“老”矿井里的“新”智慧
龙头新闻·黑龙江日报 2026-05-10 11:08

屏幕上,深达数百米的井下工作面亮如白昼;屏幕外,宽敞明亮的地面智慧调度指挥中心里,调度员郑喜杰正紧盯着井下各项实时跳动的数据,目光专注而坚定。

伴随着“启动”的口令,鼠标轻点,百米地层深处,一台巨大的智能化采煤机截割头随之发出低沉的轰鸣,巨大的钢铁齿轮精准咬入坚硬的煤壁,一米多高的煤层瞬间化作滚滚“乌金”,顺着刮板输送机奔涌而出。

紧随其后,百余台液压支架自动完成降柱、推移、升柱等一套支撑动作。

这只不过是龙煤双鸭山矿业有限责任公司东保卫煤矿日常一幕。

双矿公司东保卫煤矿综合自动化控制平台运行实时画面

如今,在双鸭山矿区,包括东保卫煤矿在内的各生产矿已全部完成智能化建设,东保卫煤矿更是跻身国家首批智能化建设示范煤矿,达到Ⅱ类中级标准,用数字与算力为深地开采破局,重塑了一座座老矿的时代生机。

从“人海战术”到“无人值守”的跨越

作为一座拥有近40年开采历史、核定产能105万吨的老矿,东保卫煤矿曾长期受困于“矿老井深”的发展难题。随着开采深度不断延伸,瓦斯、冲击地压、水害、顶板等多重灾害交织叠加,生产与安全压力日益凸显。

在传统开采模式下,“经验”曾被视为安全生产的“法宝”,但这一依赖人工判断的方式,既难以实现安全隐患的早发现、早预警,更让井下作业始终无法摆脱“人海战术”的局限。

“以前干综采,一个班至少要投入15个人。支架工、溜子工、机组司机全挤在工作面,机器一启动,面对面讲话都得靠吼。粉尘弥漫、风险极高,一天下来连牙缝里都是黑的。”在井下从事采煤工作27年的老队长郑喜杰,对过去的“苦力活”记忆犹新。

老队长郑喜杰放下锚杆拿起鼠标

而如今,他已转型为指挥中心调度员——日常只需坐在宽敞明亮的指挥中心,面对屏幕轻点鼠标,井下生产的各项动态数据便尽在掌握。老郑坦言:“现在要是让我离开指挥中心再下井,我都不知道该怎么干了。”

颠覆性改变源于采掘核心环节的智能化改造。

矿副总工程师牛秀峰介绍,2020年11月,国家能源局和国家矿山安全监察局将东保卫煤矿列入国家首批智能化示范矿井建设行列。经过两年多的努力,于2023年1月通过验收,东保卫煤矿由此全面推行智能开采与快速掘进,开启了智能化转型发展之路。其采煤工作面配备的自动化控制系统不仅能实现核心设备的远程一键启停,还赋予了采煤机“记忆截割”的本领——采煤机能记住煤层的起伏走向,自主规划割煤路线。

坐在操作室即可实现对井下皮带运输进行自动化控制

“井下单班作业人数已从过去的15人锐减至6人,以往需45人值守的工作面如今仅需18人;智能综掘机同样具备远程集控、自主定位及电子围栏防护功能,不仅作业效率大幅提升,安全保障也更为可靠。”

牛秀峰介绍道,截至目前,东保卫煤矿井工采掘机械化率已达100%,智能化开采产量占比超90%。

智能化机器人替代人工完成井下中央变电所巡检任务

“机器替人”的变局,同样向着矿井的“大动脉”和“毛细血管”延伸。

在主煤流运输系统,多台连续运行的皮带已经实现了集中控制。该系统集成了AI异物识别功能,犹如一双“火眼金睛”,一旦发现锚杆或大块矸石等异物混入煤流,皮带机瞬间自动报警并智能调速,彻底杜绝了过去常见的堆煤、撕裂事故。

而在更为庞杂的辅助系统中,变革更为彻底。机车依托UWB精准定位进行智能调度;压风系统根据井下实际需求自动调节;井下变电所已全部实现无人值守;根据高低水位和轮换开机自动启停的排水泵房,实现了无人值守。

井下中央水泵房实现无人值守

现今,全矿辅助系统自动化率高达94.1%,主要固定岗位100%实现了远程控制。

从“人海战术”到“无人值守”,减下的是人员,增添的是矿工心中实实在在的安全感。

从“黑箱作业”到“数字孪生”的进化

百米地层之下,地质构造“看不见、摸不着”,曾是制约安全高效开采的“黑箱”。传统矿井存在突出的信息孤岛问题,地质、测量、水文、瓦斯、矿压等数据分散在各个科室的图纸与报表中,管理者往往只能依靠经验决策。

为了打破这层“黑箱”,东保卫煤矿依托GIS平台与三维可视化技术,打造出一套高精度透明地质保障系统。在矿井地质测量中心,技术人员手中的鼠标取代了传统检测工具,如同握着一把精密的手术刀,可对电脑屏幕上的整个矿井三维模型进行任意角度的剖切。

牛秀峰给记者演示供电及电网监控系统调度员操作流程

“你看,哪里的岩层有起伏,哪里是可能积水的含水层,哪里是瓦斯富集区,现在一目了然。”牛秀峰说,这个涵盖全矿井、全时段、全要素的动态模型,真正做到了“一眼看穿井下、一张图管全矿”。

有了精准的地质依据,矿井就能有效避免误揭断层、误穿含水层等行为,自2021年10月该系统建成至今,矿井未发生过一起冲击地压事故。

打破信息孤岛的,还有那座统领全局的智能化综合管控平台。该平台整合了包括采煤、掘进、供电、瓦斯、矿压及微震在内的十余个子系统,让全矿数据实时汇聚、共享共用。

依托这张超级“全息图”,矿井全链条的安全防控体系得以高效运转。矿安全副矿长刘宝琦告诉记者,深部开采极易引发冲击地压,如今通过部署微震监测系统,AI算法能24小时研判岩层运动规律。一旦传感器捕捉到压力异常,系统会立即发出黄色、橙色或红色预警,并指导现场采取卸压或限员措施。“若瓦斯或一氧化碳浓度一旦超限,不仅平台会触发声光报警,系统还能直接切断井下对应区域的供电,将事故隐患扼杀在萌芽状态!”

井下Wi-Fi 6无线通信手机与地面指挥中心工作人员进行视频连线

支撑这个庞大数字孪生世界的,是万兆工业以太环网与Wi-Fi 6无线通信双网融合系统。这条矿山数字“高速公路”的贯通,将静态定位精度缩小至16厘米,每一名井下员工的位置状态皆可实时追踪。不仅如此,信息化还深度赋能了日常管理。员工通过专属二维码“赋星”管理,查岗、查违章一目了然;全矿设备实现“一机一码”,扫码即可显示维保计划和包机责任。数据多跑路,隐患少回头,这座老矿的经脉正在数字化的洗礼中焕发新生。

从“开采禁区”到“极薄开采”的逆袭

在双矿公司的可采储量中,薄煤层占比高达70%。其中,大量厚度仅为1米以下的极薄煤层,长期以来被业内视为“不敢采、不好采、采不出、采不净”的“禁区”。

开采极薄煤层的苦,很多老矿工不堪回首。“不到一米高的巷道,人根本站不起来,连猫腰都困难。”回顾过去,工人们只能在狭窄逼仄的缝隙里爬行,手脚并用地捯饬工具。一班下来,磨破膝盖是常有的事;常年累月,腰肌劳损成了矿工们的通病。

由于作业效率极低且大型设备无法进场,一个工作面四五十个工人苦干一个月,产量也不过1.5万吨,大量的边角煤被无奈遗弃,资源浪费令人痛心。

针对这一行业痛点,双矿公司迎难而上。

2020年,双矿公司集结精干技术力量,全力投入极薄煤层开采设备研发。历经3年奋力攻关,于2023年成功推出极薄煤层分体式液压支架,并配套引进了机身最低高度仅650毫米的矮机身智能采煤机。

全国首创极薄煤层分体式液压支架

当初在东保卫煤矿的极薄煤层试验面上,这台被工人们称为“小钢炮”的采煤机展现出了惊人的战斗力。在不足80厘米高的极度狭小空间里,它就像一只灵活的穿山甲,自动移架、自动推溜、自动割煤一气呵成。如今整个工作面仅需五六人退至安全地带,通过巴掌大小的遥控器即可从容操控,精准作业。

这套达到国内领先、世界先进水平的成套装备投用后,将东保卫煤矿一个工作面从原先月产不足1.5万吨,提高到现在的2.8万至3万吨,效率提高200%以上;平均日产量从500吨直接翻倍至1000吨。更重要的是,资源回收率提升了3倍以上。

过去那些被视为鸡肋的“边角煤、薄煤层”全部被高效、干净地采出。

2023年,双矿公司自主研发的这套装备不仅获得国家专利创新,还成功承接了黑龙江省“揭榜挂帅”科技攻关项目,彻底打破了极薄煤层“低产低效”的魔咒。

安全生产指挥中心,安全和生产的“大脑”

一花独放不是春,百花齐放春满园。作为双矿公司智能化整体布局中的排头兵,东保卫煤矿的成功突围正产生着强烈的示范效应。当前,双矿公司正全力推动各生产矿区实现智能化开采全覆盖。极薄煤层开采、智能辅助运输等一系列核心技术取得重大突破,不仅填补了国内多项技术空白,更为老矿井的可持续开采注入了澎湃动能。

随着透明地质保障系统、智能管控平台的大面积投用,以及机器人焊接、智能化煤场等先进技术的全面推广,一张现代化的“智能化版图”已在双鸭山矿区蔚然成型。

制作:胡安娜;记者:崔立东;摄影:崔立东;视频:崔立东;审核:王雪梅;统筹:杨国华

大家都在看