在几百米井下的幽暗巷道中,采煤机按预设轨迹精准截割,液压支架自动跟机移架,地面集控中心的屏幕上数据实时显示,操作人员点击鼠标即可完成全流程管控……这是山东能源集团兖矿能源集团股份有限公司(以下简称兖矿能源)智能化开采的常态化场景。
“十四五”期间,兖矿能源以机械化换人、自动化减人、智能化无人为目标,建成或达到国家智能化示范标准矿井21个,智能化开采产量占比达94%,用数智力量重塑煤炭开采模式,为保障国家能源安全注入强劲动能。
创新攻关,破解多元开采难题
从薄煤层到厚煤层,从几十年的老矿到新建矿井,兖矿能源“一矿一策、一面一策”精准施策,让智能技术在不同开采场景中落地生根、开花结果。
位于内蒙古的转龙湾煤矿,450米中厚煤层超长智能化工作面创造了日产3.5万吨的纪录,达到单面年产千万吨水平。该矿23302工作面、23205工作面分别在全国煤矿采煤工作面智能创新大赛中获评中厚煤层赛道特等级和厚煤层赛道一等级。转龙湾煤矿打造了安全高效生产新模式,采煤工作面仅需2人,掘进工作面单班作业人数降至7人。
面对薄煤层开采空间狭小、职工劳动强度高的痛点,南屯煤矿在11502薄煤层工作面创新形成“1+2+1”智能化采煤模式:生产期间工作面仅需1人巡检,井下顺槽2人巡查,地面集控中心1人远程干预,减人幅度达50%。
南屯煤矿基于多参量耦合模型研发了规划截割技术,利用动态地质模型实现采煤机精准控制,有效破解隐伏断层多、煤尘隐患多的难题,生产效率提升30%。
杨村煤矿则构建了第五代薄煤层智能化装备配套体系,形成了“地面规划采煤、装备自动执行、面内无人作业”新模式,攻克了1.15米薄煤层夹矸多、开采难的行业难题。
在复杂地质场景方面,兴隆庄煤矿的智能掘进无人截割系统展现出强大优势。操作人员在30米外的远程操控台轻点鼠标,掘进机便可自主定姿定向完成精准截割,17分钟就能推进一排,掘进效率较之前提升40%,人工成本较之前降低58%。
兴隆庄煤矿配套应用“长压短抽”智能通风除尘系统。该系统可将粉尘浓度降至1.2毫克/立方米,除尘率从75%提升至95%以上,让作业人员能够安心工作。
数智融合,提升全链条效能
兖矿能源并未止步于单一工作面的智能突破,而是着力推动智能技术向采掘、机电、运输、洗选等全系统延伸,构建“感知—分析—决策—执行”的智能化闭环。
作为盘古矿山大模型首个全场景应用试点,兴隆庄煤矿打造了7大专业38个AI应用场景,实现井上井下全流程智能监管。
在选煤厂,重介密度控制模型利用AI算法自主调节介质密度,将每个循环的调控时间从1小时缩短至20分钟,精煤产率提升0.2%以上,年增效300万元。在安全监管领域,600多个高精度智能摄像头配合视觉识别技术,能实时识别违章作业行为,报警处置率达100%。
鲍店煤矿搭建了“万兆环网+Wi-Fi6+5G”全场景网络架构,部署了46台5G和Wi-Fi6基站,将传输时延从秒级降至毫秒级。
在此技术支撑下,鲍店煤矿采煤机记忆截割率、液压支架自动跟机率均稳定在95%以上,全工艺段实现自动放煤、智能调速、断链保护等功能常态化运行,达到国内一流、世界领先水平。
南屯煤矿利用数字孪生系统构建动态地质模型,实现液压支架对中部与三角煤的精准规划控制,全工作面设备可自主执行生产循环,大幅降低交叉作业风险。
智能技术的深度应用不仅提升了生产效率,还带来显著的安全效益。各矿井利用智能监测预警系统,实现瓦斯、水害、顶板等风险的实时预警,降低了安全事故发生率。
智能化建设推动人才队伍建设。兴隆庄煤矿构建了四级竞赛网络,每年开展874场技能竞赛,形成“3+3青年陪练”模式,高技能人才比率从2019年的38%提升至2025年的64.7%。
南屯煤矿、杨村煤矿等建立“智能化专班+区队技术人员”联合攻关机制,建成“实践—总结—推广”的技术迭代体系,加速智能技术产业化应用。
在智能技术的支撑下,兖矿能源采掘职工劳动强度大幅降低,多个矿井单班下井人数大幅减少。
兖矿能源将持续深化盘古矿山大模型应用,推动5G、北斗导航等技术与煤炭开采深度融合。