从手工作业到智能化无人开采，陕煤档案人喜看

现代煤炭工业高质量绿色发展

  文/马维念  

谈及煤炭及其开采，人们想到的词语往往就是危险、混乱、死亡……就连白居易也给煤矿工人刻画了“满面尘灰烟火色，两鬓苍苍十指黑”的形象。然而“穿着西装、打着领带，坐在地面采煤”，这个几代煤矿人期待的井下智能化无人开采的梦想，已经在陕煤人的奋斗中得以实现。今天就让我们一起追忆煤炭工业发展，走进矿山，走近煤炭，用“镜头”聚焦这群默默无闻的奉献者，看看他们如何奉献自己，开采光明。

一、古代采煤----叩地探宝

古时候采煤的巷道十分窄小、黑暗，没有保护措施，安全性很差。照明是煤壁上昏暗的松木条、松脂、麻束、火香、小油灯等明火照明，巷道通风主要靠自然通风和人工通风，人工通风主要是用人工风车扇风、风筒送风。当时采用的是“高落式”采煤，即矿工先用镢头沿煤层底部刨出一道深槽，上面的煤层没有依托而自然松落，俗称“刨根”；之后再用“捅枪”将上方没有松落的煤层捅落下来，俗称“落垛”。落在地上大块的煤炭，由专人负责背出去；小块的煤炭则装入小拖车，运到井口；在井口的矿工等煤筐装满后，摇动绳铃，地面上的工人听到铃响，就用辘轳将煤筐提出井口。此时的煤炭外运主要依靠水运、畜运和人力来实现。

这就是最原始、最简单的古代采煤过程。镐、铲、镢、筐、篓、篼、手推车等是当时的主要工具。这种方法延用了上千年，其特点是作业工人劳动强度大，且产率比较低，工作环境危险等问题。据查阅,明朝宋应星在《天工开物·燔石》中对古代采煤有系统记载。

二、近代采煤----方兴未艾

1840年鸦片战争一声炮响，打破了清中期以来闭关锁国的局面，以“富国强兵”为目的的洋务运动，带动了新式企业的开办，开始出现近代航运业和机器工业，需要大量的煤炭，清廷洋务派积极酝酿兴起了在中国开办煤矿的第一个高潮。外聘技术人才，以及凿井、采煤、抽水、提车、通风、截木等机器也被引用购进。

此时矿井通风已采用机器通风，抽水已采用水泵，钻探采用的是钻机（亦称探扦机）。外运多采用铁路、水运、牲畜、人力、汽车等形式。照明已使用了相对安全的蓄电池灯和电灯、电石灯。晚清煤矿的出现，使中国有数千年历史的采煤方法从手工开始向机器生产转型。

三、现代采煤----乌金闪耀

（一）爆破采煤工艺，简称炮采。是指采用爆破的方式松动煤层进行开采的一种工艺，是现代最原始也是一种相对落后的采煤方式。

炮采工艺主要应用在上世纪50-60年代，主要工作流程为利用钻眼机械在煤炭中钻孔，装入炸药，爆破落煤，人工将爆破落下的煤炭装入小矿车，然后采用架线小电车、小型卷扬机运煤，掌子面采用圆木柱、金属支柱支撑，采空区基本不做处理，任由上方的岩石自由垮落。

工艺特点：一是劳动强度大，装煤、移设输送机费工费时，工作效率低。二是支护设备简陋，支护工作不安全，工人随时有受伤的危险。三是爆破要产生大量的粉尘和有害气体，由于没有有效的防尘、抑尘措施，加上工人多为繁重的体力劳动，为了提高产量进尺，不影响呼吸，他们基本不戴口罩，只能任由煤炭粉尘吸入肺部。四是当时并没有实行“班中餐制度”，工人只能休息时靠吃些干粮充饥。

（二）普通机械化采煤工艺，简称普采。是指用机械化方法破煤、装煤、输送机运煤和单体支柱支护顶板的采煤工艺。

普采工艺主要应用在上世纪70-80年代，其主要是由于液压技术的成熟，液压单滚筒采煤机的采用，将破煤、装煤两个环节合并成一个过程，运煤已采用连续运转的小型刮板运输机和滚筒式皮带机，支护也采用液压单体支柱和金属铰接梁。

工艺特点：虽然普采工艺较炮采有了明显改善，采煤效率也大幅提升，但工作环境依旧很差,劳动强度还是很高，工伤也会随时发生。支架的架设和回撤工作仍是繁重的人工劳动，人工拖动重达100-200Kg的液压单体不是易事，耗时耗力，加上液压单体是利用乳化油和水的混合物作为介质，所以工人的工作服和手套总是湿漉漉的。同时在顶板管理方面还显得比较薄弱。

（三）综合机械化采煤法，简称综采。是指用机械方法破煤、装煤，输送机运煤和液压支架支护的采煤工艺。其与普采工艺相比，最大特点是破煤、装煤、运煤、支柱、采空区处理五个工序全部实现机械化。由于其具有高产、高效、安全、低耗等优点，是当今我国采煤工艺的主流，也开启了我国煤矿开采的鼎盛时期。

综采工艺主要应用在上世纪90～本世纪00年代以后，其最大的改善是破煤、装煤采用电牵引双滚筒采煤机，采煤机破煤的旋转滚筒上内设了增压喷雾，形成了一道强大的水幕，可以有效地控制粉尘的传播。运煤已出现了刮板运输机、破碎机和转载机等转运设备，可以将采煤机装入的煤炭连续化地从井下运到地面煤仓。支护采用综合液压支架，液压支架能够自由伸缩、前进、后退，大大提升了采煤的效率。同时工人无论从劳动强度、工作环境、自身安全都有了跨时代的进步。

工艺特点：一是由于液压支架的上部、后部都有钢板覆盖，工人在下部操纵机械，安全得到了质的提升。二是液压支架顶部的自动喷雾，有效地控制了粉尘，大大改善了工人的工作环境。三是随着职业健康的推广，采煤工艺里煤层注水、瓦斯预抽、防尘、降尘等措施也成了采煤工艺的重要组成部分，同时在采煤工作面工人也都戴起了专用防尘口罩，避免粉尘吸入肺部。四是随着机械化程度的提高，减少了大量人工体力的支出，提高了生产效率。五是随着班中餐制度的推行，井下工人也能吃上了由地面送入井下的饭菜，有的矿井还配备了饭菜加热装置。

（四）智能化无人采煤，简称无人开采。“无人”不是没有人的意思，是煤矿工人不在机器旁单独操作，而是通过控制中心对设备进行精确定位、协调控制，连贯自如地完成自动行走、自动割煤、自动支护、自动装煤、自动运煤等工序。

“远程干预+地面操控+井下巡视”是它的基本特点，其与综采工艺最大的不同就是给每个采煤机械装上了一个智慧的电脑，使采煤机、刮板输送机、液压支架通过工作面视频和各类传感器，将数据通过物联网传回主控室。主控室对采集的数据进行云计算和人工智能分析，给出作业决策，再发出作业指令，从而实现工作面落煤、装煤、运煤、支护作业的自适应和工序的协同控制。

工艺特点：智能化采煤对于普通煤矿工人来说，受益最大的就是劳动环境的改善，不用长时间的在采煤工作面工作，不用受采煤粉尘、岩石冒顶、有毒有害气体的威胁，作业主要在主控室完成，只有少量检修需要去工作面巡检。同时全员工效大幅提升，吨煤材料费有效降低。加之智能化工作面实现了重点部位的全方位实时监控，发现问题可以即时进行远程干预，大大提高了作业安全的可靠性。

截至2021年底，全国已建成智能化综采工作面813个。

四、推动智能开采，创造“煤”好未来

为了追求火与光明，人类苦苦寻觅数千年。煤炭人以钢铁般的意志与毅力，前赴后继，风餐露宿，用自己的青春和汗水唤醒了沉睡亿万年的煤田，带给人们光与热，温暖华夏五千年。

喜迎二十大，陕煤档案人再次重温了我国煤炭工业发展的辉煌历程。从手工作业到智能化开采，手指尖的“舞动”就能成功地操纵采煤机采煤，传统煤炭开采工艺已经搭上了智能化高速发展的快车。“智慧矿山”、“智能化采煤”已经如雨后春笋般涌现。展望未来，5G、大数据、可视化、智慧化、数字化、云计算这些有着明显“互联网+”特征的科技符号，将与智能化开采融合发展，助力我国煤炭工业绿色安全高质量发展，让煤矿工人从阴暗、潮湿、充满粉尘的环境中解脱出来，让他们成为当代煤炭工业的“白领”。

（作者单位：陕煤黄陵矿业公司）