2025年春晚舞台,16台人形机器人以一场行云流水的扭秧歌表演“出圈”,展现了人工智能与机器人技术的深度融合。而在千里之外,一场与春晚舞台同样精彩的“智能化变革”正在这里火热上演。二号煤矿作为国家首批智能化示范矿井,通过打造“数字孪生、透明地质、智能掘进”三大技术高地,开创了煤炭行业智能化建设新范式。
数字孪生 构建矿山"智慧脑"
春晚机器人行云流水的表演背后,是3D激光定位、多智能协同、全景感知等技术的突破。这些看似与矿山无关的创新,却在该矿同样找到了“用武之地”。
在该矿智能调度指挥中心,数字孪生系统正同步呈现井下实时场景,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融合,共同织就矿井“神经网络”。
“数字孪生技术的应用,可以对矿井的各系统要素、数据进行模拟和仿真,在虚拟空间完成映射,从而反映煤炭开采的全过程。”该矿总经理华军介绍到。
智能化带来的不仅是效率提升,更是安全本质化变革。在井下变电站,一台搭载全景摄像头的巡检机器人正沿轨道缓缓前行,它能精准识别设备异响、高温等隐患,并自动生成维修建议。
“以前人工巡检一趟需要2小时,还存在瓦斯、顶板等安全风险,现在机器人30分钟就能完成全区域扫描。”该矿副矿长高小虎说道。
透明地质 破解开采“密码锁”
在该矿智能调度指挥中心大屏上,随着三维地质建模系统不断动态刷新,巷道走势、顶板高程、底煤厚度,设备周围甲烷、一氧化碳、风速、温度等环境数据化作红蓝交错的等高线图谱,实时投射在眼前。
“根据系统监测结果显示,307工作面推进前方约500米位置处有异常,涌水量增大,综采二队注意观察,及时做好准备,确保工作面排水系统正常。”在该矿生产调度指挥中心,调度员正使用透明地质系统实时监测井下各类地质信息。
“过去采煤像开盲盒,现在每个地质细节在这里都是透明账本,我们想要某个地质构造的剖面图,只需轻轻点一下相应的地质信息就可以立马显示。”该矿综采二队队长钟祥熙介绍到。
该矿建成并投入使用透明地质系统,一举攻克了实际地质难题,成功化解地质数据的核心“痛点”。通过该系统,地质模型能够实现动态更新,同时具备分析预警功能,极大提升了安全生产可视化水平。这一系统为该矿智能化开采筑牢根基,也为隐蔽致灾因素的精准防控提供了强有力的地质保障,全面推动矿山安全生产迈向新高度。
智能掘进 开启"无人驾驶"模式
从“传统掘进”到“智能快掘”,不仅是速度的提升,其背后蕴含的是在理论层面的深入探索、装备领域的革新升级、工艺环节的优化改良,以及标准体系的重塑完善,需要在这些方面实现全方位的突破。
而该矿引进的智能快掘系统,正是应对这些挑战的有力武器,掘锚机数据监测界面可以显示掘锚机运行状态、除尘风机运行状态、掘进进尺、掘进航向、截割轨迹以及油泵、截割、装载、运输电机电流参数,构建起“掘-支-运-控”和除尘装置启停等工序的智能联动。
该矿掘进二队队长成强飞对新系统所带来的便利体会最深。“自从应用快掘进系统后,我们单班人数从14人减少到10人,实现了复杂地质条件下单日进尺34米,单月进尺突破680米大关。”
近三年来,该矿累计投入科技专项费用2.6亿元,争取科技引导资金3180万元,编制并发布快速掘进行业标准1项,企业标准1项,填补了国内煤炭行业快掘系统标准的空白。6项科研成果通过中国煤炭工业协会鉴定,4项达到国际领先水平。