煤炭
煤炭
置身煤海，“蛟龍”開路，是所有煤炭人的夢想。
1982年，一位20歲剛出頭的中國礦業大學畢業生到煤礦實習。
井下，近百人擠在窄小的空間里，靠原始的“打眼放炮”手工開采，勞動強度大、作業環境差，用工人自己的話形容，那就是“四塊石頭夾著一塊肉。”
此情此景，給初出課堂的他帶來強烈震撼。年輕的小伙子下定決心，一定要用自己所學，改善井下工人的作業環境。
2014年，一套創下穩定圍巖單月進尺3088米世界紀錄的“煤海蛟龍”橫空出世。2023年，“煤海蛟龍”4.0升級換新。
曾經的少年，正是“煤海蛟龍”總設計師、中國煤炭科工集團首席科學家王虹。
工欲善其事，必先利其器。1978年，全國煤炭產量6.18億噸，2022年，這個數字是45.6億噸，煤炭產量的跨越式提升離不開煤機技術的革新。
傳統的煤炭開采，掘進、支護、運輸三者分離，設備多、調度慢、井下操作人員多。“煤海蛟龍”把三者有機整合在一起，破解了掘進、支護、運輸不能平行作業的世界級難題，為煤炭行業帶來新氣象、新變化。
能效之變
秋冬交替，陜北高原透出寒意。
500米井下，79米“長龍”盤踞。
黃陵礦業二號煤礦217智能掘進工作面，8名工人組成一個班組進行煤炭開采。
“以前掘進作業每個班至少要18個人，現在只需8、9個人，有了地面遠程操作系統，下井人數比原來少多了。”煤礦副總經理楊波說。
在人員做“減法”的同時，能效在做“加法”。黃陵礦業二號煤礦屬于高瓦斯中厚煤層礦井，在這樣的地質條件下，傳統掘進月進尺最高在200多米，而現在可以穩定在550米。
掘進二隊隊長常哲告訴記者，有了“煤海蛟龍”輔助，月進尺普遍比原來提升2到3倍，像黃陵這樣的復雜地質條件也能提升1倍以上，可以有效緩解礦井生產接續緊張，騰出更多時間進行備采工作面瓦斯治理，為采煤創造安全環境。
常哲提到的“礦井生產接續緊張”，也稱為“采掘失調”。簡單來說，掘進與采煤是煤礦生產的兩個基本環節。掘進先行，采掘合理配合，煤礦才能正常運轉。如果掘進工程滯后，不能準備出足量的采煤工作面，將造成生產被動、產量下降的狀況。
目前，我國有4000多處煤礦，每年新掘進巷道總長超過1萬公里。任何掘進技術上的小改進，輻射到行業，都能帶來巨大改變。
在“割得動”“支得住”的同時，要實現“掘得快”。“提高掘進效率，更新快掘技術，這個問題不能忽視，也不能繞著走。”王虹說。
隨著鉆錨一體化技術的突破、自動施工和自動控制系統的運用，“煤海蛟龍”不斷刷新掘進速度。2022年3月，復雜圍巖條件下，實現月進尺856米。2022年5月，中等穩定圍巖條件下，實現月進尺2086米。
王虹表示，黃陵礦業二號煤礦井下的這條“長龍”，并不是固定形態，所謂“有什么馬配什么鞍”，技術人員也會根據地質條件進行組裝配套，目前“煤海蛟龍”最長可以達到200多米。
“煤海蛟龍”3.0版本適用范圍就拓展到了中等穩定圍巖及較復雜圍巖，而且不僅僅是煤礦，金礦、鉀礦等礦藏，水利建設、隧道挖掘等領域，“煤海蛟龍”也能施展拳腳。
安全之變
煤機技術人員與煤礦工人的關系是那樣緊密。
王虹講起一件往事，上世紀末，在研發EBJ-120TP型掘進機時，需要收集大量資料。原平頂山一礦開拓區工人蔡子章是個有心人，他將曾經試用過的許多國外掘進機的優缺點、工藝，留心整理下來，還把工人們在井下多年工作積攢的經驗、遇到的問題一一講給研發團隊，在我們對國外先進設備知之甚少的時候，這些情況和數據，是何等珍貴……
掘進機下線，被命名為“EBJ-120TP”，其中的“T”代表研發單位中國煤炭科工集團太原研究院，“P”就代表著平頂山一礦。
曾經，EBJ-120TP型掘進機引領風潮，今天，更多煤機新面孔發光發熱。
走進太原研究院彩虹基地生產車間，一臺臺裝配了“鋼筋鐵骨”的大塊頭，將行走于其間的人襯得很小。
2022年，山西原煤產量邁入10億噸大關，每天約有23萬名煤炭產業工人奮戰在生產一線。滾滾“烏金”點亮萬家燈火，煤礦工人要付出汗水、健康，有時甚至是生命。
威脅井下安全的水、火、瓦斯、煤塵、頂板被稱為“五害”。1978年全國煤礦平均百萬噸死亡率9.713，2022年下降到0.054，讓工人遠離危險，棄用人海戰術，采用現代化設備，勢在必行。
今年，“煤海蛟龍”升級到4.0版本，智能化提升安全感。通過集群控制，設備配備了一鍵啟停、自主行走、遠程截割等功能，工人在井下作業可以更踏實了。
太原研究院智能控制技術分院工程師王德光用3個特點概括最新一代的 “煤海蛟龍”。
——工人距離操作設備越來越遠。從站在設備上，到拉開距離通過遙控，再到后移至工作面500米以上的集中控制室操控?，F在，工人在地面，甚至在云端也能對設備進行操作。
——井下導航系統越來越精。經過幾次迭代，最終選定了慣性導航技術作為“煤海蛟龍”的視力支撐，茫茫煤海也能精確定向。
——設備控制系統越來越準。煤機設備輕則幾十噸，重則上百噸，大量智能感知系統、路徑算法和精確控制方法，5G、大數據、云計算等新興技術準確掌控著“煤海蛟龍”的一舉一動。
觀念之變
記者問王虹總設計師，面對競爭激烈的世界煤機行業，“煤海蛟龍”的“護城河”是什么?
“沒有哪種‘護城河’永遠寬闊，如果有的話，那就是不斷破舊、創新迭代!”
在太原研究院，首臺、首套、首例;填補國內空白、攻克世界級科技難題的字眼被反復提及。“基礎研究、核心元部件的攻關，不做是不行的。”太原研究院黨委副書記、總經理宋德軍說得堅定。
2022年，國內首個礦用導航技術實驗室在此建立，試驗室聚焦礦井少人化、無人化研究方向，立志攻克“卡脖子”技術。“一個辦法不行就再想一個。”“一定解決這個難題。”“不讓問題見到第二天的太陽。”在與科研人員交流過程中，新一輩煤炭人身上依舊閃耀著老一輩煤炭人“特別能戰斗”的精神光芒。
作為山西省重點培育的高端裝備制造產業鏈“鏈主”企業，太原研究院也發力帶動上下游企業匯聚。以機械結構件為例，省內就能滿足約三分之一的供貨需求，鏈上企業隨之發展壯大。一些高端液壓、電氣元部件，一開始主要從歐美等國家采購，近幾年已在國內培養了一批供應商。
論分量，也要看成色。宋德軍說，“客觀來講，國內供應商還是提供基礎的元部件多。但我們相信，供應商是培養出來的，我們非常愿意將數據、技術與優質供應商共享，實現協同創新，鏈上共贏。”
圖強意縱橫，煤海煉蛟龍。
“礦井智能化、無人化是時代機遇，作為國資央企，我們將以國家使命為牽引，以市場為導向，力爭實現行業核心技術自主，靠差異化取勝。”宋德軍信心十足。
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