随着“减人促安”和“无人则安”的理念被广泛认同，通过煤矿生产机械化、自动化、信息化、智能化改进，能够在提高煤炭生产效率的同时提升煤矿安全生产水平。对此，**监管总局组织开展了“机械化换人、自动化减人”科技强安专项行动，发布了《关于减少井下作业人数提升煤矿安全保障能力的指导意见》，在煤矿领域重点推动煤（岩）巷掘进自动化、煤矿综采工作面自动化、煤矿井下辅助运输自动化、煤矿生产保障系统智能监测控制，大力提高煤矿生产的“四化”水平，保障煤矿安全生产形势持续稳定好转。
为着力绿色薄煤层开采工艺革新难题，优化作业环境，提高生产效率，降低劳动强度，保障员工生命安全，2021年4月，黑龙江龙煤七台河矿业有限责任公司新兴煤矿（简称新兴煤矿）按照黑龙江省煤矿智能化建设现场推进会要求，以龙煤集团《煤矿智能化建设实施方案》为指导，大力推进智能矿山建设。创新驱动高质量发展，树牢“少人则安、无人则安”理念，重点推进矿井系统最优化、采掘智能化、集控无人化进程，在加快煤矿智能化建设道路上迈出了坚实的步伐。
智能综采安装是一项具有排列组合性质的统筹工作，需要各系统有条不紊地配合协同，新兴煤矿在安装环节过程中遇到许多新工艺、新设备等带来的难题。根据现场客观条件，新兴煤矿迎难而上，在公司及全矿的共同努力下，实现了全公司智能化综采安装达产。
新兴煤矿第1套智能化综采工作面位于西六区三水平65层左一片，走向长度660m，倾斜长度130m，煤层采高平均1.5m，煤层倾角平均20°，煤层顶板为白色细砂岩，底板为灰黑色粉砂岩，所圈定的块段储量为16万t。西六区三水平65层左一片智能化综采工作面建设项目为2020年第2批黑龙江省煤矿安全补助资金建设项目。该工作面选用MG2×125/560-WD型采煤机、/320型刮板输送机，配套选用/10/24D型液压支架，以及北京天玛智控科技股份有限公司（简称天玛智控）的自动化电液控制系统。
在系统准备工作中，原有采区巷道，包括泵站、区段回风巷、运输巷等，如何最大程度地利用现有巷道进行布置，成为了一道难题。新兴煤矿一次又一次深入井下现场办公，与厂家共同协商研讨方案，将原有的智能综采泵站的设备布置进行调整，改造操作区域。在节省作业空间的同时，集中布置控制模块，提升了设备的使用寿命。泵站设备及管路也根据现有的实际情况进行科学布置，专班安装维护（图1），实现集成供液。
图1 生产作业区设备安装现场
为实现安装连续化，新兴煤矿根据现有的采区巷道情况及综采工艺需求，率先采用更为先进、安全的无极绳绞车。在安装过程中，机电系统领导带领专业机电班组不断调整，克服了巷道失修、底鼓、坡度不均等问题，设置了更多的压绳卡绳轮组，为无极绳绞车安全运行提供了保障。新兴煤矿组织职工学习绞车信号使用及维护方法，在工作面安装工作中，运输效率显著提高，并且在综采日常生产过程中，实现了安全高效地运送物料。
第1套智能化综采安装前，矿领导带队前往北京天玛智控现场实习，学习智能化综采设备的安装、调试、操作等知识（图2）。为了让工作人员学有所成，理论联系实际，新兴煤矿联系设备厂家，组织去工厂实地参观学习电液控制、集成供液、综采自动化系统装配、各品类部件功能、各系统设备实操等知识。
图2 新兴煤矿组织大学生进行设备操作演练
在智能化综采安装期间，正值疫情多点散发反弹期，厂家工程师不能一直在现场跟进，出现了空档期。此时，新兴煤矿大学生专班深入井下现场研究图纸，安装支架控制器、工作面照明、云台摄像仪、线路布置等，加快工期进度的同时，亲手操作也提升了智能化队伍的实操能力。大学生专班现已经具备现场操作、维修维护、培训的工作能力。
在原有巷道的布置方面，第1套智能综采在安装“三机”过程中，存在巷道断面不足和存车不便等问题，在安装第2套智能化综采前，总工程师提前应对，各专业系统齐头并进，进行预先摆布设计，避免了在运输大件、安装输送带、自移装置移动等过程中产生的错车困难等现象，提高了安装效率。新工艺应用之初，自动化厂家没有对现场的实际情况设计合理的视频传输路线。安装之初，仅有综采工作面按照说明布设云台摄像仪及线路，上巷泵站、设备列车、带式输送机都无视频监测。在电液控制、集成供液、“三机”自动化系统融合期间，为解决这一问题，新兴煤矿在泵站单独设置一台云台摄像仪，完善了远程供液监测系统。下巷添加了一套交换机及电源，配置3台云台摄像仪、输送带综合保护装置。各运输环节都实现了远程监控、一键启停功能，从而降低了劳动力，提升了综合效率。
智能化综采的数据通信要依托强有力的网络。工作面至转载机信号传输方面，存在高故障率线路。安装初期，视频及电液控数据经常出现故障（图3），以往的线路随着工作面不断推进，设备在运动过程中，线路有被切断的风险，即使在线路上做了相应保护，最大程度上避免线路断裂，但是问题依然存在。新兴煤矿在端头支架至下巷交换机安装专用护套连接器，解决了因生产环节产生的光纤断裂现象，同时节省了物料费用，工作面实时数据已实现稳定工作。
图3 传输故障线路检修
2021年11月，新兴煤矿靠前套智能综采工作面正式投产（图4），生产过程中设备智能化综合配套运用的优势得到较好发挥，工序耗时短，生产工序衔接紧密，循环率大幅提高。以往采用高档普采工艺回采月产量1.5万t，在采用智能综采工艺后，回采月产量大幅提升，11月产量4万t，12月产量突破7万t，单产水平提高了4倍。
图4 新兴煤矿靠前套智能综采工作面投产
新兴煤矿智能综采工作面“一键启动”生产模式推进了煤矿开采智能化进程和“少人工作面”的建设。智能开采后除必要岗位留人值守外，减少了33名岗位人员，节约人工成本30余万元，职工月工资收入可增加4500元以上。新兴煤矿属冲击地压矿井和煤与瓦斯突出矿井，工作面生产过程中有潜在的突出和冲击危险，实现了“少人工作面”后，涉险区域人员大幅减少，保障了井下作业人员的人身安全，大幅降低工伤事故发生率，为职工提供安全健康的作业环境。智能化综采的成功使用离不开专业化的培训。新兴煤矿已先后成功运行了2套智能化综采系统，在日常生产阶段，如何能让一线员工充分接受智能化应用成为了难题，不少支架工依然采用手动阀组工作。对此，新兴煤矿领导带领技术人员研讨培训方案，对接矿培训中心，创办智能化综采设备应用培训室（图5）。
图5 智能综采设备应用培训室
起初，设备运行流程、应用、模拟演示等等都还停留在设想阶段。在新兴煤矿领导的带领下，技术人员绘制设计图纸，设计制作了“三机”模型、电液控模型，设备厂家工程师制作PLC程序。经过十天的不断探索和努力，成功地将井下实际生产工序带到了井上，配合远程监控系统（图6）和沿线扩音电话，真实还原了全部生产工艺操作流程，并且不断更新生产工序素材，制作幻灯片进行PPT宣讲培训，提倡普遍应用高效率的新工艺，形成电视教学模式，真正实现线上与线下立体式教学，积极实现智能化生产常态化，工人即学即会即应用。目前，工作面电液控系统、“三机”自动化系统、集成供液系统实现了职工尽知尽会，西六区工作面成为黑龙江龙煤七台河矿业有限责任公司（简称龙煤七台河公司）靠前个将线上培训应用到实际工作的综采工作面。
图6 新型煤矿远程监控系统
在智能化领域新兴煤矿还有很长的路要走，还要在深层领域不断探索，实现从1.0向2.0的跨越，这也是未来企业发展过程中要努力的方向。对工作面自动找直、煤岩识别、无线通信等技术要进行深入研究，进一步提升综采作业期间信号传输的稳定性，并以更为智能的采煤设备来支撑综采作业的高质量开展，通过对自动找直技术研究的继续加深，真正实现采煤机一次切割，对刮板输送机的自适应控制。重点攻克液压支架围岩耦合自适应控制（图7）、煤岩界面智能识别、煤岩高效自适应截割、多机协同控制、故障智能诊断处理等技术。
图7 综采工作面液压支架围岩耦合自适应控制技术应用
建设智能化矿井是煤炭工业转型升级发展的必然要求，龙煤七台河公司智能化开发以信息化、数字化、自动化为手段，以无人化开采为目标，秉持建设“四化”矿井、坚持科技创新的新理念，必将有力推动煤矿实现安全、高质量发展。
目前，新兴煤矿的智能化开采技术整体上仍处于起步阶段，仅在条件较好的部分采区得到实现，还达不到严格意义上的智能化开采水平。随着以信息技术为代表的现代科学技术的日新月异，煤矿智能化开发技术装备必须固本拓新，进一步攻克信息精准感知、设备智能控制以及稳定性和可靠性等方面的关键技术，全面提升煤矿智能化开发技术装备水平，最终全面实现煤矿工作面智能化、无人化。
