“工作人员请注意：刮板机准备启动，采煤机启动……”3月20日15时整，从宁夏煤业枣泉矿调度指挥中心传来一组预警提示，采煤司机杜昭在远程桌面操控台上按下启动按钮，开始了高效智能采煤。

只见他轻点鼠标，通过监控屏幕上一组组监控画面，胶带机、转载机、破碎机、刮板机依序启动运转，采煤机开始割煤，一台台支架按照设定程序自动完成推溜、降架、拉架、支撑、护帮……没有机械的轰鸣、没有飞扬的煤尘、没有忙碌的人影，在整洁敞亮的调度指挥中心，各类数据的跳动间，枣泉矿220704智能工作面就源源不断地将煤炭输送到了地面。

图为该矿220704智能工作面现场

“220704智能工作面作为国家‘2030’重点科研攻关项目，是国家能源集团重点建设的首批20个智能化工作面之一，枣泉矿承担着国家重大技术、装备和软件的自主化任务。从2020年1月6日投运以来，其安全、绿色、高效的优势十分明显。”枣泉矿党委书记、矿长不无感慨地说，“在全宁煤最复杂地质条件下布置智能工作面，我们走过了相当艰辛的探索过程，取得了一系列关键技术突破，目前这个工作面已经实现了常态化高效智能开采，近300米长的工作面日割煤达到了13刀，特别是当前抗疫期间，在复工率不高的情况下，从智能工作面全队核减近70名劳动力补充到其他岗位，有力保障了人手不足情况下矿井的正常生产。一季度我们有信心超额完成集团下达的生产任务，为疫情期间保障能源供应作出贡献。”

执念——复杂条件下“无人开采”的艰难求索

大倾角、多断层、矿压大……无论从哪个角度看，枣泉矿都似乎难以适应智能开采。但随着矿井开采延伸，用工紧张的问题日益突出。建设“少人”甚至“无人”的智能开采工作面，成为全矿上下的共同期盼。

图为云台摄像仪

“有条件要上，没有条件创造条件也得上。”2018年以来，从项目论证、立项、设备配套、安装到运行测试，经过一年多的试验，建矿历史上首例远程无线遥控桌面式采煤智能工作面终于“落户”枣泉矿，揭开了他的神秘面纱：在这个近300米长的工作面上，所有采煤设备全部由传感器、扫描器、摄像仪、检测仪和数据线、无线基站等信息控制单元联接，现代科技的“硬核”魅力充分展现。而这些装置就是整个工作面智能开采的“神经”，依靠它们，能够精准捕捉设备每一个细微的动作、观察采煤机的运行位置、诊断设备的“健康”状况，及时地通过网络传输给“大脑”，即监控指挥中心。

突破——“3+1”智能开采模式应运而生

在全宁煤最复杂地质条件下上马智能工作面，枣泉矿的科研团队在泥泞中奔跑、铁板上绣花，“十步并作一步走”艰难前行，通过理论研究、系统开发、工业应用，实现了多个领域“零”的突破，累计攻克千余项技术难题，探索出“3+1”智能开采新模式。

这套开采模式实现了人与设备、设备与设备、设备与采场的智能对话。人与设备之间，通过全覆盖可视化监控和实时数据处理，保证了生产过程中工作面全流程无人开采；建成近3000米长距离供液供电系统，让井下电气平台随着回采推进频繁搬家成为历史；将生产信息与手机实时联通，让智能工作面的一举一动通过“指尖”一览无余；实现采煤工艺预测分析自由编辑，可在采场变化时快速调整采煤工艺。

设备与设备之间，定制摄像头自清洁、自清洗功能，保证了动态生产中图像质量始终清晰；研发4G“无线+有线”专网“一网到底”的智能控制技术，实现了监测数据、控制数据、视频数据、语音数据的独立传输；建立不同跟机策略机制，实现了自动跟机模式的智能调节；应用激光测量煤流煤量，胶带机可根据煤量大小智能调速。

设备与采场之间，首创工作面刮板机上窜下滑工艺管控策略数据模型和工艺控制逻辑体系，攻克了倾斜工作面刮板机上窜下滑智能管控难关；应用状态传感器，将液压支架高度、倾角数据和采煤机方向、位置、姿态数据联动，实现了液压支架自动拉移和智能调姿；建立采煤机自定位方法，可精确获取采煤机运行过程的方位、姿态、位置及其行走轨迹，提高了惯性导航系统定位精度；采用γ射线和震波CT探测技术实现煤岩智能诊断，让采煤机在割煤时更聪明、更智能。

从无到有、后发先至。在智能工作面建设中，枣泉矿着眼难点、聚焦高点，举全矿之力、汇群策众智，联合科研院校、矿山装备研发和制造厂商共同攻关，实现了多次技术跨越，开创了多个行业先例，从“水土不服”到“落户扎根”，从实验走向实战，进入了常态化高效智能开采阶段。