智能化、機械化、自動化、信息化（簡稱“四化”）以及減人、減工作面、減礦、減產（以下簡稱“四減”）是煤炭行業追求“零死亡”的必然選擇。通過“四化”“四減”能夠讓新技術代替舊技術，讓勞動密集型向技術密集型轉變。近年來，黃陵礦業公司積極開拓，建成了我國第一座實現井下智能化無人綜采礦井——一號煤礦。

　　近日，國家安監總局辦公廳下發通知，開展“機械化換人、機器人作業、自動化減人”示范企業試點工作。黃陵礦業公司的一號煤礦，便是被列入試點的10家企業之一。

　　開煤礦無人綜采先河

　　陜煤化黃陵礦業公司是一座大型現代化企業，始建于1989年9月，現已發展成為煤、化、電、建材等產業多元互補、循環發展的現代能源化工企業。目前，黃陵礦業公司員工近10 000人，核定產能為1600萬噸/年。

　　在2013年以前，由于黃陵礦業公司一號煤礦的煤層厚度變化大，當時的設備難以適應，造成很大一部分薄煤層從建礦之初就未得到開采。而要想提高資源利用率、回采率，實現礦井的可持續平衡發展，就必須對較薄的煤層實施搭配開采。然而，薄煤層的工作面空間低狹，會造成操作人員多、跟機作業難、勞動強度大的問題。而且生產環境惡劣，容易造成生產安全事故或引發職業病。如果沿襲傳統的生產方式，勢必會因生產任務無法完成，誘使人員開始搶進度，從而造成安全隱患增多，導致事故的發生。

　　面對這些挑戰，黃陵礦業公司于2011年著手開始在一號煤礦嘗試應用智能化無人自動開采技術。

　　由于當時國內并沒有成功實現智能化無人開采的案例，黃陵礦業公司的很多員工對于自主研發智能化無人開采技術還有些猶豫。但是黃陵礦業公司通過加大對一號煤礦的政策傾斜，向職工承諾不降低收入，消除職工顧慮、堅定信心，為開展智能化無人開采技術研究與應用掃清了思想障礙。

　　思想障礙掃清后，面臨的是技術難關。黃陵礦業公司組織中國煤炭科工集團開采所、北京天地瑪珂電液控制公司、西安煤機公司、平陽機械廠、張家口煤機廠等設備廠家和國內知名專家進行多次論證，摒棄了單純依靠煤巖識別或記憶截割技術實現智能化無人開采的思維方式，提出了新方案：以采煤機記憶截割、液壓支架自動跟機及可視化遠程監控為基礎，通過生產系統智能化控制軟件，實現在地面或順槽的綜合監控中心對綜采設備的智能監測與集中控制。

　　2013下半年，智能化無人開采技術在一號煤礦進入正式實施階段。

　　多項功能助力智能化

　　一號煤礦所采用的智能化無人開采技術，是通過在地面指揮控制中心建立智能化監控平臺，實現與井下監控中心的數據通訊和傳輸，通過“一鍵啟停”按鈕實現對綜采設備的全線開機和停機。地面指揮控制中心設有VOIP（Voice over Internet Protocol，模擬信號數字化）語音通訊系統，讓井上和井下的工作人員能夠實時進行語音交流，以及工作面綜采設備啟停時會有語音預警播報。

　　智能化無人開采技術正式實施后，通過監控中心的操作平臺，礦井技術人員就能夠對采煤機進行遠程控制，讓采煤機完成調高、左牽、右牽、加速、減速等動作。同時，一號煤礦在液壓支架上設置了推移行程傳感器、立柱壓力傳感器、管路供液壓力傳感、監測采煤機運行位置的紅外線接收器，使得液壓支架也可以通過工作面工業環網和支架跟機軟件，來實現工況檢測和遠程自動控制。通過遠程自動控制操作平臺，還能實現記憶割煤功能。

　　應用智能化無人開采技術的采煤機配備了自動控制系統，通過采集、存儲基準刀割煤的行進方向、速度、左右搖臂高度等信息，實現在自動運行模式下，通過存儲的數據，進行自動割煤。當煤層條件發生較大變化時，自動運行模式不能運行時，又可以通過人為遠程干預，實時調整割煤狀態。

　　遠程操控采煤機、液壓支架等技術的應用，使得工作面的作業人員減至1人，兩順槽作業人員由8人減至4人，每個綜采工作面的每個生產班共減少了12人。智能化無人開采技術讓煤礦工人的工作環境由過去的“臟、苦、險、累”變成現在的穿西服打領帶坐在地面采煤，實現了職工快樂工作，也提高了煤礦工人的社會地位。

　　除此之外，一號煤礦還將運輸機、破碎機、轉載機等控制系統進行了集成，并開發了自動化控制軟件，使得整個運輸系統能夠集中控制，達到了“順序啟停”的目的。同時，通過后臺建立的實時數據庫，能夠實現與綜采設備的實時通訊、數據采集、數據分析、數據處理、故障診斷等多項功能。

　　成功背后有三大保障

　　在2015年5月18日召開的全國煤礦自動化開采技術現場會上，黃陵礦業公司董事長范京道介紹了經驗。他表示，智能化無人開采技術之所以能夠在一號煤礦得到成功應用，主要得益于三個方面：

　　一是工業化和信息化（以下簡稱“兩化”）的高度融合。“兩化”的融合發展作為智能化無人開采技術的支撐，黃陵礦業公司2014年9月被確定為國家級“兩化”融合管理體系貫標試點單位。黃陵礦業公司不僅建成了我國一流的數字化生產調度指揮中心，還把供電、供排水、主運輸、通風防塵等系統進行了自動化改造，使主要生產系統實現了遠程集中控制。數字化建設也為智能化無人開采系統接入和整體融合提供了支撐。

　　二是精細化管理的推進。精細化管理是智能化無人開采技術成功應用的基礎，只有技術與管理相結合才能變成現實生產力。黃陵礦業公司以實現崗位自主管理為目標，按照先易后難、循序漸進的原則，分六個階段系統推進崗位精細化管理，形成了具有黃陵礦業特色崗位精細化管理體系和“5+5” 崗位管理文化品牌（以“精細、精準、精確、精益、精美”為主要內容的五精管理為引領，以打造本質安全誠信崗、質量標準規范崗、創新創效增值崗、學習成才成長崗及快樂和美文明崗的“五星”為目標）。

　　三是員工素質的提升。黃陵礦業公司倡導終身學習理念，建立學習型組織，培養學習型員工，完善培訓制度與設施，建成了全國一流的井下實訓基地、地面拓展訓練基地、專業功力訓練場。開展“三功兩素”（知識功底、專業功力、技能功夫 身心素質、職業素養）修煉和崗位“雙述”（手指口述、崗位描述）等活動，強化員工知識功底、專業功力、技能功夫培訓，全面提升員工的身心素質和職業素養。黃陵礦業公司每年的職工創新成果達300多項，取得專利60余項。

　　應用了智能化無人開采技術，不代表就能放松對安全生產的警惕。煤炭行業屬于高危行業，時刻都要重視安全生產。

　　一號煤礦屬于水文地質極復雜型礦井，為了避免發生透水等事故，該礦堅持“預測預報、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原則。在掘進前，應用三維地震勘探技術探明工作面地質構造和煤層賦存情況；掘進中，嚴格遵循“先探查-后掘進-再探查-再掘進”的施工生產流程，超前治理災害。在回采時，先用槽波地震勘探和直流電法物探技術，對工作面頂板的含水情況實施探測，并進行鉆孔驗證和探放水工作。

　　一號煤礦還屬于高瓦斯礦井。智能化無人綜采工作面的掘進期間，采用掘前預抽、邊掘邊抽、區域預抽相結合的抽放瓦斯的方式，采前預抽時間超過13個月。回采期間，采用高位本煤層抽放、高位裂隙抽放等瓦斯抽放方式，使工作面瓦斯抽采放率達到82%，確保了安全順利回采。

　　另外，防火也是一號煤礦災害超前治理的重要內容。智能化無人綜采面在回采期間會采用噴灑阻化劑、注氨等綜合防滅火措施。同時，一號煤礦安裝了束管檢測系統，利用紅外技術對井下氣體成份的分析，24h在線連續監測一氧化碳、二氧化碳、甲烷等氣體含量，若發生采空區自燃的現象，能在第一時間控制。