让“一人采煤时代”走进现实

发布时间:2024-04-24 20:28:42 来源: sp20240424

  “智慧矿山”开创者的新目标——

  让“一人采煤时代”走进现实

  ◎本报记者 王延斌

  1月10日,刚刚从母校中国科学院数学与系统科学研究院举办的首届院友论坛归来,卢新明又要飞往宁夏参加会议。在这位集“科学家+企业家”于一身的山东科技大学教授的日程上,多项重大项目刚刚通过验收,但他马不停蹄——智慧矿山的推广事宜正等待他继续跟进。

  智慧矿山被视为中国矿业转型发展的新路径,其将云计算、大数据、AI等技术融入矿山中,最终实现少人化甚至无人化采矿。

  在国内首次提出智慧矿山概念并落地后,卢新明又带头将“智慧矿山信息系统通用技术规范”上升为国家标准,研发的“面向数字化采矿的软件关键技术及应用”获得国家科技进步奖二等奖。此后,山东省科技进步奖一等奖、教育部科技进步奖、中国煤炭工业科技奖等奖项先后被其收入囊中。

  但作为20世纪90年代开始创业的大学教授,卢新明并不满足于这些奖项,而是将目标瞄准在产业化上。之后,他研发的成果陆续应用到山东能源、国家能源、中煤集团等单位所属的400多个矿山。

  如今,卢新明又有了新目标,他说,技术链打通了,“一人采煤时代”有望来临。

  瞄准痛点,把“不可能”变成“可能”

  一块深埋地下千万年的煤炭要经过井田开拓、巷道掘进、地下开采、运输、筛选、清洗等一系列复杂流程,才能走向市场。在深耕矿山领域40多年后,卢新明总结:在采掘工作面,如何采用适合的方法和先进工艺,将煤炭安全、高效地开采出来非常关键。

  地下开采存在着巷道掘进量大、产煤量少、通风条件恶劣等难题。25年来,针对这些痛点,卢新明团队各个击破,并将成果推广至全国。

  通风系统是矿井的“呼吸系统”。它源源不断地将地面空气输送到井下,稀释和排除井下各种有毒有害气体和矿尘,也是防治煤与瓦斯爆炸、降温、除尘、灭火的重要技术手段。

  如何实现智能通风?计算数学专业出身的卢新明从风网的拓扑结构和状态方程入手,研发了按需调风优化、均压调节优化、风向调节优化等14项关键技术。他以计算机软件技术为主线,设计了4层体系架构,全程智能化的矿井通风系统由此诞生。

  “井下智能通风系统研发很难,之前很多人都觉得不可能实现。”卢新明做到了,他认为,只要认准方向、坚持下去,边实践边创新,总有斩获。

  通风智能化不仅涉及空间科学、采矿技术和流体力学理论,更需要数学、自动化、计算机和信息科学的底层支持。好在作为博士生导师的卢新明团队不缺乏人才,7名遍布各专业的博士确保了科研攻关没有短板。

  科技介入,工人减少70%,效率提高20倍

  “工人减少了70%,效率却提高了20倍”,这是山东能源枣矿集团付煤公司的新变化,其“幕后功臣”之一便是卢新明团队研发的智慧矿山软件系统。

  卢新明告诉记者,一个矿区的数字化建设完成后,一个可视、透明、可控的智慧矿山就诞生了,工人们在地面上对着大屏幕就能了解矿山任何地点、任何时间、任何方面的信息并做出相应决策,可谓“不出户,知天下”。

  安全是研发的起点和终点。

  在科技部关于《安全生产先进适用技术与产品指导(第一批)》的公示上,卢新明团队的项目“煤炭四维灾害模拟与预警系统”赫然在列。据了解,该系统的核心是利用先进装备和软件实现煤炭开采前、中、后全矿井地质体和隐蔽属性的精准化、可视化、透明化,并能够对地质灾害和危险源超前预知和防治。

  在卢新明创办的山东蓝光软件有限公司的展厅里,23项发明专利一字排开,而其申报的更多发明专利还在路上。“只有涉及智慧矿山的核心技术,我们才去申请发明专利。”卢新明强调,他们要解决的是从无到有的技术。

  与之相印证的一个事实,是他们研发出具有完全自主产权、不依赖于任何第三方软件的三维计算机辅助设计(CAD)/地理信息系统(GIS)一体化双功能平台,和成套智慧矿山软件产品,结束了我国采矿软件长期依赖进口的历史。

  有了好技术,如何推广便成了卢新明面临的新挑战。“现在国内有4000多座煤矿,真正成为智慧矿山的不足百座。”卢新明说。

  2020年,国家发改委等8部委联合印发《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》,提出到2035年,各类煤矿基本实现智能化。这一消息让卢新明倍感振奋。他正在做的就是打磨技术,塑造场景,推广落地。

  卢新明很有信心:“假以时日,技术链打通了,‘一人采煤时代’可望来临。” 【编辑:房家梁】