梁云峰
高级工程师，现任中煤陕西能源化工集团有限公司党委书记、董事长，《智能矿山》理事会常务理事
曾获得中华全国总工会“全国职工创新能手”“2006 年度煤炭工业科技进步先进工作者”“中国煤炭学会“全国煤炭工业生产一线优秀青年科技工作者”等荣誉称号。具备多年大型煤炭央企机电设备管理经验，长期致力于煤矿智能开采装备技术研发等领域研究，参与的“KJZ系列矿用隔爆兼本质安全型智能真空组合开关”“综采高压、大流量泵站及系统”“大功率高压变频刮板输送机成套设备研究与应用”等大型项目均获得中国煤炭工业科学技术一等奖，“煤矿智能开采技术研究与工程示范”项目获得中国中煤科技进步一等奖。领导并推动世界最大立井井工煤矿——大海则煤矿在智能采煤、智能掘进、智能洗选、煤矿5G技术应用等领域取得多项技术突破，相关成果被中国煤炭工业协会鉴定为国际领先水平。
中煤陕西能源化工集团有限公司大海则煤矿（简称大海则煤矿） 位于陕西省榆林市，投资163.96亿元，井田面积265.63 km2，可采储量32.09 亿t，核准产能2 000 万t/年。大海则煤矿是国家“十二五”及省、市“十三五”重点建设项目，也是中国中煤能源集团有限公司与陕西省政府战略合作框架内打造陕北能源化工基地的重点支撑项目。
大海则煤矿矿井地质构造简单、煤层赋存稳定、开采条件优越，煤种为特低灰、中硫、中高挥发分、特高热值的不粘煤，是良好的民用、气化及动力煤。分别设置矿井及选煤厂2 个工业场地，采用4 个立井开拓（主立井、副立井、2 个回风立井）。2021 年11月完成首采工作面试运转，2022 年7 月完成第2 个工作面安装，2023 年10 月完成2 000 万t/a 项目整体竣工验收。大海则煤矿作为全国最大的立井煤矿，在推进世界一流标杆示范矿井建设过程中，全力推进智能化建设，2020 年11 月被列为国家首批智能化示范建设煤矿，同年“大海则煤矿智能化建设关键技术及示范工程”项目被列为中国中煤首个重大科技专项。2024 年3 月，大海则煤矿顺利通过国家首批智能化示范煤矿验收，达到I 类中级智能化示范矿井，选煤厂达到中级智能化选煤厂。
大海则煤矿透明矿井地质信息系统研究等8 项科技成果被中国煤炭工业协会鉴定为国际先进水平，获得中国煤炭工业协会科学技术进步奖一等奖、2023 年度能源行业十大科技创新成果、2023 年全国采煤工作面智能创新大赛特等奖、全球移动通信系统协会“5G能源挑战奖”等多项荣誉。为深入了解和推广大海则煤矿智能化建设成果及经验，《智能矿山》编辑部走进中煤陕西能源化工集团有限公司专访了梁云峰董事长。
梁云峰：2020 年2 月至今，国家发改委等部委印发了《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》等系列文件，从建设场景、内容、标准方面，全方位提出深入推进矿山智能化建设，促进煤炭安全发展。大海则煤矿把握机遇，主动顺应智能化建设潮流，从建矿初期，就把矿井全域智能化建设作为打造一流高产高效矿井的有力抓手和关键支撑。
大海则煤矿智能化项目累计投资6.45 亿元，以打造一流智慧煤矿标杆企业为目标，秉持安全高效、绿色智能理念，从设计、建设、运行全生命周期进行顶层设计，按照总体规划、分类建设、分步实施原则，集成最先进的理念、技术和装备，构建了“15111”智能化架构体系，即：基于1 套矿山标准体系，全面覆盖生产、安全、经营、决策、运维5大煤矿业务场景，开发1 个煤矿工业互联网平台，形成1 个矿井全业务数据湖，构建1 张智能矿山融合网络。
图1 中煤陕西能源化工集团有限公司鸟瞰图
图2 梁云峰在综采工作面检查设备运行情况
图3 大海则煤矿智能化建设架构体系
图4 大海则煤矿智能化建设成果
《智能矿山》：大海则煤矿智能化建设过程中，主要从哪些方面开展工作，取得实际成效如何？
梁云峰：大海则煤矿智能化通过推动建设基础设施、智能化业务系统、经营管理系统3 大类示范工程和10 项科研课题，实现“采掘运洗销”全过程智能控制 ，“人机料法环”全覆盖监测监控，主运输、变电所、泵房、通风机房、压风制氮等固定场所无人值守，水、火、瓦斯、地压等灾害全面监测预警。初步建成安全保障强、生产效率高、经济效益优、品牌影响大、职工幸福指数高的智能化示范矿井。2024 年原煤产量1 892.89 万t，实现收入90.67亿元，利润38.4 亿元，全员劳动生产率696.47 万元/人。
《智能矿山》：大海则煤矿智能化建设实践中，创新探索及应用情况如何？请举几个案例。
梁云峰：大海则煤矿坚持把应用效果作为检验智能化建设成效的重要标准，通过推动典型成果应用、创新生产运营模式、强化激励考核，不断推动煤炭开采技术变革、模式升级，提升了煤矿安全保障程度和全业务流程效率效益。
推动典型成果应用 赋能煤矿安全高效生产
（1） 融合“5G＋透明地质”的矿山工业互联网平台设计与应用
通过对5G、工业互联网、高精度地质等系统的研发融合，建成1 套5G透明地质工业互联网平台，实现工业数据全面感知、动态传输、实时分析、智慧决策。尤其在行业首次实现全矿井5G-700 M与2.6 G融合组网，实现不同5G频段场景化部署，支撑矿井机器人、无人驾驶、智能矿灯、采煤机、掘进机远程控制等应用，为全矿井智能化夯实数字底座， 基于5G技术的透明地质工业互联网平台。
（2） 深埋藏地质条件下综采工作面智能开采技术设计与应用
大海则煤矿综采工作面平均埋深650 m，平均煤厚6.4 m，属近水平特厚煤层，单面最大涌水量894 m3/h。目前正在生产的20202 工作面，走向长度6 022 m，倾向长度350 m，在生产过程中存在深埋藏带来的水害及大采高片帮等技术难题。
结合现场实际，大海则煤矿着力推进智能开采常态化应用，建立煤矿三维地质模型，采面设备与惯导系统、上窜下滑监测系统等联动，形成自适应控制系统，使用底板调节软件和地面远程控制软件，统筹分析煤机横滚角与俯仰角，自动修正规划截割曲线，有效改善截割时顶底板不平问题，规划误差<5 cm。采煤机由实时控制转为超前巡视规划+地面交互调整+软件智能修正，采煤机定位误差及煤层地质模型预测误差<15 cm，自动生成调直曲线，单架调直误差<3 cm，实现了“规划割煤+支架自动跟机+地面远程控制”常态应用。
根据规划截割的顶底板曲线，优化底板截割曲线，采用缓下坡过渡挖底等方式实现工作面集中排水，有效改善了工作面作业环境和自动跟机效果。目前单班智能化率>95%，最高为98.76%，井下工作面单班作业人员减至4 人。
（3） 复杂深埋藏片帮条件下智能快速掘进技术设计与应用
为解决深埋大断面掘进中安全防护难、掘进速度慢等问题，大海则煤矿建成了掘锚一体机、锚运破、自移机尾等主要设备单机远程操控、人员接近预警、设备工况在线监测等系统，分步推进智能快掘技术应用。一是安全生产防护方面，利用5G低时延、大带宽技术，将工作面环境和视频监测数据上传集控中心，实时监测生产安全状态，采用UWB定位实时感知工作面人员位置，闯入危险区域时自动闭锁保护，防止掘锚机、锚运破运行时对人员造成伤害。采用激光雷达、毫米波雷达等技术，检测设备与设备、设备与巷道距离，当小于安全值时，及时发出预警信号，防止设备碰撞；二是优化巷道围岩控制与施工工艺，提出低密度高效能支护方案，支护排距由1.1 m扩大至1.4 m，支护密度由15.4 根/m降低至9.9 根/m，每循环支护时间缩短约8 min；三是规划截割方面，采用惯导+全站仪组合定位技术，结合自主开发的掘锚一体机规划截割控制系统，通过边缘计算调整截割速度、轨迹、进刀深度，实现巷道全断面自动截割，较手动截割，效率提升30%，掘进工作面作业人员减至10 人，最大日进尺42 m，最大月进尺提高至1 000 m（掘进断面6 240×4 500）。
（4） 选煤厂智能化设计与应用
选煤厂建成智能一体化平台、采制化、重介等智能化系统，实现从原煤储运至产品装车智能化全覆盖，智能化应用率保持在85%以上。行业首次部署基于智能机器人技术的智能采制化系统，实现商品煤采集、制样、化验、存查全过程无人操作和全天不间断运行，智能采制化现场仅需1 名巡检员，节省岗位工20 余人，效率提升50%。智能重介系统重介分选率高于98%，精煤产率提高0.3%，生产消耗降低15%。智能浓缩系统实现浓缩药剂智能添加。智能装车系统实现火车、汽车装车无人化操作。
（5） 煤矿机器人设计及应用
研发了井筒巡检、接管、喷浆等机器人，建成基于工业物联网的机器人多源数据融合接入管理平台，具备多维度状态信息展示、远程控制、数据分析等功能，有效发挥减人增安提效作用。
井筒巡检机器人实现罐道偏移、罐耳磨损、电缆温度、尾绳偏摆等状况监测以及螺栓松动等超限报警，精度达1 mm，准确率达99.99%，只需8 min便可替代2 名巡检员2 h 的工作任务。辅助接管机器人抓取管路直径范围100～377 mm，满足多种规格管路作业需求，可轻松跨越输送带进行管路作业。喷浆机器人采用湿喷工艺，现场呼吸尘浓度降至15 mg/m3，喷浆作业效率达7 m3/h，比传统转子喷浆机工效提高20%。应急侦测救援机器人具备越障、涉水及30°爬坡能力，负载400 kg，在无网无电时通过自组网，实现超前探测前行。
图5 基于5G技术的透明地质工业互联网平台
图6 智能开采系统
图7 智能快掘系统
图8 智能化选煤厂
图9 矿井机器人集群
创新生产运营模式 促进智能化深度应用
大海则煤矿联合高校构建了大海则智慧矿山管理体系，对组织机构、业务流程、劳动组织、绩效考核、风险管理进行全方位优化调整，形成匹配智能化技术应用的全新生产运营模式。
（1） 创造性提出业务与技术融合、智能与生产并重的组织机构，成立智能采煤、智能掘进、智能提升等中心，打造集生产组织、安全管理、成本控制、智能化运维等职能于一体的生产单元。
（2） 在生产组织中，灵活切换“40+8：生产40小时检修8 小时”“16+8：生产16 小时检修8 小时”生产检修模式，实现人员高效调配及备品备件灵活共享，预测性维护更加科学、经济。通过优化，矿井定员控制到980 人，打造了年产2 000 万t“千人以下”智能化煤矿。
强化激励考核 提升智能化应用积极性
系统制定了智能化应用激励考核措施，引导职工深度应用智能化系统装备，扎实推进智能化常态化运行。
（1） 健全智能化建设应用领导机构
中煤陕西能源化工集团有限公司成立主要领导任组长的煤矿智能化工作专班，下设智能化建设应用考核等3个小组，保障智能化成果深度应用。
（2） 完善应用考核体系
公司制定《煤矿智能化考核管理办法》，按月对智能化率、设备完好率、系统数据准确率等32 项内容检查考核，并将结果纳入月度绩效考核，刚性兑现。煤矿将考核指标逐项分解至部室、中心区队及岗位，落实岗位职责，强化现场应用，并在薪酬二次分配中予以体现。
（3） 构建信用激励机制
大海则煤矿各生产中心均设置专职智能化工程师，享受煤矿中层副职待遇。智采中心等主要生产中心制定了智能化激励办法，对采煤机、液压支架自动化率进行考核，调动职工积极性，保持综采智能化率稳步提升。
《智能矿山》：大海则煤矿智能化建设实践中，遇到过哪些难题，又是如何解决的？
梁云峰：大海则煤矿智能化建设为煤矿智能开采带来技术性突破，对传统生产经营模式产生颠覆性变革，为公司打造安全、高效、绿色、智能的行业一流矿井提供了有力支撑。但伴随着智能化应用，也面临一些新的亟待解决的问题。
（1） 对智能化认识有待提升
在实践中，既存在认为智能化是全过程自动化，完全无需人员参与的片面认知；也存在操作人员技能水平达不到要求，智能化成效得不到充分发挥，对使用智能化系统装备有抵触现象。
（2） 基础研究仍需加强
煤机装备的可靠性及自适应控制技术有待突破，智能化系统设计标准参差不齐，数据兼容效果不佳。
（3） 实践应用还存在制约因素
在智能掘进方面，深埋大断面掘进中两帮压力大，支护难度高、效率低，顶帮支护难以实现自动钻孔定位、自动装药等全工序自动化。
（4） 矿井智能化专业人才短缺
智能化采掘工作面对从业人员素质要求高，需要具备采矿、机电、地质、计算机、电子信息等专业知识的复合型高技能人才。
针对上述问题，主要采取了以下4 个方面的措施。
（1） 转变思想认知
智能化建设除了改善劳动环境，降低劳动强度，提高工作效率，还会变更生产关系，重构管理模式和经营模式，带动全价值链提升。公司将其作为“一把手”工程，引导领导干部革新传统观念，树立创新思维，不断提升数字化领导力，推动智能化深度应用开发。
（2） 加强基础应用研究
立足现场实际应用需求，联合高校、科研院所和行业一流的智能装备企业，联合开展低功耗、高精度、高可靠传感器研发攻关，着力构建完善的感知、分析、决策、控制系统。同时，积极向煤炭行业权威机构建言献策，针对重点数字通信标准，建议由政府机构、行业协会、重点煤炭企业深度参与，统筹规划设计，迭代更新，形成智能矿山数字通信统一标准。
（3） 强化实践应用创新
推动实践知识、智能化装备和采掘工艺协同融合创新，以实践经验为基础，以机器人研发为手段，以工艺创新为支撑，着力提升人机交互效率、掘进效率和工程质量，达到少人/无人的掘进作业模式。
（4） 高度重视人才培养
联合科研机构、高校共建博士后创新基地等科研平台，建立高端人才“校企合作”柔性引进机制，健全煤矿智能化专业人才培训与考核评价体系，建设高水平数字化智能化运维队伍，着力打造数智原创技术策源地，全方位推动企业转型升级创新发展。
图10 生产管理变革 组织流程再造
梁云峰：随着智能化应用逐步深入，结合现场生产需求，不断探索新的智能化应用场景，主要分为3 个方面。
（1） 无人驾驶方面
为进一步提升井下运输效率，减少作业人员，保障运输安全，计划利用北斗定位技术，开展低照度、高水雾、高粉尘等环境下的感知技术研究，形成以4D毫米波雷达为主的多模态实时动态全息感知系统，研制满足特殊场景需求的新能源物料输送机器人及环卫机器人，助力企业安全绿色发展。
（2） 数据治理方面
为深入挖掘数据价值，强化数据分析和集成应用能力，大海则煤矿聚焦成本最小化和效益最大化，积极探索围绕“产-运-储-销-用”全链条，建立产业链价值总览分析模型，通过选取关键指标、搭建分析模型、整合评价维度、综合比对分析，将吨煤产出价值、能源利用效率、生产成本等指标进行可视化展示，提出技术改进、流程优化方案，提升整体效率。
（3） 智能快掘迭代升级方面
为解决采掘失衡，进一步提升掘进技术装备水平，目前正在推进国家重点研发课题“复杂条件煤矿巷道快速智能掘进工程示范”，基于截割自动控制、多机协同控制、掘进产尘与扩散机理，努力攻克片帮防治、自动定形截割、钻锚注一体化支护、自动铺网以及高效除尘、智能辅运等关键技术，构建“自主掘进协同作业+远程操控”的智能掘进模式。
未来，中煤陕西能源化工集团有限公司将全面贯彻新发展理念，积极落实“碳达峰、碳中和”目标，加强科技创新，数智赋能，着力培育和发展新质生产力，推动煤炭、化工转型升级，打造“煤电化新”产业格局，不断提升煤炭资源综合开发利用效能，加快建设一流能源企业，努力为国家能源安全和行业高质量发展提供中煤方案、贡献中煤力量。
策划：赵瑞 编辑：宫在芹
