陕煤集团凌鹏涛智能化大师工作室(简称工作室)于2017年成立，隶属陕煤集团神木红柳林矿业有限公司(简称红柳林煤矿) 。工作室以全国煤炭行业技能大师凌鹏涛为 带头人，成立6年来始终发扬实干、拼搏、创新、 团结的精神，通过与王国法院士团队、西安交通 大学、中国矿业大学、西安科技大学等单位紧密合 作，在煤矿自动化、“两化”融合、“三型四化” 及智能化建设方面做出了大量的创新性实践探索， 实现了红柳林煤矿全矿井3个智能化综采工作面的 常态化运行，支撑红柳林煤矿建设成为全国首批智能化示范矿井，通过国家验收并达到Ⅰ类中级水平。榜样就是力量，工作室营造了浓厚的全员创新 氛围，引领了红柳林煤矿科技创新风尚，使得基层 员工也能当上“创新状元”“创客先锋”和“创客标兵”，显著提升了红柳林煤矿智能化整体水平。 为此，工作室荣获2022年全国煤矿智能化卓越团队称号(图1)。
|
|
图1 2022年全国煤矿智能化卓越团队颁奖现场
工作室成立由来
2017年4月21 日，红柳林煤矿为进一步贯彻中央“大众创业，万众创新”精神， 全面落实省委省 政府“追赶超越”决策部署， 按照上级公司“追赶 超越再创先”工作安排，全面实施创新驱动升级 发展战略，充分发挥创新团队的示范引领作用，最 大限度地释放创客创新能量， 推动公司在“追赶超 越”中精准发力，经研究决定成立“陕煤集团凌鹏 涛智能化大师工作室”(图2)。
图2 红柳林煤矿党委书记和总经理为工作室揭牌
工作室以自动化实验室为平台，针对煤矿安 全生产智能化建设、固定场所无人值守、生产系统 (设备) 远程集中控制、井下机器人灾害探测与巷 道巡检、以及厂家技术壁垒等方面进行研究，探讨 煤矿安全生产的前沿技术，为矿井智能化提供技术 服务。工作室提出课题，集体研究立项，报创客项 目评审委员会进行评审立项，立项后组织实施， 课题完成后向公司评审委员会申请验收，最后形 成课题成果并进行归档展示。 2018年，工作室被 陕煤集团命名为“凌鹏涛技能大师(劳模创新) 工作室”。
随着“两化”融合和“三型四化”建设的深 入推进， 2020年国家八部委联合发布了《关于加 快煤矿智能化发展的指导意见》， 煤矿智能化建设 进一步加快，从而对煤矿劳动者所需掌握的数字技 能也提出了新的更高要求。有人在对前3%制造型 企业的调研中发现，在已经启动数字化转型的企业 中，超过70%的企业陷入了“试点陷阱”，难以实现规模化扩展；超过50%的企业表示，缺乏转型所需的相应人才是当前面临的最大困难，制造业的领袖力量也开始重视转型人才和能力的培养。数字化转型是业务、技术、组织3个维度的转型，归根结底是人的转型，帮助员工适应发展变化，赋予员工利用技术和数据进行创新的能力， 培养其养成思考和创新的习惯，是数字化转型的重大课题。红柳林煤矿董事长张宏指出：“在智能化建设过程中，最关键的是装备和人。一流煤矿的创建不仅依靠一流装备，更需要一流人才的支撑，尤其在智能化煤矿快速推进方面，会管理、懂技术、能操作的青年人才队伍至关重要”。工作室借此契机，在前期自动化技术积累的基础上进行了战略调整，聚焦智能、科技和技能，以吸收、沉淀、攻关、应用智能化技术为核心，以红柳林煤矿智能化战略规划为抓手，在分层实施中锻造智能化技术，提升智能化管理水平，培养智能化人才队伍，打造智能化平台，建立智能化知识库，加强全员数字技能教育培训， 普及提升员工数字素养，提高企业原创技术需求牵引能力，构建原创技术策源地，打造煤炭行业乃至国家级劳模技能大师工作室。除了带头人凌鹏涛之外，工作室由红柳林煤矿机电副总师杨臻、安全中心主任黄伟、智能化部部长石超、掘锚三队党委书记呼海龙、机电中心业务主管李乐等16名成员组成，平均年龄34岁，本科及以上学历人员比例为50%，研究生学历人员比例为10%，其中5人被评为红柳林煤矿创新状元，被誉为“状元居”，是煤矿智能化建设的先 行者、探索者和突破者。
工作室建设思路
工作室建设思路是锚定目标，解构智能化战略，提炼项目，锻炼人才，打造平台，平台孵化人才，孵化项目，支撑战略，实现内外循环自新，工作室建设思路如图3所示。
图3 工作室建设思路
煤矿数字化转型是以价值为驱动，企业应结 合自己的实际需求及业务痛点向灯塔学习，建立数字化路线图，以终极目标为导向健全工业互联网架 构，创造并引领主题明确的技术合作伙伴生态圈。 为此，工作室立足矿情，以实际问题为导向，结合 红柳林煤矿智慧风暴成果，与区队部门合作伙伴联 合创新落地，紧盯科技前沿动态，聚焦关键共性问题，对内邀请专家报告，对外参观交流学习，锚定煤矿智能化建设目标，分层解耦智能化战略，与企 业新型学徒制相结合，发挥企业培养主体作用，培 养和评价“双结合”，企业实训基地和合作伙伴培 训基地“双基地”，企业导师和合作伙伴导师“双 导师”培养模式，实现业务、技术、组织3个维度 的融合转型，在推进战略规划中培养人才，建设 智能化平台和知识库，打造煤矿智能化人才培养的 “黄埔军校”。
工作室将红柳林煤矿智能化战略规划内容分 为基层现场问题、成熟工程项目、前沿尖端问题3 个部分，对应技能组、技术组、科研组3个小组来 承接相应部分的战略落地和工作内容。传统封闭式 的科层组织结构存在上下层之间信息不共享、信息 传递衰减、效率低下等问题。针对上述问题，工作 室及时对组织结构进行调整，与区队部门进行共建 共享。这种团队式的技能传递，使得组织运作更加灵活，加快了技能在组织中的传递速度，逐步呈现出扁平化、网络化的特征，具有整合与吸纳的功能， 有效延伸了技能传递的边界， 提升了技能传递和共 享的效率，为煤矿智能化在重构组织结构方面进行 了有效探索与实践，工作室组织结构如图4所示。
坚守初心传精神、扎根煤矿献智慧、脚踏实 地解难题是工作室一贯秉持的基本理念，凝聚经验 丰富的技术骨干力量，激发创新活力，发挥整体合 力，积极探索承担本行业、本单位技术攻关和技术 创新项目，解决生产实际问题，为企业发展提供技 术支撑。随着一个个项目被建成， 一个个难题被攻 破，工作室在行业里也逐渐树立起创新示范标杆的形象。
图4 工作室组织架构
工作室工作成效
截至2022年底， 工作室累计完成创新项目110项，申报国家专利15项，发表论文20余篇，累计为公司创造经济效益4 627.9万元，其中“设备周期性节点检修及工况在线监测预警系统”项目获陕西省职工优秀科技创新成果银奖， “井下供排水自动化远程监控自主研发应用”项目获陕煤集团职工科技创新一等奖， “大型现代化矿井皮带运输系统堆煤声呐智能检测系统”项目获陕西省职工“优秀科技创新成果”奖。红柳林煤矿基于工业互联网架构的智能矿山平台成功入选“2022年特色工业互联网50佳”，在全国煤炭行业尚属首例。
智能化综采工作面的扎实推进
2012年，红柳林煤矿开始全国首套大采高智 能化综采工作面的建设，在推进落地时存在诸多问 题。例如， 由于外部信号异常，采煤机数据时断时 续，无法正常工作，严重影响井下生产。为解决该 问题，工作室用2天的时间集中攻关，成功解决了 通信故障。用3天的时间调试，完成了艾柯夫采煤 机的远程控制，真正实现了地面/控制台的一键启 动功能。
煤机的精确定位是智能化综采工作面的核 心。综采工作面原来采用红外对射定位煤机，每个 工作面至少需要170多个红外传感器，经常由于煤 尘煤泥遮蔽导致定位不准确， 造成液压支架动作混 乱，最终导致高故障率、高维护成本。为此，工作 室创新性地提出利用脉冲编码器和旋转编码器进行 定位，定位精度高，可靠性高，成本低，较好地解 决了综采工作面煤机定位问题，推动了智能化综采 工作面的进步，使得每个综采工作面至少降低20 万元的成本。
采煤机程序经常乱码，需要厂家上门通过优 盘重置程序，时间周期长，严重影响采煤生产，因 此煤机程序必须掌握自己手中。工作室对该问题进 行了系统化研究和解决，现在已经可以自行刷写程 序；对于煤机控制器故障，也可自行购买设备维 修。目前，工作室已基本理清采煤机的codesys程 序，在实现“能源的饭碗必须端在自己手里”这一 道路上继续奋进。
通过诸多的探索与改进，管理与创新，一线 工人对智能化采煤从原来的“嫌麻烦、不愿用”到 现在的“离不开”，这一系列革新给井下生产一线 带来了意想不到的改变。综采队人员总数从原来的 每个队120多人减半到现在的60多人，节省的人工 成本在今天依然相当可观。
煤矿智能化建设的全面绽放
2021年，红柳林煤矿为打造智能协同标杆矿井和建设国家首批智能化示范矿井，将工作室所驻的智能化部设为红柳林煤矿智能化建设的牵头部 门，成立了智能化建设工作专班，负责智能化建 设项目的研究谋划、组织领导、统筹协调、整体推 进，确保智能化建设工作高效率、高质量推进。
目前，红柳林煤矿已建成智能作业管理系 统、智能掘进系统、智能化灾害防治系统、千眼视 频监控系统等33个智能化子系统，完成了采掘、 供排水、供电、通风、主辅运输、安全监测、洗选 等环节的智能化升级改造。洗选厂减员90人，掘 进进尺单月突破1 700 m大关，智慧运销助力矿井 铁运煤销量突破千万吨大关。红柳林煤矿通过不断 地探索实践和系统优化，在原有领域中立新意，在 空白领域中攻坚克难，实现了洗选系统智能化、装 车系统智能化、综采工作面智能化，智能化综采工 作面自动化生产率高达97 .7%以上，日产高达9.2万 t ，单面单班生产人数由14人降至最低5人，实现了 多类系统的联动互通，智能矿山建设成效显著。
煤矿智能化人才的赓续传承
煤矿智能化的发展必须实施建设与运维双轮 驱动，缺一不可。这离不开复合型专业技术人才， 既要有煤矿专业的背景和历练，又要有信息化的技 术和思维，才能更快更好地推动煤矿向高级智能化 发展，实现智能系统化与系统智能化。为此，工作 室在成立伊始就非常重视人才的培养，以师徒形 式，通过指定时间、地点和教学大纲，进行现场传 授、理论教学、实战训练，将自己的专业技能毫无 保留地传授给徒弟。工作室通过组织开展职业能 力水平评价线上培训、考前辅导课程、实操培训 等课程，大幅提升了职业能力水平评价通过率， 2021年职业能力水平评价通过1 000人，通过率达 82%。工作室成员在全国行业技能竞赛“河南能源杯”、“陕煤杯”全国煤炭行业职业技能竞赛、陕 西省职业技能竞赛等大赛中担任技术教练、裁判， 并有6 名参赛人员，其中2 人分别获“河南能源 杯”三等奖、“陕煤杯”全国煤炭行业技能大赛金奖。工作室面向红柳林煤矿、陕西陕煤陕北矿业有限公司、陕西陕煤榆北煤业有限公司、陕煤集团神 南矿业有限公司等进行智能化培训，还作为中国煤 炭机械工业协会特聘专家在全国煤矿智能化建设和 智能采掘技术装备应用现场研修班授课(图5)， 学员反响热烈，取得了良好的教学效果。工作室累 计培训350余场，培训人员上万人次，被评为陕西省带徒名师。
图5 工作室带头人凌鹏涛在全国煤矿智能化建设和智能采掘技术
工作室展望
未来，工作室将继续与院士团队、科研院 校、品牌科技公司等单位深度合作，持续深耕智能 化技术，联合建设基于工业互联网架构的智能化煤 矿研究实验室，打造“基于工业互联网架构的智能 化煤矿教学研一体化培训平台”，围绕煤矿智能 化，以智能化专业人才培养为目标，构建场景化和 平台化的实训模式，加快人才梯度培养。按照工业互联网架构，集工控实训、“矿鸿”系统、设备模装备研修班进行授课型、数通承载网、云平台、大数据、人工智能、元图工坊等为一体，搭建贯通底层设备到上层应用的教学研一体化平台，将新一代信息技术与煤矿安全生产经营管理深度融合，实现智力的叠加、聚合与倍增，助推煤矿智能化高质量发展。
