山东能源李楼煤业智能综采工作面

卸压钻机旁配置了摄像仪，对施工过程进行动态监管

兖矿能源旗下煤矿智能开采试验中心正在举行矿井安全生产技术比武 记者 时娜 摄

工人坐在山东能源李楼煤业调度指挥中心实时审核防冲卸压钻孔施工规范性 记者 时娜 摄

——盘古大模型赋能千行百业之煤炭样本

工作人员轻轻按下桌面操控台上的启动按钮，轻点鼠标，监控大屏幕上的采煤机、皮带、转载机等便动了起来，割煤、移架、推溜，原煤从煤壁落下，通过主运皮带等设备源源不断地被输送至地面……这是上海证券报记者在山东能源李楼煤业调度指挥中心看到的智能化采煤一幕。

在能源转型升级大背景下，AI技术正助力煤炭开采业迈向高质量发展。近年来，煤矿智能化建设步伐逐步加快，5G、人工智能、大数据、工业物联网等新技术被应用到地下深处，改变了煤炭开采的作业方式，让几代煤矿人“坐在地面采煤”的梦想变成现实。近期，记者走访调研鲁西南多座煤矿，在数百米深井下感受人工智能、大数据、5G等新技术与煤矿生产深度融合的场景。

大模型下井

“煤黑子”变身“煤亮子”

每当提到采煤、矿工，不少人脑海里都会浮现煤尘飞扬的矿洞以及工人黝黑的脸庞，但在位于山东菏泽的李楼煤业，记者看到，这里的矿井充满了“智慧”味儿：厂区洁净，绿植满目，且一半以上的煤矿工人实现了坐在地面办公室采煤的“梦想”。

换上矿工装备，乘坐罐笼（矿井里的升降机）下到距离地面800多米的井下，再换乘矿山“小火车”前行近2000米，又步行数百米后，便到了李楼煤业的智能化采煤工作面。一路上，记者只看到零星几位作业人员，但每隔一段距离就能看到摄像仪、无线基站等设备以及采煤机等采煤设备都装上了传感器等信息控制单元。靠着这些装置，千米之外的地面调度指挥中心便能清晰观察、诊断井下的设备及人员工作状况。

“这个综采工作面所有设备全是远程控制、集中控制，控制地点在1000米之外，整个采煤过程可以做到一个人也没有。”李楼煤业副总经理于永学告诉记者。

“采煤作业现场有大量粉尘和水，简单的视频监控起不了作用。即便装了摄像仪，依然需要大量的煤矿工人下井巡检设备。”华为常务董事、华为云CEO张平安表示，“我们采用了透尘大模型的算法，即便有些摄像头有尘土遮挡，也能清晰地看到采煤和设备运行画面。另外，通过盘古矿山大模型，可以非常容易地识别出采掘过程中出现的大块岩石及大块煤等。大模型让地面的工作人员不用下井就能够看得全、看得清、看得准，在地面就能进行采煤作业。”

中国是世界上受冲击地压影响最深的国家之一，而钻孔卸压工程是冲击地压防治的主要手段。在李楼煤业矿井里，记者看到卸压钻机旁都配置了摄像仪。

“在采煤过程中，岩体应力猛烈释放会导致事故，通过打孔产生一定空间可以释放应力。在卸压钻孔施工时，人员操作不当，比如深度不够、角度错了等，会影响卸压效果，导致安全隐患甚至事故。这个摄像仪就是用来对施工过程进行动态监管的。”于永学说。

“原先防冲部门进行防冲卸压工程规范性验证需要工人下井一个个看，引入大模型后，工人坐在地面办公室就能完成这项工作，隔天审核变成分钟级实时审核、实时告警。防冲卸压施工孔深监管的引入，不仅可以降低82%人工审核的工作量，原本需要3天的防冲卸压施工监管流程，现在缩短至10分钟以内，实现防冲工程100%验收率。”李楼煤业党委书记、执行董事、总经理周建说。

李楼煤业调度指挥中心的一位工作人员对记者说，过去，煤矿工人被称作“煤黑子”，干完活从头到脚都挂满了“黑煤面子”。现在，5G、人工智能、大数据、工业物联网等新技术被应用到地下深处，大部分人转到了地面工作，坐在集控中心就能挖煤，“煤黑子”变成了“煤亮子”，幸福感大幅提升。

提“效”增“安”

“我们尝到了智能化的甜头”

李楼煤业是山东能源集团旗下鲁西矿业公司权属矿井之一，这里优质稀缺炼焦煤地质储量达10.8亿吨，可采储量1.78亿吨，年核定生产190万吨，是目前山东省内可开采储量最大、矿井服务年限最长的现代化大型矿井之一。

据周建介绍，煤矿作业苦、脏、累、险，尽管采取了收入倾斜等激励政策，用工紧张、人员老化的问题依旧突出。建设“少人”甚至“无人”的智能开采工作面，通过智能化建设实现提“效”增“安”，已成为煤矿企业发展的必然选择。

2020年9月24日至25日，全国煤矿智能化建设现场推进会在山东能源集团召开，吹响了山东能源智能化矿山建设的号角。

“目前李楼煤业智能化工作面正规循环率达到90%以上，作业期间两顺槽实现无人化生产。”周建说，“自动控制为主、人工干预为辅”的采煤方式大幅提升工时效率，降低了工人劳动强度。

“我们尝到了智能化的好处：安全保障程度提高了，用人少了，事故少了，效率也高了。”在位于济宁的鲍店煤矿和位于巨野煤田西南部的新巨龙煤矿，记者也听到了同样的反馈。

据鲍店煤矿副矿长骆建营介绍，基于5G+工业互联网和矿山物联网技术，鲍店煤矿全面建成了集智能控制、调度指挥、监测监控于一体的智能化集控中心。目前，在鲍店煤矿，全工艺段采煤机记忆截割、液压支架自动跟机、自动找直、时序自动放煤、煤流智能调速、运输机自动张紧和断链保护等功能保持常态化运行，极大改善了职工作业环境，提高了矿井安全保障水平。

在年核定能力600万吨的新巨龙煤矿，记者了解到，随着机械化换人、自动化减人、智能化无人的大力实施，每班作业人数减少9人，7人即可正常组织生产。防冲掘进工作面实现单人切割，通、提、压、排、供等大系统的关键岗点均实现无人值守。

“新巨龙煤矿地处鲁西南交通要冲，保有资源储量10.7亿吨，可产出国内少有的优质稀缺性炼焦煤。但好的资源储备也伴随着地质灾害风险，自建矿以来，冲击地压灾害始终是制约矿井安全高效生产的第一威胁。”新巨龙公司党委副书记、董事长、总经理郑兴博介绍。

郑兴博说，新巨龙坚持“办矿先治灾”，依托智能化矿山建设，搭建了多参量综合预警平台，实现了微震、应力、钻屑等多种系统和数据的统一管理，综合研判采掘地点和特殊区域的冲击风险，有针对性地采取“强卸压、强支护”等措施，有效保证了矿井的防冲安全。

联合创新

加速推动煤炭产业转型升级

像李楼煤业、鲍店煤矿、新巨龙公司这样的生产矿井，山东能源集团在国内外共有85处。2021年以来，山东能源集团已投入100多亿元进行矿井智能化建设，建成了133个智能化采掘工作面、24个5G+智能矿山应用场景，9处国家级智能化示范矿井全部通过验收，在煤矿智能化建设路上走在了全国前列。

“过去我们完成了机械化的总体建设，在机械化的基础上正在推进自动化到智能化的转变，尽管我们在智能化建设上取得了较好的成果，但主要还是点上和面上的，总体还是处在相对初级的阶段，未来还将进一步加大投入。”山东能源设备管理中心主任亓玉浩表示。

根据规划，“十四五”期间，山东能源集团计划投入资金300亿元，建成一批多种类型、不同模式的智能化矿井。“目前集团已建成300多个智能化采煤工作面，智能开采产量占比超过80%。煤矿智能化工作开展以来，累计减少井下作业人员1.2万人。”亓玉浩说。

为了助力智能开采技术开发向现场实际应用转变，山东能源集团旗下兖矿能源成立了煤矿智能开采试验中心。

“智能化产品研发过程中的低效，阻碍了整个国内智能化技术的进步，所以我们就建设了试验中心，主要目的是把智能开采关键技术与装备研究、技术开发与验证、培训特别是新技术的培训放到实验中心来承载，提高整个工作的效率。”亓玉浩说。

但煤矿智能化建设是一个非常复杂的系统工程，要真正全面、系统实现智能化升级，还需从网络、平台、标准、人才培养等多个领域统筹兼顾、协同推进。

以AI应用场景为例，尽管当前人工智能已在煤矿行业小试牛刀，打造出一些AI应用，但一直存在AI应用开发碎片化、人才门槛高、开发效率低、算法精度低等问题，导致AI覆盖场景和应用效果有限，严重阻碍了人工智能在煤矿行业中规模普及和应用，亟待统筹构建系统化、平台化的AI能力。

“我们前期引入的传统单场景小模型方案在实践中存在‘在一个矿井生产场景训练的模型，转移至其他矿井往往需要重新训练，以及成本高、周期长’等问题，后来转向小样本训练的华为盘古大模型。通过双方成立山东能源集团有限公司—华为技术有限公司联合创新中心，强强联合共同加速煤炭行业智能化进程。”亓玉浩说。

作为联创中心的成果之一，山东能源集团、云鼎科技依托华为盘古矿山大模型建设了人工智能训练中心，实现了中心训练、边缘推理、云边协同、边用边学、持续优化的人工智能运行体系和集团管控、煤矿执行的人工智能管理体系，促进煤矿生产从人工管理到智能化管理、从被动管理到主动管理的转型。

目前，山东能源集团与华为公司深度合作，已在李楼煤业完成“防冲卸压施工孔深监管、立井提升井底堆煤监测、多绳摩擦提升系统尾绳运行监测以及筛下水‘跑粗’智能监测”四个场景的智能应用，在系统安全保障和效率提升方面作用明显。“我们将推动李楼等煤矿的训练在全集团共享，未来复制到集团其他70多个矿井。”亓玉浩表示。

全面铺开

让更多工人坐在办公室“挖煤”

据了解，在前期通过试点场景验证了大模型在工业生产领域的能力基础上，山东能源集团、云鼎科技、华为正在开发和实施首批应用场景，涵盖采煤、掘进、主运、辅运、提升、安监、防冲、洗选、焦化9个专业21个方面。

7月18日，山东能源集团与华为公司还将就盘古矿山大模型首次商用举行发布会，推动AI大规模进入矿山。

据介绍，盘古矿山大模型是巨量参数的行业预训练大模型，因为矿山领域异常样本较难获取，盘古矿山大模型只需输入少量样本，生成的应用即可达较高的识别精度，此后边用边学，还可持续提升识别精度。已训练的模型迁移到新的生产单位，仅通过少量数据加入训练，即可满足商用要求。

“盘古矿山大模型是煤矿行业首个AI大模型，是人工智能大模型在工业领域的又一创新实践，将解决碎片化场景问题，引领矿山AI开发模式从作坊式转变为工厂式的生产变革，为AI大规模进入矿山打下坚实基础。”山能华为联合创新中心主任、华为煤矿军团山东基地副总经理项凌说。

我国拥有约4400处煤矿，产能达到每年45.6亿吨，总共有280万煤矿工人。“几百万的煤矿工人是所有工人里最艰苦的群体之一，盘古矿山大模型要下到矿井里，让煤矿智能化，让更多的煤矿工人，能在地面的办公室里进行挖煤作业。”张平安说。

山东能源智能化矿山建设只是能源转型升级大背景下，AI技术助力煤炭开采业迈向高质量发展的一个缩影。近年来，全国各大矿业集团积极与科技龙头企业开展联合创新，将数据抽出矿山，把智能送下矿井，致力于创造“安全、高效、智能”的矿山智能化未来，实现“穿西装打领带”采煤的梦想。

“煤矿智能化是统筹煤炭行业安全和发展两件大事的必由之路。”亓玉浩表示，建议进一步健全煤矿智能化建设标准与技术规范体系，在财政支持、税收减免、业绩考核、产能释放等方面加大扶持力度。同时加大智能化在电力、化工、装备制造等各行业领域推广应用，引领全产业链迈向高质量发展之路，进一步加快煤矿智能化建设进程。