告别“井下苦干”,
采煤实现远程操控
瓦检队职工使用本质安全型手机上传瓦斯浓度数据
深耕综采一线28年的综采一队队长张志,对传统采煤模式记忆犹新。过去,采煤工作面全程依靠人工跟机操作,单个工作面单班需配置9名操作工,割煤、移架、巡巷等工种均为近身作业。井下粉尘浓度高、环境潮湿,职工不仅体力消耗巨大,而且作业安全隐患层出不穷。
2014年,该矿迈出智能化转型第一步,落地全国首个国产智能化无人综采工作面,实现割煤、推溜、移架全流程自动化运行。
智能化转型后,采煤工作面跟机作业人员从单班9人精减至1人,两顺槽支护人员由8人精减至4人。与此同时,生产效能大幅跃升,单班产量从1000余吨提升至6000余吨。
初代智能设备虽实现无人跟机基础作业,但仍存在明显短板。设备仅能按照预设程序机械运行,无法自主适配复杂地质条件,遇到煤层厚度波动、地质构造异常等情况,易出现卡顿、停机问题,智能化开采的核心效能未能完全释放。
突破瓶颈的关键,在于技术升级。2020年9月,一号煤矿迭代开采技术,落地5G+透明地质智能开采系统,为井下岩层装上“透视眼”,向感知型、预判型精准智能采煤升级。
“这套技术系统相当于给地层做立体CT。”该矿机电部业务主管赵朋介绍,以往看不见、摸不清的岩层褶皱和煤层厚薄变化,全部转化为三维可视数据,实现井下工况精准预判、动态可控、智能适配。
“以前人追着煤机跑,现在坐在地面调度室看着屏幕,煤就采出来了。”一线操作工舒林感叹。
从“井下苦干”到“远程操控”,一号煤矿综采生产用工结构实现重塑。目前,该矿综采队人数比2014年智能化改造之前减少12人,综采工作面实现井下无人、地面2人远程操控的极简生产模式,工作面高危繁重岗位清零;单班稳定产量提升至7000吨。
从掘进到装车,
繁重岗位接连退场
一号煤矿引进智能掘进机器人系统
智能化开采的成功落地,只是一号煤矿智能化转型的起点。尝到“机器替人、科技保安”的改革红利后,该矿将智能化改造的触角全面延伸至井下掘进、辅助运输、机电值守、地面洗选、智能装车等各个环节,实现从“单点试点”向“井上下全域覆盖、生产辅助全线贯通”的跨越。
巷道掘进是煤矿生产的前置关键工序,也是以往井下人力最密集、作业环境最艰苦、安全风险最突出的环节之一。
传统掘进作业高度依赖人工实操,画线、打眼、截割、锚固、出渣等全流程靠人力完成,设备零散、工序繁琐,支护质量全凭经验把控。2019年以前,该矿掘进单班需配置15名职工在岗盯守,工人长期在高粉尘浓度的环境下弯腰劳作、反复支护,不仅劳动强度超负荷,还存在施工进度慢、支护精度低、安全隐患多等问题,巷道月进尺仅300米,长期制约矿井生产衔接。
“以前掘进拼的是体力,干得多,进度还上不去。”这是一线掘进工人对传统作业模式的普遍感触。
随着智能快掘系统的全面投用,从2019年起,一号煤矿掘进作业模式实现颠覆性革新。通过配套掘锚一体机、智能自移机尾等智能装备,该矿掘进作业实现设备自动纠偏、智能锚固、同步出渣,各道工序连贯闭环,无需人工反复对接及近身高强度操作。
智能掘进改造带来显著减负提效成果,岗位人员大幅精减,单班直接减少支护工4人、皮带司机1人、综掘机司机1人,在岗人数从15人压缩至9人。生产效能同步大幅攀升,巷道月进尺从300米提升至680米,扭转了长期以来“掘进滞后、人力堆压、效率偏低”的难题。
地面洗选环节同样完成智能迭代。以往选煤厂拣矸是重复性极强的纯体力劳动岗位,工人需紧盯高速运转的皮带,持续弯腰抬手分拣煤与矸石,常年在粉尘弥漫、噪音大的环境下作业,不仅极易带来职业病,还存在漏拣、误拣问题,分选质量稳定性差。
为破解人工拣矸痛点,2019年底,一号煤矿投用TDS智能干选机,以智能化流水线全面替代传统人工拣矸作业。设备可高速识别物料、精准分选甄别,自动剔除矸石与杂物,作业再也不受人员体力、视线、疲劳等因素影响,分选精度恒定、质量稳定。
智能设备上岗后,原有43名拣矸女工全部顺利转岗,从昔日高强度、重复性的体力劳动岗位,成功转到设备巡查、系统运维、数据调控等岗位。
2022年,一号煤矿智能装车系统的迭代升级,补齐了矿井全链条智能化改造的最后一块短板。该系统具有自动定位、车号识别、智能配仓、自动平煤功能,可实现装车全流程无人干预。单节车厢装载仅需40秒,彻底解决人工装车耗时久、误差大、效率低的难题,煤炭外运效率显著提升。
至此,一号煤矿实现了全链条智能化重塑。
“新工友”上岗,
成为得力助手
智能巡检机器人在二号中央变电所巡检
为深化“机器替人、科技强安”转型成效,从2019年开始,一号煤矿分批投用32台智能机器人,进驻井下辅助、高危作业岗位。机器人上岗,进一步推动一线矿工从“出力流汗的体力劳作者”全面转向“指尖操控的技术作业者”。
一号煤矿井下皮带运输线路总长27公里,是矿井生产的关键脉络。过去,皮带设备隐患排查完全依靠人工徒步巡检,每班职工需要往返穿梭整条巷道,步行数公里开展巡查工作。井下巷道封闭、粉尘量大、环境恶劣,长时间徒步作业体力消耗极大。同时,人工巡检依托肉眼观察、经验判断,设备轻微温度异常、细微异响、隐蔽故障等难以精准识别,长期存在巡查盲区和隐患漏识问题。
如今,轨道式皮带巡检机器人全面接管皮带巡查工作。机器人可按照预设路线自动巡航,同步完成实时摄像监测、红外精准测温、设备工况数据采集等工作,能够快速识别皮带跑偏、设备过热、运行异常等各类故障,精准定位隐患点位、实时上传数据、即刻发出预警,实现24小时不间断值守监管,补齐人工巡检的短板。
“以前巡检靠双腿跑遍巷道,现在坐在控制室看数据,机器巡查更细致、更靠谱。”皮带队巡检工高翔对此深有体会。技术变革带来显著减人成效,单条皮带上就可减少9名巡检员。
随着智能机电值守机器人的全面投用,该矿井下变电所、水泵房、各类机电硐室等区域实现无人值守。
以前管安全靠的是“人盯人、轮班守、反复查”的笨办法。井下巷道绵延数公里,点位多、作业环节复杂,为守住安全底线,矿井只能靠大量人力兜底。安检员来回巡巷、瓦检员逐点测气、管理人员跟班盯守,三班人马连轴转、全天候在岗。
2021年,一号煤矿投用智能风险管控系统后,在井下布设200多处监测点位。这些智能设备像200多个“电子安检员”,能自动识别54类违章行为。“以前下井大半时间在走路巡查,天天连轴转,身体累,神经也紧绷,总怕漏查隐患。现在设备24小时盯现场、查细节,我们不用盲目奔波,干活更省心、更精准。”从事安全巡检12年的职工王磊,真切感受到岗位变化。目前各值守点位仅保留少量巡检人员巡回核查,无需专人定点在岗值守,每年可为矿井节约人工、运维成本1300余万元,辅助生产效能大幅提升。
除日常巡检值守,井下高危重体力作业,也实现了机器全面替代。过去,搬运数十吨重的液压支架,完全依靠绞车拖拽、多名工人协同作业。加之巷道狭窄,作业空间有限,设备磕碰、人员挤压风险突出,长期高强度作业让不少矿工落下职业病。
如今,垛式支架搬运机器人接手支架转运、拆装、对接等作业,可自主移位、精准对位、平稳托举重型设备,自动完成管路对接、设备安装,全程无需工人近身操作。昔日满身煤灰、高强度劳作的场景彻底消失,工人端坐操控台前,轻点屏幕即可完成作业任务。目前,单班支架搬运作业直接精减4名一线作业人员,每年节约人工成本240万元。
该矿变电所及水泵房巡检机器人系统替代职工6人,主运输巡检机器人系统替代45人,垛式支架搬运机器人系统替代12人。智能机器人成为井下“新工友”,大批一线矿工脱离繁重体力岗位,转型为技术型职工。
老职工平稳转型,
青年成智能化攻坚主力
“青年智创团”在集中讨论
智能化转型初期,大批长期靠经验、拼体力的老矿工,面对智能操控、数据研判、系统运维的全新作业模式,产生了明显的技能恐慌。
为稳妥推进人员转岗,一号煤矿不搞简单分流、“一刀切”安置,而是立足各岗位实际,开设常态化实操实训课堂,围绕智能设备操作、常见故障处置、智能系统运维等核心内容开展专项培训。技术骨干手把手教学、点对点答疑,让转岗职工快速掌握新技能、适配新岗位、胜任新工作。
在系统化培训赋能下,大批一线老职工顺利告别满身煤灰、弯腰出力的传统劳作模式,成功转型为新时代技术型产业工人。
老职工平稳转型的同时,青年人才成为该矿智能化攻坚的主力军。一号煤矿组建91人的大学生智能班组,平均年龄32岁,专业覆盖采矿、机电、自动化、安全治理等。这支青年队伍扎根井下一线,跟班实操、钻研技改、破解难题,有效打通理论与现场的壁垒。
实战练兵淬炼过硬本领。这个大学生智能班组深耕透明地质开采、智能快掘、智能安防、灾害精准治理等核心领域,参与设备调试、工艺优化、技术攻关。近年来,先后走出行业技能大师、陕西省技术能手等多名骨干。在全国煤炭行业技能大赛中,班组成员12人参赛、11人获奖,斩获6项一等奖,累计落地百余项创新成果、申报数十项专利,获得全国煤炭青年五四奖章等多项荣誉。
一号煤矿通过一系列硬核激励打破“重体力、轻技术”的旧风气。该矿明确,省级以上荣誉、煤炭行业技能大赛一等奖获得者,可享受副科级待遇,并给予专项奖励。
该矿抽放队班长宋亮是该项政策的受益者。他从普通农民合同工成长为技术骨干,斩获全国煤炭行业技能大赛一等奖,获万元专项奖励,享受副科级待遇,月收入增加4000多元。
“学技术不再是空谈,真能改变岗位、改变收入。”如今,学技能、钻技改、比专业成为矿区新风尚。职工不比体力比技术,下班后实训教室座无虚席,全员“比学赶超”氛围浓厚。仅2025年,该矿完成职工创新成果298项、申报专利48项,兑现奖励70余万元。
一号煤矿通过全域智能化升级,构建起精干化、技术化、安全化的新型用工体系。职工从“满脸煤灰、弯腰苦干”的体力劳动者,变成了懂技术、会操作的新时代产业工人,矿井走上了安全、提效的高质量发展之路。
作者:李小艳
来源:中国煤炭报8月25日5版 责任编辑:翟丽影(实习)
编辑:董衡 智亚娟(实习)
审核:张洪福