动化到数字矿山，再到如今的智慧矿山，数字经济时代有关未来矿山建设与实现方式的概念不断被刷新。智慧矿山到底长啥样？

连日来，记者走访榆林地区的一些现代化矿井发现，不同于传统煤矿动辄三四千人，这里的煤矿“小而精”，年产能千万吨级的矿井，职工仅1000人左右，智慧矿山建设正在让煤炭开采这一高危劳动密集型行业转变为“高精尖”技术密集型行业。

百米井下有了“网约车”

在100多米的地层深处，矿工通过刷卡或手机发出用车申请，地面指挥中心根据系统人员定位接单派车，载人升井……9月10日，记者在陕煤榆北煤业小保当公司一号煤矿见识了这样的“黑科技”。

李师傅是一号煤矿的一名矿工，在井下中央变电所完成交接班后，他将工作卡轻轻地贴近智慧乘车站点终端刷卡感应区。3分钟后，距离最近的一辆车到达乘车点。20分钟后，李师傅安全升井。下车后，他再次刷卡确认目的地。系统自动从李师傅所在区队的经费中扣除车费，并向机运队支付。

随着产能的不断提升，煤矿井下巷道轻松突破几十公里，矿工上下班虽有专业防爆人车集中接送，但也会出现计划外用车的紧急情况。不久前，一号煤矿智慧化站点式井下交通系统投用，矿工可通过手机APP、系统终端刷卡等方式发起用车申请，系统收到信息后，自动分析乘车人所在地点、乘车人数、用车缓急情况及距离乘车人最近的车辆运行状态，第一时间将乘车需求信息发送给胶轮车司机。司机按照系统指令，完成运送服务。系统实时结算用车费用，实现日清日结。

井下“网约车”顺应了科技出行的大趋势，陕煤榆北煤业曹家滩公司还实现了“网约车”井上、井下全覆盖，为矿山的应急调度、隐患排查提供了运输保障，也为员工绩效考核等智慧管理打通了技术通道。

“跑得多挣得多，司机出车也有了算账意识。”曹家滩公司辅助运输队人车司机高磊说，过去司机拿固定工资，现在开“网约车”，工资和订单量、接单里程挂钩，只要输入员工代码，就能查到当天挣了多少钱。

通过车辆资源的智慧配置与运行，将车辆的运输费结算从区队延伸至班组和个人，曹家滩公司内部核算中心可以通过系统配套的内部核算客户端自动上传各类考核数据，实现员工绩效考核智慧高效运行。

“机器人”掘进安全又高效

9月9日，在第十五届榆林国际煤博会现场，工作人员通过一台平板电脑演示远程一键启动智能掘进机器人系统。在榆北煤业小保当公司112204工作面，智能掘进机器人系统启动，布满截齿的截割滚筒缓缓升起开始工作，煤博会现场响起热烈的掌声。

一直以来，掘进是煤矿生产的突出短板。与高歌猛进的开采技术相比，掘进装备和技术水平提升缓慢，掘进效率无法满足现代矿井开采需求，极易造成“采掘失衡”，给安全生产埋下隐患。

今年6月，榆北煤业联合西安科技大学、西安煤矿机械有限公司共同开发研制的智能掘进机器人系统正式发布。8月20日，机器人系统完成地面组装调试后入井。小保当公司一号煤矿组建了一支掘进技术攻关团队，根据井下生产实际累计对设备开展了8大类160多项技术改造，进一步提高了系统作业的协同性，同时增加了作业人员的操作空间。

与其他的掘进装备相比，智能掘进机器人系统除了具有安全高效、快速掘进等特点，更在智能化上有了质的飞跃。该系统集掘、支、锚、运、通风、除尘等功能于一体，具备掘进定位导航及位姿自主纠偏、自适应截割、轨迹跟踪、环境多智能参数感知、设备状态在线监测与故障诊断、远程控制等功能。

“智能掘进机器人系统应用后，掘进工作面由原来的18人减少至8人，掘进月进尺大幅提升。我们一定会改造好、使用好这套先进设备，为破解‘采掘失衡’的行业难题探索方案。”小保当公司一号煤矿掘进二队队长王剑说。

中国工程院院士王双明表示，70%的煤矿事故发生在掘进过程中，煤矿智能快速掘进机器人系统的研制和应用，破解了复杂地质条件智能掘进难题，可实现掘、支、运同步作业，减少掘进工作面人员，让工人远离危险和繁重岗位，促进煤矿安全和生产效率迈上新台阶。

智能掘进机器人系统的投用对煤炭行业来说是一次开拓创新的试验，也是智慧矿山建设的重大探索，将为煤矿井下巷道实现安全、智能、快速掘进作出示范。

打造煤矿的“智慧大脑”

井下“网约车”、智能掘进机器人系统是智慧矿山建设的两项前沿性的探索，实际上智慧矿山的发展仍然处于起步阶段，也没有具体的行业标准。目前，国内大多数煤矿的升级改造还停留在以自动化设备升级、基础网络及通信设施升级为主要内容的初级阶段，建成的各个子系统并没有完全融合，成为“孤岛”系统。

业内专家认为，只有把矿山作为一个有机整体，从宏观上对生产全流程进行再造，打通矿山从源头到终端各个环节，才能打破发展瓶颈，达到建设智慧矿山的初衷和目标。

在众多探索实践中，榆北煤业发挥后发优势，在建设之初就搭建好智慧矿山建设框架，把煤矿建设成会思考、能决策的“机器人”。通过智能化设备和技术的应用，该公司3对矿井及生产相关子系统已全部投运，各子系统实现了高度融合，汇聚海量数据，实现自主分析决策、预警提示、远程控制等功能，打造了煤矿“智慧大脑”。

该公司下属矿井实现4G通信网络全覆盖，工作面、大巷等区域安装的各类智能化传感设备、摄像头可对周边环境进行感知分析，通过4G通信网络将数据传输到地面调度指挥中心供决策使用。

以小保当公司一号煤矿为例，该矿的智慧矿山建设分为三大层级：最底层为执行层，包含各种传感设备，将煤矿的各种数据信息收集上来；第二层为传输层，如同人的神经系统，负责信息传输；最上层是管控层，对采集到的数据进行分析，实现对井下设备的远程操控。

“瞄准世界一流，打造绿色高效智慧能源企业，成为中国煤炭行业智慧矿山建设的领跑者是榆北煤业的使命和目标。”榆北煤业党委书记、董事长肖绪才表示，智慧矿山建设让企业生产效率大幅提升，目前公司全员采煤工效达到1.5万吨左右的行业领先水平，未来几年将达到2.5万吨，为榆神矿区千万吨级现代化矿井集群建设和开发提供有力支撑。