在煤矿井下,掘进工作面环境复杂,粉尘、振动、无GPS等因素给装备自主作业带来诸多挑战。如何让掘进装备“看得准、切得稳、管得住”,减少人员进入危险区域,成为煤矿智能化发展亟待解决的问题。
面对这一难题,西安科技大学博士研究生李龙和团队长期深入矿山一线,把科研问题放到真实生产场景中寻找答案。近年来,团队先后深入陕西、山西、内蒙古、新疆等地多座矿山,累计驻矿调研200余天,与一线矿工、技术人员和装备企业反复交流,持续记录不同地质条件、不同装备型号和不同生产工艺下的实际问题。
对他们来说,调研并不是简单“看现场、记问题”,而是要在井下长时间跟踪设备运行、参与系统联调、分析故障原因,再把这些来自生产一线的问题带回实验室,形成研究课题;当算法和系统取得阶段性成果后,再次回到井下验证、修改、迭代。正是在这种“从矿井中发现问题、在实验室里攻关、再回到矿井中检验”的循环中,团队不断探索煤矿智能掘进的新方法。
图1 李龙及团队井下调研
围绕掘进装备自主作业中的关键难题,团队开展了长距离连续定位、视觉伺服智能截割和数字孪生协同管控研究。科研成果最终要在实际工况中接受检验,李龙和团队持续深入王家岭、大海则、榆林赵石畔等矿山开展设备联调、系统验证与不同机型适配,让实验室中的算法一步步走向真实生产现场。
图2 智能掘进系统部署
从发现井下难题,到开展技术攻关,再到矿山现场反复验证,这条科研路径背后,也有着西安科技大学长期服务煤炭行业形成的深厚积淀。百余年来,一代代西科矿业科技工作者扎根矿山、服务一线,把产业需求作为科研方向,把生产现场作为成果检验的最终课堂,也让“把论文写在矿山深处、把成果用在生产现场”成为一种薪火相传的科研传统。
对于李龙和团队而言,这份传承也有着更具体的含义。面对煤矿智能化道路上一座座需要攻克的“技术大山”,他们所坚持的,正是愚公移山般久久为功、迎难而上的精神:一个问题一个问题解决,一项技术一项技术突破,一次试验一次试验验证。从矿井到实验室,再从实验室回到矿井,青年科研人员用一次次下井、一轮轮迭代,让“愚公精神”在智能矿山建设中有了新的表达。
未来,团队将继续围绕煤矿装备智能感知、自主控制和协同作业开展研究,用新技术不断搬走制约矿山无人化、少人化发展的“技术大山”,让更多危险作业由机器承担,让矿工离高风险区域更远一步,为煤矿安全、高效、智能生产提供技术支撑,也以青年一代的探索与实践续写西安科技大学百年矿业薪火。
