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无人化智能采煤的思索者、破冰者、践行者 ——记中国煤科天玛智控副总经理黄曾华

2023-10-30 15:27:57  来源:智能矿山杂志  作者:--
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初心使命 点燃青春之火

煤炭开采行业历来被视为高危行业,煤矿井下不仅黑暗潮湿,还存在水、火、瓦斯、煤尘、顶板等灾害,威胁着煤矿工人的生命安全。21 世纪以来,尽管我国煤矿事故逐年下降,但让煤矿工人从这种恶劣的工作环境中解放出来,实现无人化开采,是治本之策。

2020 年2 月25 日,国家发展改革委、国家能源局等八部委印发《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》,指出:煤矿智能化是煤炭工业发展的必由之路,是实现新时期、新煤炭、新格局高质量发展目标的核心技术支撑。智能开采是煤矿安全高效生产的重要手段,已成为我国煤炭开采技术的发展方向,采煤工作面无人化势在必行。

2002 年,黄曾华毕业于北方工业大学计算机科学与技术专业。当时,计算机专业还非常热门,不愁找不到工作,短短一周的面试他同时获得了3 家公司的录用函,分别是民营企业(华为北京研究院)、日资企业和科研转制单位(北京天玛智控科技股份有限公司,当时属于煤炭科学研究总院),3 家公司给出的薪资按顺序倍数递减。是机缘巧合,更是使命使然,黄曾华选择了北京天玛智控科技股份有限公司(简称天玛智控),成为了一个真正的煤炭人、天玛人,从此与采煤结下了不解之缘。

黄曾华出生于南方的农村,从小养成了吃苦耐劳的习惯,但当他满怀激情投入工作岗位开始工作时,严峻的现实让他不得不面对陌生的环境和领域:第一次紧张地坐罐笼感受飞速下坠,第一次笨手笨脚坐上猴车,第一次感受小火车的叮叮咣咣,第一次爬几百米长的陡坡气喘吁吁,第一次体验工作面水没过胶鞋,还有许多的第一次,这是成千上万矿工的日常,而这时8 h 的工作还未真正开始。自认为是“白领”身份的黄曾华经历了第一次下井,便给自己贴上了“黑领”的标签。

这些“第一次”激励着黄曾华,他主动请缨奔赴现场,深入一线。连续出差5 个月,创下公司单次出差的时长纪录,与煤矿工人同吃同住,一起下井。整整5 个月,他硬是咬着牙坚持了下来,虽然煤矿的条件艰苦,但并没有吓倒他,反而激发了他的斗志,纯朴的煤矿工人感染了他,一线矿工的艰辛感动了他。从此,黄曾华决定扎根煤炭行业,下定决心要用自己的智慧为矿工减轻劳动强度,提升矿工安全系数,踏上了无人化智能开采的道路,这一干就是21年。

“把人民群众生命安全和身体健康放在第一位!”黄曾华对此有着深刻的理解,成为他工作实践中的指南。如何通过“无人化采煤”解放一线采煤工人,让他们远离危险、恶劣的工作环境,让采煤成为一项安全、受人尊敬的体面工作是这一代煤炭科技人的初心和使命,21 年前就在黄曾华的心中点燃了青春之火。

潜心研究 开创无人采煤

无人化采煤技术研发应用的征程上,会遇到很多的困难和阻碍:国外没有成功经验,没有先进技术可供借鉴;国内对无人化采煤可行性存在质疑甚至反对;矿井地质条件各异,对无人化技术提出高要求;技术难度高、涵盖范围广,研发此项技术困难重重。

2012 年,天玛智控为加快综采工作面自动化研发,决定成立无人化开采项目部,组建以“综采工作面无人化开采”为核心的专业研发团队,黄曾华担起团队负责人的重任,他克服内外压力,率领着一群有着同样远大理想的伙伴拉开了无人化智能开采探索的序幕。

从我国实际国情出发,针对我国煤矿井下煤层赋存多样、地质条件复杂、工作环境恶劣、用人多等问题,黄曾华带领团队在曲折艰险的崎岖路上百折不挠地迎接挑战,经过多年潜心攻关,终于取得以下成果:突破了综采工作面“少人、无人开采”煤炭行业重大难题,自主研制了我国首套煤炭综采成套智能系统,并率先在陕西陕煤黄陵矿业有限公司一号煤矿(简称黄陵一号煤矿) 实现了我国第一个“无人化采煤”工作面(工作面内只有1~2 人巡视),对推动煤矿开采技术变革做出重要贡献。黄陵一号煤矿项目实现了地面调度指挥中心远程操控综采工作面装备,整套生产系统运行实现了无人化,达到减人、增安、提效的效果。

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薄煤层综采工作面

中国煤炭工业协会组织专家对项目进行了科技成果鉴定,整体技术达到国际领先水平。国家安全监管总局、国家矿山安全监察局在陕西省黄陵县召开全国煤矿自动化开采技术现场会,总结交流、学习推广黄陵一号煤矿无人化智能开采技术等先进经验。

“无人化采煤”系统的成功研发,开创了综采工作面无人化开采的先河,发现了中国煤炭智能化建设的钥匙,推动了煤矿智能化建设高质量发展。以该系统为基础的“国产装备智能化无人开采技术研究与工程实践”项目成果获得2015 年中国煤炭工业协会科技进步奖一等奖,“智能矿山建设关键技术与示范工程”项目成果获得2016 年国家科技进步奖二等奖和中国煤炭工业协会科技进步奖特等奖,“一种综采工作面生产自动化系统”项目获得中国专利优秀奖;黄曾华获得2016 年度“全国煤矿青年科学技术奖”,并成为重点领域创新团队“煤炭智能化无人开采创新团队”核心成员。

身先士卒 攻克关键难题

无人化开采技术研发过程中,由于没有成功的经验可以借鉴,黄曾华带领技术团队驻扎现场,经过长期的研究和探索,大胆并创新提出“可视远程干预”型智能化无人采煤方法:采用视觉沉浸技术,把人的眼、耳等感官延伸到工作面,实现在巷道监控中心对工作面设备进行远程操控,当发现生产过程出现偏离,可及时进行人工远程干预,从而达到工作面内无人开采的目的。

这一思路另辟蹊径地诠释了无人化智能开采的新理念,走出了“无人操作、有人巡视”的无人化智能开采生产模式,就是将操作人员从危险的工作面采场解放到相对安全的巷道监控中心或地面,实现在巷道监控中心或地面对液压支架、采煤机、刮板输送机、转载机、破碎机、巷道带式输送机、泵站、开关等综采设备进行远程干预控制,工作面内只需要设置巡视人员防止地质条件突变等异常情况,达到工作面无人操作的准无人化采煤。

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综采工作面回风巷监控中心

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与“揭榜挂帅”团队研究地面远程采煤

“可视远程干预”型智能化无人采煤方法涉及视频、语音、井上井下通信、数据传输、设备远控等多项技术,需要在各项技术基础上集成、创新。黄曾华注重理论知识和现场实际问题相结合,在实践中进行技术创新。他长期深入现场,工作在一线,身先士卒, 以矿为家。在与陕西陕煤黄陵矿业有限公司一号煤矿联合攻关“1.4~2.2 m煤层国产综采装备无人化技术研究与应用”项目中,担任项目负责人,他与煤矿用户组成攻关小组,吃住在矿,夜以继日,穿梭在工作面,与现场技术人员和使用人员沟通运行过程中存在的问题,共同研究改进方案。

“可视远程干预”型智能化无人采煤要求传统的采煤机司机和支架工要远离采煤现场,在巷道监控中心对采煤机和液压支架进行远程干预操作。这是技术创新,也是理念创新,是新的采煤模式对传统采煤的一次革命。

这对采煤机司机和液压支架工来说简直是天方夜谭,他们开了近20 年的采煤机,从来没有离开过工作面进行采煤,远程干预操作对他们来讲不仅是操作有难度,更是心里这道坎无法逾越,就连矿方领导都持审慎的态度。

黄曾华进行了反复沟通和充分论证:“可视远程干预”型智能化无人采煤从技术角度是可行的,就看矿上有没有勇气和魄力迈出这一步!终于,黄曾华的自信与执着打动了大家,矿方下决心在巷道监控中心一试。经过精心的策划与安排,矿方领导亲自陪同一起下井,并要求工作面内不允许进人,采煤机司机和支架工都坐在了巷道监控中心,黄曾华和矿长站在了监控中心,“可视远程干预”型智能化无人采煤要试验了。这是激动人心的时刻,也是采煤史上的重要时刻!

采煤机司机手握操作杆,眼睛盯着视频里的采煤机滚筒,紧张地嗓子都要冒烟了,采煤机慢慢开动起来,还没开半米,采煤机司机突然停止采煤机,紧张、惶恐、激动、兴奋使得他站起来报告“不敢割了”。黄曾华观察了一下情况,认定远程割煤条件仍是具备的,示意旁边的技术人员是否愿意操作,出了问题他黄曾华愿承担一切责任。技术人员在黄曾华的鼓励和支持下,坐在了监控中心的采煤机司机位置,重新启动采煤机,采煤机慢慢跑起来了,1架、2架、5架、10架、20架、30架,…,成功了!

采煤机司机仔细看着,嘴里嘟囔着:“这样我也能开!”他重新坐在了监控中心,不再紧张,大胆平稳地操控起来,1 刀煤、2 刀煤,…,矿长很兴奋,并问黄曾华一个影响深远的问题:“把监控中心放到地面上操作是否可行?”黄曾华经过一阵思索后回答简单而又坚定:“可行,仅需一根光缆!”随后,“可视远程干预”型智能化无人采煤在地面试验,工人反馈在地面操作比在巷道监控中心操作更舒适。黄曾华感慨道:成功了!“穿着白衬衫打着领带喝着咖啡采煤”的时代到来了!

时代召唤 铸就伟大梦想

煤矿安全的道路,只有起点,没有终点;守候矿工安全的梦想只有更好,没有最好。安全的路很长,梦想的路很远;坚守初心,唯有勇毅前行,在时代的召唤下,让梦想步步成真。矿工安全的梦想只有更好,没有最好。安全的路很长,梦想的路很远;坚守初心,唯有勇毅前行,在时代的召唤下,让梦想步步成真。

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“可视远程干预”型智能化无人采煤开启了智能采煤1.0,现在已经发展到了智能采煤3.0,即“地面规划割煤,采场无人作业”的常态化割煤模式。

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参加智能采煤高级论坛并作报告

无人化智能采煤是一个生态,需要煤矿企业、学校、科研院所等共同维护,黄曾华在行业展会、论坛等各种场合,宣传和推广无人化智能采煤技术进展、使用经验和存在的问题,就像一个传播者,执着地守护着无人化智能采煤这个航道,一旦当这个航道出现了偏离、歪曲甚至掉道,黄曾华都会勇敢而及时地站出来,理性而又冷静地向业界发出自己的声音,表达自己的观点,最大程度上促成行业共识,共筑无人化智能采煤的伟大梦想。

潜心耕耘,终有所获,无人化智能开采一直在路上。随着数字化进程的推进,大数据、人工智能(AI)、云计算、数字孪生、边缘计算等先进的计算机技术已应用于煤矿各个领域,无人化智能采煤技术也将会不断发展和提升,将适用于更广泛的煤矿,惠及煤矿工人。作为上市公司的一名管理者,黄曾华将继续秉承使命,持续深耕技术研究,踔厉奋发,勇毅前行,为煤矿行业智能化建设做出更大贡献!


责任编辑: 李艾稣

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