地下400米深处

液压支架如同钢铁“骨骼”矗立于巷道，综采队机电副队长郭学锋在防爆移动驾驶舱中轻触手持控制器——20米外的采煤机随即启动。与此同时，在井上智能化集控中心，数字大屏上闪烁的数据同步更新，实时呈现设备的运行状态。

这是中国中煤山西亚美大宁煤矿（以下简称大宁煤矿）207综采工作面启动智能控制系统的一幕。

该系统全称为“基于矿鸿的煤矿综采工作面智能控制系统”，是中国中煤重大科技专项、国家能源煤矿采掘机械装备研发（实验）中心（国家能源局主管研发中心）研发成果，首次在大宁煤矿进行工业性试验示范应用。

该科技专项尝试在煤矿综采工作面构建基于矿鸿操作系统的物联网体系架构，解决煤机装备核心控制系统软硬件根技术问题，提出统一的数据传输协议，提高井下不同设备间信息共享、协同的效率，实现煤矿综采面成套设备及控制系统全栈自研。该系统今年1月入选2024年度国家能源研发创新平台十大科技创新成果。

大宁煤矿智能化集控中心

从设备“说方言”到统一“普通话”

大宁煤矿作为中国中煤旗下矿井，早期与外资企业合资建设，是我国率先引进国外先进设备的煤矿之一，技术、人才优势突出。

“我们矿有三个特点。一是员工接受新理念和新技术速度快、能力强。二是矿井规模适中，年产400万吨，是一个发展成熟的中型矿井，可为其他老旧矿井改造提供借鉴。三是可以利用中国中煤的集团战略优势，进行成套装备改造，并提前设计考虑衍生场景和问题。”大宁煤矿机电副矿长乔晋虎表示。

乔晋虎坦言，在矿鸿技术应用之初，大家也担心系统能否正常使用，所以准备了一套备用智能化控制系统，“不过现在运行成功，就没有顾虑了”。

过去，大宁煤矿井下设备来自多个厂商，数据协议互不兼容，形成了所谓“方言区”，导致严重的数据壁垒。而矿鸿项目团队自主创新的成套装备、建立的数据协议标准成功打破“信息孤岛”，实现了系统间数据的自由交互。

华为三方使能产品线总经理杨霖表示，矿鸿操作系统是基于鸿蒙操作系统打造的面向矿山领域的首个工业物联网操作系统，具有“统一生态、万物智联、智维一体、安全高效”四大特性，实现了“统一矿山行业设备生态、让矿山设备连接更智能化、数据更安全高效”。

“这个系统最大的特点是统一了协议标准。”杨霖说，“就像‘车同轨，书同文’，统一说‘普通话’，只有使用统一协议，设备间才能真正实现相互理解和沟通，为煤矿提供持续、高质量的数据资源库。”

从“经验采煤”到“数据采煤”

“矿鸿系统落地大宁煤矿主要包括两个阶段：研发阶段和应用阶段。”中煤装备事业部（中煤装备研究院）智能开采技术研发经理孙鹏亮介绍，“自2023年11月项目立项至2024年9月，我们一直在开展硬件设备试制、矿鸿操作系统适配、软件系统开发、成套系统调试工作。目前，该系统在矿上的实质性应用时间只有5个多月，但效果已超出预期。”

在大宁煤矿率先试点的207综采工作面，200多米长的工作面上布满支架。以前，员工需在支架间来回穿梭，每一项操作都要钻到对应支架下面去按控制器。完成一次常规操作可能需要十几个按钮的配合，且不同厂家的控制器按键分布和操作方式各异，操作复杂、难以管理。

现在，控制器改造后可接入移动驾驶舱，整个设备的操作如同使用手机APP一样简便。只需一名员工站在中控屏前，通过远程触控即可完成操作。

据介绍，207工作面现有150台支架，配有4名维修工，但由于每天有1名维修工轮休，实际每天只有3人在岗。

“这意味着每人需负责约50台支架的检查，包括确认每台支架的压力和传感器是否正常。此外，还需关注采煤机、泵站、供电设备、供液设备、皮带以及数据运输设备的状态。”郭学锋说，“工作量相当大。”

但通过基于矿鸿系统成套装备的研发及应用，1个人就能监控上述所有设备的运行状态。

“更重要的是，矿领导和高级维修工的手机也能实时接收到井下设备的故障信息和数据参数。当井下工人处理问题时，故障信息不仅会显示在井下设备上，还会同步到地面相关人员手中。一旦发生故障，更多人可以参与讨论并提供解决方案。”郭学锋说。

此举大大减轻了现场工作人员的负担，同时提升了整个团队应对突发状况的能力。

大宁煤矿综采队维修带班组长毋蒙蒙表示：“过去，设备出现故障时，主要靠经验判断，有时也会误判。现在，用上基于矿鸿的控制系统，所有故障都能准确显示。例如，一台设备水压不足或液压支架压力不够，或者传感器发生故障，这些问题都会在控制系统上清晰呈现，大大缩短了检修时间。”

“现在，摄像头也支持语音通话功能了。”毋蒙蒙说，以前是每6个支架配备1个摄像头，现在每3个支架就配1个摄像头，这些摄像头还能自动跟拍，工作效率和安全性大大提升。

未来从“综采面”拓展到“全矿区”

在大宁煤矿的智能化集控中心，记者看到中煤装备研究院的工作人员正围坐在一起，讨论基于矿鸿系统成套装备在应用过程中出现的问题。他们正实时监测设备的运行状态、工况数据传输以及控制命令下发的可靠性，并迅速响应现场出现的各种状况。

中煤装备研究院负责人介绍，综采工作面成套装备是在基于物联网体系的架构下，对各种设备进行定制化改造的。中国中煤旗下各设备厂商负责其生产的单机产品矿鸿化研发。其中，刮板运输机监控设备、液压支架电液控制设备分别由张煤机、北煤机负责研发，采煤机、掘进机相关设备分别由西煤机、石煤机负责。中煤装备公司负责基于矿鸿的集中控制系统成套产品研发，以及供电、供液类产品的矿鸿化改造。每个厂商专注于其擅长领域，确保产品各项性能满足井下实际使用要求。

基础通信及检测功能的整合工作，由中煤装备公司联合华为技术团队集中攻关完成。各类产品研发过程中涉及矿鸿底层相关技术的部分，由华为团队提供全面支持。

“基于矿鸿系统的综采工作面成套装备在煤矿应用是一次全新尝试。”孙鹏亮说，传统连接方式基于总线或以太网架构，而矿鸿系统采用物联网技术，使两个设备可以直接连接，并按照统一标准协议进行数据交互。为了让设备在煤矿特殊环境下稳定运行，他们从整体电路、接口部件，到单机产品，都进行了适配性研发和稳定性测试。

大宁煤矿在刚开始部署矿鸿系统时，为确保每位员工都能熟练掌握新系统的操作，采用了理论与实践相结合的培训方式。

大宁煤矿机电部负责人王宏伟说：“矿鸿系统在207综采面的成功应用让我十分自豪。”

在使用过程中，一名操作人员指出，比如，系统对于周期维护的自动提醒；再如，将运维所需配件关联到控制系统上；另外，希望与编程人员合作处理突发状况，共同优化程序与流程等。

乔晋虎说：“我们希望通过矿鸿系统实现设备数据的全面整合和利用。当前，不同煤矿使用的掘进机等设备若能统一管理，将极大提升运维效率。”

中煤装备研究院负责人表示，接下来他们将加强研发，提升矿鸿操作系统性能及稳定性，进一步优化提升成套装备的整体性能，把成熟的产品、技术以及经验推广到其他矿井。