陕煤集团：智能化建设助力矿区高质量发展
60秒，智能快速装车站可以装煤60吨，1整节车厢；10分钟，井下智能矸石制浆充填系统能向采空区注入浆体8m3，处置矸石5.6吨；1小时，智能采煤系统能完成自主割煤2000吨，智能快掘设备远程自主掘进3米，全自动锚索机器人独立钻进46根锚杆。
近年来，陕煤集团黄陵矿业公司二号煤矿大力实施科学技术创新发展的策略，全方面推进煤矿智能化、数字化高水平建设，不断做强科学技术创新引擎，实现了从“系统智能化”到“智能系统化”的跨越转变。特别是以大数据、物联网、人工智能等新一代信息技术成功应用，为矿井高水平质量的发展提供了强劲动能。
在二号煤矿井下213智能化综采工作面，该矿综采一队队长赵占鹏按下一键启动控制按钮，采煤机、液压支架、运输机等设备陆续开工、高效协作。“以前液压支架需要人工操作，采煤机往前走，支架工就得跟着跑。一个工作面140多个支架，至少得配四五个人。”赵占鹏介绍，现在凭借着“5G+透明地质智能开采”技术，仅需1人便可操作所有的液压支架。
不止于此，复杂地质条件智能快掘装备实现了自主行走、远程自动截割掘进、全自动锚索机器人独立钻进等多项功能，效率比之前普通掘进提升了60%；AI+AR智能风险管控系统，全方位感知风险危险、全天候监测环境数据、全流程管控安全风险，实现矿井安全的全过程动态闭环管理。
另外，智能巡检机器人集群、智能通风、井下车辆智能调度、4G+5G+WiFi+UWB通信系统、防爆智能手机、智能矿灯、智能手环组合的矿工智能单兵装备……随着慢慢的变多的科学技术创新成果向现实生产力转化，安全生产形势明显好转、煤矿先进产能得到了充分释放、减人增效成效显著。
“按照实用、好用的原则，发挥智能化的优势，完全解决掣肘安全生产的全部过程中的诸多难题。”在该矿总经理易瑞强看来，科学技术创新就是要，让数据“多走路”，让职工“少跑腿”，实现减人增效。
据统计，如今仅智能化综采工作面这块，每年就可减少用工10人，节约人力成本约200余万元，回采工效由每工105.08吨提升到125.89吨，智能巡检机器人集群帮助矿井累计减少岗位用工100余人，每年节约人力成本1200余万元。
走进二号煤矿智能调度指挥中心，三维动画模拟的井下综采工作面作业场景出现在LED大屏幕上，随着采煤作业指令的下达，采煤机自动行走割煤、液压支架跟机移架支护、输煤皮带运输原煤升井……画面清晰、作业流畅，超强的立体直观效果，让人眼前一亮。这就是数字孪生技术，它可以对矿井的各系统要素、数据来进行模拟和仿真，在虚拟空间完成映射，从而反映煤炭开采的全过程。
目前，二号煤矿通过数字孪生技术，将包括“采掘机运通”在内的28个业务系统、1050个功能点、22个生产重要场景、2万多个信息点进行有机融合，构成了煤矿数字孪生模型的“底座”；再利用智能管控技术，对采煤、掘进及生产辅助等各类生产系统数据来进行处理和分析，并结合环境监视测定、人员定位、AI视频等监测数据，实现矿井生产要素的全息可视，开采过程的协同控制，极大地提高了煤炭开采效率。
“通过物联网、大数据、人工智能以及数字孪生技术搭建起来的智能管控云平台，能轻松实现全矿井实时感知、‘云端’控制。”该矿副总经理张强说。
据介绍，智能管控云平台对全矿井各系统数据来进行采集汇聚、融合共享、分析治理，并利用大数据强大的计算能力，实现在线监测、分析预警、智能决策、联动管控。一旦煤炭开采过程中某个系统出现状况，平台大数据系统将立即下达处置指令等信息至相关单位和责任人，第一时间进行处置，比传统人工处置效率提升1倍以上，极大地提高了矿井治理效能。
煤炭产业转型升级，要走绿色低碳发展的道路。而作为煤炭产业链前端企业，探寻煤矸石清洁处置的途径，实现煤矸石零排放，就成绿色发展的硬任务、硬指标，迫在眉睫。
为此，2021年，黄陵矿业公司联合西安重装中环公司、陕煤技术研究院组成技术联盟，在二号煤矿开展井下智能选矸与采空区矸石注浆试验论证。一路走来，通过反复的技术论证和探索实践，井下智能选矸与采空区矸石注浆技术不断趋于成熟和完善，为煤矿实现绿色低碳发展提供一条切实可行的途径。
“煤矸石先后通过刮板式破碎机、齿辊分级式破碎机、笼式粉碎机三级破碎后变成粒径3mm的矸粉，再经过定量给料机进入搅拌机，通过特定比例加入水和添加剂制成符合标准要求浓度的浆体，经柱塞泵加压后，进入注浆管路，中途多次增压泵增压之后，注入采空区，整一个完整的过程安全高效、绿色低碳。”该矿副总经理、总工程师华军介绍，矸石充填项目与采煤作业相互平行、互不干扰、随采随充，矸石不升井，自然就解决和消除了矸石占地堆积带来的生产所带来的成本和环境污染风险。
此外，在二号煤矿二号风井8台1000KW低浓度瓦斯发电机组每年发电量可达4570万千瓦时，消耗瓦斯1640万立方米，减少二氧化碳排放量25.85万吨，产生效益2200余万元。
“智能化建设就是要敢为人先、敢于领先，始终紧跟科技发展趋势，以数字化转型催生发展新优势，奋力实现制造业高水平质量的发展。” 谈及矿井下一步发展时，该矿易瑞强说。（杨新亚）
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