摘要： 　　作者： 陳漢辭　　[ 在黃陵二礦復雜地質條件下，“煤海蛟龍”曾創(chuàng)下煤巷掘進月進尺680米、日最高進尺34米的掘進紀錄。 ]　　“這是煤礦掘支運一體化快速掘進系統(tǒng)，自動化程度...

　　作者： 陳漢辭

　　[ 在黃陵二礦復雜地質條件下，“煤海蛟龍”曾創(chuàng)下煤巷掘進月進尺680米、日最高進尺34米的掘進紀錄。 ]

　　“這是煤礦掘支運一體化快速掘進系統(tǒng)，自動化程度相當高，若司機誤碰了任何一個傳感器，整套系統(tǒng)都會停止運行，所以我們每日檢修變得異常重要。”盡管每日上班的沿途已進深秋，層林盡染，但技術工人邢江輝并沒有太多心情欣賞，滿腦子都是“煤海蛟龍”。

　　“煤海蛟龍”是中國自主研發(fā)的世界首套煤礦快速掘進成套裝備，徹底解決了煤巷掘進、支護、運輸不能平行作業(yè)的世界級難題。

　　第一財經(jīng)記者在中國煤炭科工集團太原研究院看到了這條高近3.8米、長達129米的白色“巨龍”，“龍頭”“龍身”“龍尾”可以組合，也可以分身，各具功能，尤其是“龍頭”的“鋸齒”螺旋鉆，一旦運行，瞬間可以“絞碎”煤炭。

　　“這套設備月進尺提升兩到三倍，可以有效緩解礦井生產(chǎn)接續(xù)緊張，也為礦井騰出了更多的時間進行備工作面瓦斯治理，為后期煤提供更安全的保障?！标兠杭瘓F黃陵礦業(yè)公司二號煤礦副總經(jīng)理張強表示。

　　在黃陵二礦復雜地質條件下，“煤海蛟龍”曾創(chuàng)下煤巷掘進月進尺680米、日最高進尺34米的掘進紀錄。

　　根據(jù)2020年3月國家發(fā)改委等八部門聯(lián)合印發(fā)的《關于加快煤礦智能化發(fā)展的指導意見》（下稱《指導意見》），到2025年，大型煤礦和災害嚴重煤礦基本實現(xiàn)智能化；到2035年，各類煤礦基本實現(xiàn)智能化。由此，陜西、山西、山東等地相繼按照《指導意見》提出各自的目標。

　　而要實現(xiàn)這些目標，離不開智能化設備與體系。

　　“智慧礦山”有了雛形

　　“第一次見到‘煤海蛟龍’時，就像看到科幻電影里的星際物體，帶給我們的是視覺沖擊，是驚喜，難以想象。”作為一名1986年出生的技術工人，邢江輝此前鮮少接觸到國產(chǎn)智能化掘進設備，因為2012年，煤礦掘機械裝備國家工程實驗室才通過驗收掛牌運行。

　　“上世紀八十年代前的煤炭開領域，我國綜掘技術發(fā)展嚴重滯后于綜技術，大型掘進機長期依賴國外進口?！薄懊汉ｒ札垺笨傇O計師、中國煤炭科工集團首席科學家王虹回憶道。

　　1982年，從中國礦業(yè)學院畢業(yè)的王虹被分配到煤炭科學研究總院太原分院。

　　畢業(yè)后，王虹曾在南方一家煤礦實習。一天下井到一半，他們就被強行勸回，后來才知道，井下掘進巷道發(fā)生塌方，5死13傷。王虹查了一下當年煤礦事故死亡總人數(shù)，其中倒在掘進巷道上的工人，就占到了三分之一。

　　“那時就是人海戰(zhàn)役，一個掘進位用120人，用的是打眼放炮?！边@對于剛畢業(yè)的大學生而言是強烈的震撼，王虹當時心想，如果要做裝備設計的話，一定會在掘進設備上下功夫。

　　10年的人才斷層，把以王虹為代表的第一批優(yōu)秀高才生迅速推到舞臺前。也源于研究院專家前期的研究積累，太原分院拿到了“八五”期間重點科技攻關項目“EBJ-160重型懸臂式掘進機”課題，王虹為副組長，之后又成為了組長。

　　但要解決“掘進機”支護、速度等問題，課題組可借鑒的經(jīng)驗并不多。在老一輩科學家的支持下，課題組通過千次實驗找到規(guī)律，建立了自己的標準體系。

　　課題組花費了十多年的時間，解決了重型掘進機適應狹長空間的小體積大功率傳動技術難題，同體積掘進機裝機功率提高60%，在同煤馬脊梁礦巖石硬度f8.8~10.9、巖石比例52%、平均斷面15平方米的條件下，月進尺從80米提高到280米，創(chuàng)國內同類條件掘進進尺新紀錄。

　　1999年，“EBJ-160重型懸臂式掘進機”項目獲得了該年度國家科技進步獎二等獎。這也為中國煤科太原研究院后續(xù)發(fā)展打下了堅實基礎。

　　20世紀末，王虹又帶領團隊投入到了更大的課題中——研發(fā)EBJ-120TP型掘進機。

　　每每提到EBJ-120TP型掘進機的研發(fā)歷史，王虹都會提到一個人，原平頂山一礦開拓區(qū)副區(qū)長蔡子章。蔡子章用過八個國家的掘進機，他把所有掘進機的優(yōu)缺點、工藝、工人的訴求一一告訴了研發(fā)團隊，這讓團隊知道研究方向以及動力。

　　2000年年初，國內首臺高普適性EBJ-120TP型掘進機研發(fā)成功，其截割巖性和斷面適應性顯著提高，在平煤集團月進尺從平均195米提高到400米以上，達到了國內外同類機型最好水平。EBJ-120TP型掘進機很快以進口三分之一的價格占領國內外市場。該機還創(chuàng)造了單一型號掘進機應用1500臺的世界紀錄，推動了掘進機全面國產(chǎn)化。

　　這些年來，王虹還帶領團隊開展了多項創(chuàng)新研究。其團隊開發(fā)的掘進技術裝備已在全國40個礦區(qū)成功應用。

　　但在研發(fā)團隊的心中，未來的智慧礦山應該是“井下無人、井上無煤”的場景。也就是說，礦山之下再不需要工人操作，所有的任務都由機器人進行，這樣一來再也不用擔心礦工的安全；而“井上無煤”即煤炭開實現(xiàn)全流程封閉化，最大程度解決了煤炭能源另一隱患——污染問題，真正實現(xiàn)煤礦高效、綠色、安全開。

　　2012年，煤礦掘機械裝備國家工程實驗室掛牌運行后，其技術方向除了研發(fā)安全高效掘技術與裝備外，又增加了煤礦掘裝備智能化技術、煤礦智能化掘裝備技術標準等方向。

　　王虹帶領團隊又解決了“煤巷掘進、支護、運輸”不能平行作業(yè)的世界級難題，也就是“煤海蛟龍”，這讓“智慧礦山”有了雛形。

　　在地質條件最佳的煤礦環(huán)境中，“煤海蛟龍”曾創(chuàng)造過穩(wěn)定圍巖條件下月進尺3088米的世界紀錄。

　　2016年，陜煤黃陵礦業(yè)公司就開始謀劃應用智能化開技術，并邀請專家開展前期論證工作，2017年開始在416工作面進行智能化開技術工程實踐?！懊汉ｒ札垺弊铋_始只是在穩(wěn)定圍巖條件下驗證成功，研發(fā)團隊更想在復雜的煤礦生產(chǎn)環(huán)境中嘗試。

　　2018年年底，歷經(jīng)近三年考察、論證、合作，黃陵二礦與中國煤科太原研究院簽約的“煤海蛟龍”交貨使用。

　　截至目前，二號煤礦共計完成10個智能化工作面回任務，累計回煤炭4912萬噸。二號煤礦智能煤技術應用后，單班作業(yè)人數(shù)由原來的20人減至9人，每個生產(chǎn)小班將節(jié)省11人，每日將節(jié)省人工22人，每年可節(jié)約人工總費用700萬元/面，回工效由每工136噸提升至216噸。掘進方面，陸續(xù)建成4個智能掘進工作面，累計進尺17000米，智能成套掘進設備應用后，單班作業(yè)人數(shù)由原來的18人減至5人，每個生產(chǎn)小班將節(jié)省13人，每日將節(jié)省人工26人，每年可節(jié)約人工總費用520萬元/面以上，月掘進效率提升至2.2倍。

　　“更為重要的是，它給我?guī)淼膶嵒?，我們的工資、獎金等收入全部加起來，一個月有3萬元左右?！毙辖x表示。

　　智能化還待常態(tài)化

　　值得注意的是，在國家近年來一系列相關政策的推進下，智慧煤礦建設擁有了較為成熟的政策基礎和規(guī)范指引。

　　2018年5月，國家標準《智慧礦山信息系統(tǒng)通用技術規(guī)范》（GB/T34679-2017）正式頒布實施，標志著我國智能化礦山建設真正落地。2019年，原國家煤礦安全監(jiān)察局發(fā)布《煤礦機器人重點研發(fā)目錄》，明確將大力推動煤礦現(xiàn)場作業(yè)的少人化和無人化。

　　煤礦生產(chǎn)模式經(jīng)歷了純人力、機械化、設備數(shù)字化的發(fā)展階段，政策引導下向全面智能時代前行，生產(chǎn)效率、管控精細度都有望實現(xiàn)明顯提升。尤其是2020年八部門聯(lián)合印發(fā)了《指導意見》），提出到2025年，大型煤礦和災害嚴重煤礦基本實現(xiàn)智能化；到2035年，各類煤礦基本實現(xiàn)智能化。

　　國家能源局數(shù)據(jù)顯示，截至目前，全國已累計建成智能化煤工作面1043個、掘進工作面1277個，其中全國首批示范煤礦累計建成智能化煤工作面363個、掘進工作面239個，涵蓋產(chǎn)能6.2億噸/年，單面平均生產(chǎn)能力達到500萬噸/年，智能化建設總投資規(guī)模近2000億元。

　　若以“煤海蛟龍”目前的銷售地圖作為一個視角來看的話，陜西、山西、內蒙古以及一些沿海地區(qū)都有涉及，煤礦企業(yè)也很積極。

　　尤其是第一財經(jīng)記者從一家銷售設備公司了解到，其一年銷售額中，民企購買數(shù)量相對積極一些，國外市場的銷售額也表現(xiàn)不俗。

　　有證券機構研究報告顯示，存量煤礦進行改造實現(xiàn)全面智能化單礦一般需要投資5億~10億元。新建煤礦建設智能化系統(tǒng)需在傳統(tǒng)機械設備投入的基礎上增加30%。

　　一家國有礦業(yè)集團相關負責人表示，這個數(shù)據(jù)還算比較客觀?！叭魏胃脑?、升級肯定都是先從條件好的企業(yè)開始，礦業(yè)也不例外?！?/p>

　　記者訪的幾位專家表示，現(xiàn)在智能化還不是常態(tài)化，常態(tài)化率缺少模型與數(shù)據(jù)。

　　“數(shù)據(jù)不到位，就形不成自動化，這要長期積累。我們未來幾年，要做的就是大規(guī)模的煤礦必須搞智能化模型，要不然就沒大腦。這是人命關天的事情，容不得半點虛。”王虹表示。