礦井植入“AI因子”
——山西焦煤集團華晉焦煤沙曲二礦數實融合提質效見聞
礦井植入“AI因子”
——山西焦煤集團華晉焦煤沙曲二礦數實融合提質效見聞
7.7平方千米的井下開採現場，最多的不是礦工，而是攝像頭。在山西焦煤集團華晉焦煤沙曲二礦，一個班約有360名礦工入井工作，卻有近400路攝像頭機警地盯守在各自崗位。
放眼身邊，有了AI司機、AI助教，甚至還有了“AI礦工”，顛覆了人們對煤礦的認識。3月19日，記者心懷新奇，走進沙曲二礦一探端倪。
數實融合，管控有力有效
沙曲二礦坐落在柳林地區，是業內少有的高瓦斯、高突出煤礦，其賦存的優質稀缺煉焦煤被譽為“晉柳王”“世界瑰寶”。
上午10時，記者在調度指揮中心大屏前駐足，瞬息萬變的數據和畫面令人目不暇接。該礦黨委書記、礦長樊綱介紹，他們以創新驅動產業升級，以綜合管控平台為頂層、雲數據中心為后台、萬兆環網為基礎網絡，已成功構建“一張網”“一朵雲”“一平台”、若干子系統的信息化架構，催生出人機共融的智能開採模式，實現了開採過程的全要素、全環節動態感知、互聯互通、數據集成和智能控制。
目前，礦井31個子系統全部融合聯動，實現了採、掘、開、機、運、通、安全、經營等專業的信息融通，可完成數據的精准實時採集、網絡化傳輸、規范化集成融合、可視化展現和實時動態分析，並對“人-機-環”的隱患、故障和危險源提前預知、預防和應急聯動處置。
AI技術與煤炭生產的深度融合，使礦井管控更有力有效。
該礦薄煤層三角煤割煤、自動補液、無線傳感器等技術均突破復雜地質條件無法應用的禁錮，實現了稀缺資源保護性開採﹔採用AI視頻分析、基於熱成像AI視頻等技術路徑，實現了礦井掘進系統61處作業區域“電子圍欄”全覆蓋，視覺識別技術正在替代傳統的“人盯人”，人工智能技術成為24小時值守的“安全員”，使安全隱患排查與處理更及時、風險點辨識更精准，設備停機率降低30%，人員違章行為發生次數同比減少80%，逐步形成了“人防”與“技防”並重的安全監管新局面。
“AI+”，加出更多可能
穿梭自如、全神貫注、自主運轉……設備被裝上“眼睛”和“大腦”，“AI+巡檢”預警保安，成為安全生產的好幫手。
“之前我每班巡檢1次主斜井皮帶就得6個小時，無論是爬坡上行或溜坡下行，都是手心攥冷汗、通身流大汗。”皮帶隊職工康廷柱說，使用帶式輸送機移動巡檢裝置（巡檢機器人）之后，不僅每班能巡檢2次，還可以實時監測設備溫度和聲音是否正常、有毒有害氣體參數等，工作效率激增。
“再也不用披挂幾十斤的儀器到工作面監測了。”防突區職工彭東東如釋重負。該礦構建防突作業全流程實時互聯信息化體系，實現了防突全作業鏈智能物聯和信息化管理，區域預測等關鍵環節的信息實現了智能感知、實時上傳、智能分析、智能決策，縮短了突出礦井瓦斯防治關鍵信息的響應時間。
有人闖入運行區，卷閘門自動下降﹔絞車設備失速，擋車欄自動閉鎖……在智能運輸集控中心，記者見証了AI智能輔助運輸技術的精妙精准，“AI交警”指揮若定，各環節全程無需人工干預。
“在斜坡頂部和底部安裝AI攝像儀等，通過入侵檢測算法，快速識別闖入非安全區的行人並發出聲光報警，聯動設備停止運行。像交警在斜坡路段指揮交通，有效避免跑車溜坡等事故發生。”該礦副總工程師李斌告訴記者。
“血壓偏高，情緒不穩定，不建議下井”……沙曲二礦開發應用“AI職業健康管理系統”防控安全風險，“AI醫生”呵護安康。系統可根據職工個人健康狀況和需求，提供定制化健康建議和指導﹔通過為班組人員佩戴智能手環和情緒分析儀，實時監測職工身心狀態，對異常情況進行預警。“用上這個系統之后，可以把更多精力放在技術攻關上了。”隊干部和班組長們直呼“減負了”。
數智賦能，提升礦井質效
清晨6時30分，沙曲二礦綜採隊早班職工交接班后進入5303工作面，便各司其職、有條不紊地檢查機器設備和工作環境，摸排風險隱患。伴隨著帶班隊長胡鎖平發出“開機”指令，坐在智能化集控中心的操作工按下啟動鍵，皮帶運輸機、破碎機、轉載機等依次被喚醒，採煤機按照事先輸入的指令進行記憶割煤……
胡鎖平告訴記者，過去綜採工作面操作人員15人，現在隻有7人。2人負責操作採煤機、液壓支架等工作，主要是預防性巡查採煤機和智能支架等設備工作情況，其余人員搞文明生產等輔助工作。目前，一線礦工安全又輕鬆，但頭腦卻都不輕鬆，須不斷加強學習提高駕馭智能開採裝備的能力。
智能開採，既安全又高效。然而，在“煤與瓦斯雙突出”的沙曲二礦實施智能開採之初，可謂是舉全集團之力才得以推進。“沒治理瓦斯之前，瓦斯能在井下小水坑裡頂出水泡。”說起高瓦斯，抽採區負責人張壘記憶猶新，這片煤田瓦斯絕對涌出量高達510立方米/分鐘，始終制約稀缺資源開採。如何破局？該礦加大研發投入、加力科技攻關，擊破了一個個瓶頸難題——“近距離突出煤層群稀缺資源安全開發與利用”技術摘得“中國工業大獎”桂冠﹔“薄煤層無人工作面煤與瓦斯共採關鍵技術與示范”榮獲中國煤炭工業協會科學技術獎一等獎……實現了高瓦斯礦井在低瓦斯狀態生產。同時，著力開展全工藝段三角煤、慣導自動調直、自動調斜等關鍵技術研究攻關，最終實現了薄煤層、中厚煤層等不同採高、不同設備型號、不同生產條件下的智能開採常態化。
截至2024年底，沙曲二礦已安裝完成8個智能化綜採工作面、5個智能化掘進工作面，井下採煤工作面100%實現了智能化，“AI礦工”已將開採一線最艱苦、安全沒有絕對把握的礦工替換下來。生產要素的創新性配置，使新質生產力得以充分釋放，礦井質效齊增，在2020年底取消採掘隊組夜班生產、平均每日減少4小時生產時間前提下，平均單產水平提升達33%，礦井原煤產量提升40萬噸/年，減少固定場所用工40余名。
本報記者張毅 本報通訊員張燕 劉嶸
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