煤矿井下生产空间狭窄、环境潮湿、粉尘高、噪声大,任何设备状态的“不可见”和管理链条的“断点”,都可能放大为安全风险。
长期以来,井下压风等系统阀门数量多、分布散,传统管理多靠人工巡检和现场排查。
一旦阀门误关或设备异常导致停风等情况,作业人员往往需要在低照度巷道内逐段确认、逐点排障,耗时长、暴露风险高,也容易造成生产组织被动。
辅助运输环节同样存在“靠经验、靠喊话、靠人工”现象,定位误差、调度迟滞与避险能力不足叠加,使井下物流效率和本质安全水平难以同步提升。
从原因看,煤矿井下设备类型多、分布广、工况变化快,传统有线采集与控制方式在扩容、维护和抗干扰方面成本高、难度大,线缆铺设多、检修频繁,容易形成“投资高—维护重—更新慢”的循环。
另一方面,部分运输装备的车载终端功能单一,数据采集与回传能力有限,缺少对人、车、巷道环境的融合感知;在复杂巷道中,单一定位手段易受遮挡、多径等影响,导致动态定位不稳,进一步限制了智能调度、会车避障和路径规划的实现。
这些痛点带来的影响直接指向安全与效率两条主线:一是隐患排查和应急处置环节对人力依赖过强,矿工在高风险场景中的暴露时间延长;二是设备数据无法实时汇聚,难以形成可追溯、可分析的生产管理闭环;三是运输系统协同弱,人员、车辆、物资流转效率受限,制约高质量发展。
随着煤炭行业向智能化、少人化方向迈进,数据“看得见、传得回、控得住”,运输“可定位、可预警、可调度”正成为越来越多矿井的现实需求。
围绕“让数据替人跑、让风险早发现”的目标,中国煤科北京华宇工程师梁沫带领团队在井下离散设备远程管控方面进行攻关。
针对传统5G模组在井下规模部署中面临的成本与功耗压力,团队瞄准5G轻量化技术方向,研发矿用5G轻量化本安型智能网关,通过对带宽、天线等能力进行适配优化,降低部署门槛,提高设备接入的经济性与可维护性。
在应用端,通过在采集与控制环节引入轻量化接入能力,实现阀门等离散设备状态的实时回传与远程管控,使“人找故障”转向“系统报异常”,减少不必要的下井排查与重复劳动。
相关实践显示,矿井可减少大量线缆铺设与维护负担,进一步释放运维人力,将更多精力投入到关键工序保障与风险预防中。
在辅助运输领域,团队将智能化的着力点放在“感知—定位—协同—闭环”上,探索用更强的数据融合能力重塑井下物流网络。
在陕西延长石油巴拉素煤矿等场景中,团队构建智能辅助运输体系:一方面升级车载终端能力,融合视觉识别、多源传感与边缘计算,对驾驶员状态、车辆工况和巷道环境进行实时感知,形成从安全监测到预警处置再到任务调度的链条化管理;另一方面针对井下定位难题,探索多模态融合定位思路,将视觉、惯性导航与近距离高精度定位技术协同使用,提升复杂环境下的动态定位可靠性,为会车避障、智能导航和精细化调度提供支撑。
同时,通过运输协同平台打通人员、车辆、货物等要素数据,实现准入认证、任务下发、过程跟踪、异常处置的全流程数字化管理,让运输组织从“分段管理”迈向“统一调度”。
从对策层面看,煤矿智能化转型需要在关键环节形成可落地、可推广的组合拳:其一,以安全需求为牵引,在压风、供电、排水、通风等系统加快设备状态在线化与控制远程化,建立实时监测、预警联动和闭环处置机制;其二,以成本可控为前提推动网络与终端轻量化部署,减少重复建设和运维负担;其三,以数据治理为抓手,推动设备、人员、工艺、环境数据统一标准、统一汇聚、统一应用,形成可追溯的生产管理链;其四,在辅助运输等高频场景优先突破,利用高精度定位与智能调度提升效率,并以场景成效反哺系统升级,逐步实现从“点状智能”向“系统智能”跃迁。
展望未来,煤矿智能化将从“能连上、能看见”走向“能决策、能自适应”。
随着轻量化接入、边缘计算、多源融合感知等技术在井下场景进一步成熟,更多离散设备将具备“自报状态、主动预警”的能力,运输组织将更接近“可预测、可优化”的运行模式。
与此同时,智能化建设也将更加注重本安要求、标准体系与运维体系的协同完善,推动成果在更多矿井复制推广。
对于行业而言,技术进步的最终指向不是炫技,而是让矿工少一些奔波、多一分安全,让生产更稳定、更高效、更可持续。
梁沫的故事反映了当代中国科技工作者的担当精神。
她没有被传统行业的复杂性所吓倒,而是用新技术赋能传统产业,用创新思维解决现实问题。
在煤矿智能化转型的大背景下,像梁沫这样的女性科技工作者正在成为推动行业升级的中坚力量。
她们用笔下的每一条设计线、每一行代码,将安全、效率和人文关怀融为一体,让古老的煤矿焕发出新的生机。
这种科技向善的力量,正在深刻改变着矿工们的工作方式和生活质量,也为整个能源行业的高质量发展指明了方向。