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礦坑工作智慧化,吹冷氣挖煤礦,40分鐘裝滿一火車,甘五摳零?

傳統煤礦產業向來給人一種危險、辛苦、骯髒,俗稱3K產業的印象。早期的採礦工人需要在狹窄陰暗、悶濕的礦井環境中勞動,同時面臨著各種安全隱患及因環境不良帶給身體的後遺症。但隨著科技的進步,這一刻版印象正在被徹底顛覆。

陝西榆林地處陝甘寧蒙晉五省區交界,是大陸煤炭資源最豐富的城市之一。據統計,該地區的煤炭預測儲量高達 2800億噸,而曹家灘煤礦擁有15億噸的豐富煤炭儲量,在地下 300公尺的採礦現場,映入眼簾的是正在井然有序作業的採煤機。它不斷旋轉的刀筒,將整面的煤礦烏金從礦壁上滾滾削切而下,接著透過輸送帶送至地面,再運往全國各地。與傳統狹窄低矮的礦坑不同,這裡上下高達 10公尺,長度約 450公尺,而且作業現場看不到一個人。這都得得歸功於新開發的「10米超大採高智能化綜採」設備。

之所以要研發這套設備的原因在於陝北地區特厚煤層的開發需求。這一地區擁有 10公尺左右的特厚煤層,但以往的採煤技術,最高也只能達到 8公尺多。為了盡可能開採完這些特厚煤層,工作人員只能採取多次分層的方式開採,因此開採效率不高。不過想要增加這不到 2公尺的開採高度並不是件容易的事,一來全世界沒有相同的設備可以參考模仿,工程機械的可靠性、穩定性都得一步一步的靠工程師們開發;二來地下煤礦開採高度每加 50公分,岩層控制的難度不是線性增加,而是急遽增加,突破此瓶頸成為了智能化綜採設備研發的關鍵所在。

過去靠著從國外採購設備不可靠。自行研發智慧採煤設備,歷時 4年、耗資 12億元、動員百餘名研發工程師共同打造而成。此系統包括 130台高度達 10公尺的世界最大液壓支架,以及 3350千瓦採煤機。液壓系統的壓力達到四百兆帕,等於一個液壓支架可以支撐起 400頭大象;而採煤機的 5公尺大滾筒上配備了 66個刀頭齒輪,每秒鐘能切出 1噸煤炭。雖然這二項設備體積龐大,但工作時卻異常靈活協調。液壓支架能及時跟隨採煤機的移動,精準支撐起頂板,防止岩層坍塌。當採煤機沿著煤層橫向切割,每前進 1公尺,支架就會跟進 1公尺支撐,無論採煤機是前進或後退,彼此間都有著「天衣無縫」的默契,而削下來的煤炭則透過運煤車同步傳送出坑,與運輸系統緊密銜接。這種高度協同的作業流程,大幅縮短了開採時間,也提升了整體的生產效率和安全性。

其次是智慧技術的廣泛應用。這套設備擁有強大的智慧「大腦」,搭載有上萬個感應器和 1000多顆鏡頭,通過5G技術,所有數據都會即時上傳到地面的中央控制台。這些穿西裝打領帶的「現代礦工」可以全程掌握地下各項作業的動態,查看每個支架的推進速度和壓力,監測人員的位置和狀態。一旦發現任何異常,立即採取因應方案進行調整和處置。這也是華為近年來極力開發推動的煤礦兵團,正以其5G優勢、智能工藝,欲佔一席之地。

這種高度智慧化的採煤過程,大大提升了整體的生產效率和安全性。煤炭總產量提升了20%以上,單一工作面的產能從原來的1300萬噸,提高到2000萬噸,提升幅度達到50%左右;採煤機現在每40分鐘可產出3500噸,足以裝滿一整列運煤火車而只要 5-6人即可完成。在現代礦場裡的智慧應用還不止這樣,下一篇我們將介紹更多相關設備,了解礦坑智慧升級的全貌。