漳河水蜿蜒而过，发鸠山苍翠依旧。沿着227省道驱车驶入晋能控股装备制造集团赵庄煤业（以下简称：赵庄煤业），眼前景象颠覆了传统煤矿的刻板印象：智控中心大屏实时跳动着井下各项数据，无人操作的掘进机根据预定参数精准前行，巡检机器人用红外“瞳孔”为设备“体检”——这座现代化一流大型矿井，正以智能化与绿色开采为双翼，悄然书写着矿井高质量发展的新篇章。
5G赋能，从“人海鏖战”变为“云端智控”
在赵庄煤业二盘区井下巷道里，搭载5G“神经中枢”的EBZ-280M型智能掘锚一体机，如同一位拥有“智慧大脑”的钢铁机甲，在幽深的巷道中精准起舞。悬臂掘进机自动校正位姿，截割头沿着预设轨迹优雅划出弧线，电子围栏热成像智能系统实时扫描着方圆动态，而在距离设备不远处的控制中心，监控大屏上跳动着实时数据流，操作员王师傅轻推摇杆，巷道里的截割头便灵巧避开岩层断层。“以前作业只能坐在掘进上目视作业，粉尘弥漫，环境潮湿，现在不用去现场，只需要在集控室就能操作，干净又安全。”王师傅感慨道。
“这台设备彻底颠覆了传统掘进模式。”赵庄煤业信息管理部相关负责人介绍，过去采用“一掘一支”作业时，割煤作业结束后，掘进机组需要反复进退换位，再将钻车行驶到工作面迎头进行支护，每次工序转换都伴随着时间与效率的损耗。如今，这台集掘进、支护功能于一身的智能设备，让繁琐的工序得到了优化，单班作业人数从13人精简至8人，让原本需要“接力赛”完成的工序，如今只需“一站式”解决。
“这台设备装着‘千里眼’和‘顺风耳’。”技术负责人形象地比喻道，机身搭载的位姿测量系统如同精密陀螺仪，能实时感知机组角度偏差，并通过5G通信技术加持，现场作业视频、设备运行数据等内容可及时传送至井下控制操作台和地面集控中心，使操作者动态掌握掘进机自动截割及远程监控工作断面、设备截割头、整机位置等情况。同时，该设备还同步装有电子围栏热成像系统，当人员误入作业半径，设备会立即“警觉”断电，构建起立体安全防护网。
效率的提升不只体现在引进5G+EBZ280M-2H掘锚一体机，如今的赵庄煤业，锚定“建设智慧矿山、发展智能化开采”方向不动摇，已先后建成14个智能化综掘工作面，“一键启动设备、点击鼠标采煤”的智能化生产模式正逐步形成；投入运行泵房巡检机器人、除铁器无人值守等智能化项目，井下变电所、中央水泵房、盘区水泵房、架空乘人装置均实现无人值守、少人巡视，“点点鼠标就能操控设备”也已不是梦想。
智能驱动，从“碎片孤岛”走向“全域透视”
在赵庄煤业智控中心，员工小张正全神贯注地盯着眼前巨大的屏幕，不时轻点鼠标，屏幕上数字和图样随之跳动。这里，是赵庄煤业智能化矿山建设的核心“大脑”。
小张自豪地告诉记者：“过去，想要掌握井下运行的各种参数，需要职工深入井下现场操作，不仅工作强度大，安全风险也高。如今，随着智控中心的顺利投运，只需坐在电脑前，便能实时掌握井下安全生产的各类信息。”
操作地点由井下转为井上，看似只是生产效率的提升，背后却是生产方式的变革。
今年以来，赵庄煤业大力推广“四新”项目，依托“5G+工业互联网”技术，投运功能强大的智控中心。该中心可以有效整合矿井各类生产数据和管理信息，通过建立起统一的数据平台，不仅实时追踪井下安全参数，还有效整合各类生产数据和管理信息，目前已成功集成安全监测、生产监控、智能控制等关键模块，在实时监测和智能控制矿井生产各环节，进一步提高井下安全生产作业效率的同时，利用先进的传感器技术和数据分析算法，还可实时监测矿井安全状况，及时发现和预警安全隐患，全力保障矿工的生命安全和矿井的正常生产。实现“一屏观全域、一网管全矿”。
“近年来，矿井先后投入运行综合管控平台、生产经营系统、辅助运输管理系统、智能化数据中心、掘进后配套集控系统等智能化项目，并相继引进微震监测、水文预警、瓦斯预警、污水处理厂和选煤厂自动化控制等系统，让矿井发展动能更加充沛。”赵庄煤业信息管理部相关负责人介绍道。
实现井上井下信息互联互通，离不开一个安全、稳定、高效的网络系统。
为打通信息传输“堵点”，提升数据传输速度，赵庄煤业大力发展矿井工业环网，逐步建成了万兆工业主干环形网，形成“万兆主干、千兆汇聚、百兆到桌面”的工业网络架构，不仅数据传输速度提升近10倍，还通过良好的兼容性和互联互通性，实现了多个自动化子系统的接入，为矿井架起了信息传输的“高速路”。
同时，结合超融合框架高性能、高可靠性、弹性扩展及简化基础架构管理等优点，赵庄煤业积极探索超融合架构在煤矿现代化数据中心的应用实践，目前已成功将多个业务系统纳入超融合管理平台，“采、掘、机、运、通”各主要生产环节的实时信息实现了互联互通、联动控制和统一管理，为矿井的高质量发展注入强大动力。
创新加持，从“传统粗放”迈向“高效集约”
多回采原煤78万吨，为企业创效上亿元……
这是赵庄煤业大力发展小煤柱开采工艺后的成绩单。然而，亮眼成绩单的背后，始于该矿井对传统开采模式的反思。
过去，赵庄煤业采用传统大采高回采工作面开采模式，回采工作面沿用45米宽煤柱护巷。然而，这种模式导致大量资源被“锁”在地下，煤炭资源回收率难以达到预期。赵庄煤业生产技术部相关负责人表示：“由于矿井埋深大、煤层厚、煤体破碎，这些地质特点使得煤炭资源回收率不高，如何减少煤柱损失，让每一吨煤炭都‘颗粒归仓’，实现‘应采尽采、应收尽收’，成为我们亟待解决的问题。”
为破解这一难题，赵庄煤业相关技术部门通过项目可行性研究，对标国内小煤柱掘进现有研究和应用成果，加大与相关科研院校合作交流力度，结合矿井深部复合顶板围岩力学特征，积极对综采工作面实施小煤柱沿空掘巷技术研究，最终锚定“小煤柱沿空掘巷”目标。
“我们组织相关技术部门多次深入现场，认真分析上覆岩层应力分布规律分析及变形特征，结合煤柱内应力、位移、塑性区等关键指标，以及相邻工作面及巷道的变形及支护情况、煤体自身物理结构特征，最终确定将原留设的45m煤柱改进为8m小煤柱沿空掘巷。”赵庄煤业生产技术部相关负责人介绍道，为最大限度减少煤炭资源损失，赵庄煤业在前期开展8m小煤柱开采的基础上，认真结合8m小煤柱试验取得的成功经验，通过反复实地观察、模拟推演，进一步优化小煤柱设计，并通过创新支护工艺，最终确定全面推广应用6m小煤柱沿空掘巷，最大限度减少煤炭资源损失，“不仅如此，为确保小煤柱开采安全高效，我们创新支护工艺，在采取“锚杆支护+锚索补强”的工艺增强帮部支护强度的基础上，对顶部、帮部通过引进专用锚固剂，提升锚固力，确保预紧力达标。”
不仅仅是全面探索应用小煤柱，近年来，赵庄煤业持续加大新技术、新工艺、新装备、新材料的推广应用力度，积极引进滑移式、迈步式、单元式等超前支架，有效提高超前支护强度和作业速度，降低职工劳动强度；加大对覆岩离层注浆充填减沉开采工艺、瓦斯全级次利用、低温阻燃沥青混合料铺底工艺等项目研究力度，全力破解制约矿井发展难题，以科技成果应用保障矿井可持续发展。（陈鑫）
扫码下载
中文网微信