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在榆家梁煤礦調(diào)度中心的大屏幕上，43207智能工作面的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)跳動(dòng)。兩名監(jiān)控員按下綠色按鈕，智能工作面裝備隨即全自動(dòng)運(yùn)行，采煤機(jī)自主規(guī)劃截割路徑，液壓支架自適應(yīng)調(diào)整支護(hù)姿態(tài)，刮板輸送機(jī)精準(zhǔn)協(xié)同運(yùn)煤，煤炭順著皮帶源源不斷地輸送到地面上。

這是中國煤炭科工集團(tuán)所屬天瑪智控打造的“0+2+2”無人化采煤新模式，在這個(gè)工作面上，生產(chǎn)期間采場無人作業(yè)，順槽2人監(jiān)護(hù)，地面2人遠(yuǎn)程監(jiān)控，生產(chǎn)效率提升16.7%。這個(gè)曾經(jīng)每班需要11人值守的工作面，如今實(shí)現(xiàn)了“地面規(guī)劃采煤、裝備自動(dòng)執(zhí)行、面內(nèi)無人作業(yè)”的常態(tài)化運(yùn)行。

榆家梁煤礦43207工作面地面控制中心割煤實(shí)景

破局“卡脖子” 實(shí)現(xiàn)從“跟跑”到“領(lǐng)跑”

改革開放以來，我國煤炭產(chǎn)量逐年提升，對(duì)煤機(jī)裝備的需求越來越大，液壓支架等大型煤機(jī)裝備已基本實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，但是控制液壓支架的核心技術(shù)裝備——電液控制系統(tǒng)長期被國外壟斷。

電液控制系統(tǒng)引進(jìn)初期，國外對(duì)我國實(shí)行技術(shù)封鎖，而且設(shè)備價(jià)格昂貴，嚴(yán)重阻礙了煤炭行業(yè)的健康發(fā)展。2001年7月，為了推動(dòng)我國煤礦開采技術(shù)向自動(dòng)化方向發(fā)展，中國煤炭科工集團(tuán)出資成立天瑪智控，用中國技術(shù)守護(hù)礦工安全。

“我們白手起家，面臨著缺乏團(tuán)隊(duì)、技術(shù)封鎖等困難，產(chǎn)品從樣機(jī)到車間再到現(xiàn)場，歷經(jīng)上千個(gè)日夜的反復(fù)修改與驗(yàn)證。”談起首套SAC型液壓支架電液控制系統(tǒng)的研發(fā)，當(dāng)年的主要研發(fā)人員仍然心潮澎湃。研發(fā)團(tuán)隊(duì)克服測試標(biāo)準(zhǔn)缺失、測試儀器不全等困難，在不斷摸索中積累經(jīng)驗(yàn)，在劈波斬浪中砥礪前行，在一次次的失敗中再接再厲?！把邪l(fā)的日子雖然枯燥，但每一點(diǎn)小小的進(jìn)步都讓我興奮不已?！?/p>

2008年12月，依托“十一五”國家重點(diǎn)技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目支持，我國首套自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)SAC型液壓支架電液控制系統(tǒng)橫空出世，攻克了電液轉(zhuǎn)換技術(shù)難題，并在國家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)石溝驛煤礦投入使用，一舉打破國外多年的技術(shù)封鎖，實(shí)現(xiàn)了電液控制系統(tǒng)的“中國化”。

十年磨一劍。天瑪智控持續(xù)攀登技術(shù)高峰：2014年，SAM型綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)在陜煤集團(tuán)黃陵礦業(yè)1001工作面應(yīng)用，首次實(shí)現(xiàn)了采煤機(jī)記憶截割、液壓支架自動(dòng)跟機(jī)作業(yè)、綜采運(yùn)輸設(shè)備集中自動(dòng)化控制，開創(chuàng)了地面一鍵啟停、遠(yuǎn)程割煤，采煤工作面支架支護(hù)區(qū)域“有人巡視，無人操作”的可視化遠(yuǎn)程干預(yù)智能開采生產(chǎn)模式應(yīng)用的先河，引領(lǐng)了我國煤炭開采從綜合機(jī)械化開采向無人化智能開采的轉(zhuǎn)變。2017年，天瑪智控又成功研制出了630L/min、40MPa高端乳化液泵站，打破了國外產(chǎn)品在高端泵站領(lǐng)域的技術(shù)壟斷。

目前，天瑪智控已經(jīng)形成了SAM、SAC、SAP三大核心產(chǎn)品，通過“大腦—神經(jīng)—心臟”的有機(jī)協(xié)同，構(gòu)建起煤礦智能化開采的閉環(huán)控制體系，在打破國外技術(shù)、產(chǎn)品壟斷的同時(shí)，核心產(chǎn)品技術(shù)、性能、質(zhì)量、可靠性等均達(dá)到了國際領(lǐng)先地位。

“十三五”期間，國家能源革命戰(zhàn)略的推進(jìn)，使煤礦智能化轉(zhuǎn)型成為行業(yè)發(fā)展的必然選擇。中國工程院院士、中國煤炭科工集團(tuán)首席科學(xué)家、天瑪智控科技委主任王國法介紹：“我們以‘智能開采控制技術(shù)及裝備’等核心課題為抓手，攻關(guān)煤層精準(zhǔn)探測、人工智能、大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，探索‘透明工作面’的智能無人化開采理論及技術(shù)實(shí)踐，形成了采煤裝備自主感知、自主決策、自主控制的智能化自適應(yīng)采煤模式?！?/p>

現(xiàn)在，主要技術(shù)成果正在全國煤炭企業(yè)500多個(gè)工作面上應(yīng)用，成為中國煤科智能制造走向世界的閃亮名片。

科技攻堅(jiān)，挺進(jìn)無人化采煤“深水區(qū)”

我國煤礦智能化開采技術(shù)已經(jīng)處于國際領(lǐng)先水平，科技創(chuàng)新也進(jìn)入了深水區(qū)，亟需通過自身努力，取得更多原創(chuàng)性、突破性的技術(shù)成果。

2020年2月，國家八部門聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》提出，到2025年，綜采工作面內(nèi)達(dá)到少人、無人操作。天瑪智控以提升煤礦工人安全感與幸福感、實(shí)現(xiàn)煤礦轉(zhuǎn)型升級(jí)和高質(zhì)量發(fā)展為使命，發(fā)布“無人化采煤控制系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用”攻關(guān)項(xiàng)目，專題攻關(guān)無人化智能開采控制技術(shù)難題。

2021年盛夏，天瑪智控面向行業(yè)廣發(fā)“英雄帖”，廣邀英才攻克無人化采煤難題。明知山有虎，偏向虎山行。王峰、劉清2位揭榜人從7支揭榜團(tuán)隊(duì)中脫穎而出，帶領(lǐng)榆家梁、黃陵2個(gè)團(tuán)隊(duì)以國家能源集團(tuán)榆家梁煤礦和陜煤集團(tuán)黃陵一號(hào)煤礦作為示范項(xiàng)目，通過“賽馬機(jī)制”攻關(guān)無人化智能開采項(xiàng)目。

在榆家梁、黃陵一號(hào)兩個(gè)煤礦，面對(duì)地面規(guī)劃截割極限位置自動(dòng)返刀精度不足導(dǎo)致“割不透”的技術(shù)瓶頸，工程師團(tuán)隊(duì)深入井下，反復(fù)測量嘗試，通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)捕捉關(guān)鍵標(biāo)志物動(dòng)態(tài)軌跡，深入分析數(shù)據(jù)規(guī)劃，成功突破設(shè)備空間定位補(bǔ)償、多傳感數(shù)據(jù)融合等核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)極限工況下的智能判定與連續(xù)多刀自主返刀作業(yè)。為獲取良好的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，做好煤機(jī)位置計(jì)算和支架動(dòng)作分析，團(tuán)隊(duì)成員熬更守夜、廢寢忘食。疫情期間，團(tuán)長和工程師們主動(dòng)請(qǐng)纓，住進(jìn)隔離帳篷，這樣可以及時(shí)進(jìn)入礦區(qū)，推進(jìn)工作進(jìn)度。

“無人化采煤控制系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用”攻關(guān)項(xiàng)目

2022年寒冬，兩個(gè)示范礦井同時(shí)傳來捷報(bào)：榆家梁煤礦建成“0+2+2”的無人化采煤生產(chǎn)模式，生產(chǎn)效率提高16.67%；黃陵一礦建成“0+3”的無人化采煤生產(chǎn)模式，生產(chǎn)效率提高13.81%。兩項(xiàng)成果經(jīng)鑒定，均達(dá)到國際領(lǐng)先水平，為我國無人化采煤提供了新樣板，標(biāo)志著中國煤礦智能化開采正式邁入智能采煤新時(shí)代。

王國法院士表示，“十四五”期間，天瑪智控面向世界科技前沿、面向國家重大需求、面向人民生命健康，全力攻堅(jiān)無人化智能開采控制技術(shù)，首創(chuàng)“地面規(guī)劃采煤、裝備自動(dòng)執(zhí)行、面內(nèi)無人作業(yè)”新模式，真正做到采煤工作面支架區(qū)域內(nèi)生產(chǎn)過程無人，確立了國內(nèi)外煤炭開采的引領(lǐng)地位。

目前，該項(xiàng)成果已經(jīng)在國家能源集團(tuán)、陜煤集團(tuán)、山東能源集團(tuán)、四川嘉陽集團(tuán)等多個(gè)企業(yè)所屬礦區(qū)推廣應(yīng)用。

智能智造，鍛造智能開采“大國重器”

《中國智能制造2025》明確提出加快推動(dòng)新一代信息技術(shù)與制造技術(shù)融合發(fā)展，把智能制造作為兩化深度融合的主攻方向，在重點(diǎn)領(lǐng)域試點(diǎn)建設(shè)智能工廠及數(shù)字化車間。

天瑪智控將智能工廠建設(shè)列入企業(yè)發(fā)展規(guī)劃，圍繞工廠建設(shè)、研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)作業(yè)、生產(chǎn)管理、運(yùn)營管理等五大業(yè)務(wù)模塊，建成6套智能加工系統(tǒng)、8條柔性智能裝配生產(chǎn)線和多臺(tái)（套）智能專機(jī)、1個(gè)大數(shù)據(jù)中心和20余套信息化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)廠區(qū)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)與能源消耗情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

天瑪智控創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)基地自動(dòng)化產(chǎn)線

技術(shù)人員介紹：“在我們的智慧工廠，生產(chǎn)任務(wù)自動(dòng)分解、生產(chǎn)計(jì)劃自動(dòng)下達(dá)、生產(chǎn)過程自動(dòng)執(zhí)行、物料按需及時(shí)配送、數(shù)據(jù)智能分析、異常智能調(diào)度。每10分鐘下線一組電液控?fù)Q向閥成品，每36小時(shí)裝備一個(gè)采煤工作面。從毛坯上線到成品下線，全流程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化?！?/p>

“通過柔性生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)了多品種產(chǎn)品柔性混線加工。以前需要3臺(tái)機(jī)床、人工操作才能完成，現(xiàn)在一臺(tái)智能設(shè)備就可以了，效率提升30%，還減少了90%的停機(jī)時(shí)間。”操作人員介紹。在裝配車間里，通過AI、視覺識(shí)別、復(fù)雜調(diào)度等技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)約作業(yè)人員29名，效率提升36%，年產(chǎn)量可滿足全國半數(shù)以上煤礦用戶需求。

智造升級(jí)帶來質(zhì)的飛躍。通過14個(gè)智能制造場景，實(shí)現(xiàn)了從研發(fā)到生產(chǎn)的全流程智能協(xié)同，關(guān)鍵設(shè)備聯(lián)網(wǎng)率達(dá)到100%，產(chǎn)品合格率達(dá)99.61%，產(chǎn)品研制周期縮短20.59%，全員勞動(dòng)生產(chǎn)率提升20.65%。

展望未來，從智能采煤到多元化布局，中國煤炭科工所屬天瑪智控追求的不僅僅是企業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，更關(guān)乎著整個(gè)煤炭行業(yè)在新時(shí)期的蝶變。在科技進(jìn)步與環(huán)境保護(hù)并重的今天，天瑪智控正以創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)和戰(zhàn)略眼光，朝著智能化、數(shù)字化的未來不斷邁進(jìn)。