“智慧礦山”開創(chuàng)者的新目標：讓“一人采煤時代”走進現(xiàn)實

　　1月10日，剛剛從母校中國科學(xué)院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院舉辦的首屆院友論壇歸來，盧新明又要飛往寧夏參加會議。在這位集“科學(xué)家+企業(yè)家”于一身的山東科技大學(xué)教授的日程上，多項重大項目剛剛通過驗收，但他馬不停蹄——智慧礦山的推廣事宜正等待他繼續(xù)跟進。

　　智慧礦山被視為中國礦業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的新路徑，其將云計算、大數(shù)據(jù)、AI等技術(shù)融入礦山中，最終實現(xiàn)少人化甚至無人化采礦。

　　在國內(nèi)首次提出智慧礦山概念并落地后，盧新明又帶頭將“智慧礦山信息系統(tǒng)通用技術(shù)規(guī)范”上升為國家標準，研發(fā)的“面向數(shù)字化采礦的軟件關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”獲得國家科技進步獎二等獎。此后，山東省科技進步獎一等獎、教育部科技進步獎、中國煤炭工業(yè)科技獎等獎項先后被其收入囊中。

　　但作為20世紀90年代開始創(chuàng)業(yè)的大學(xué)教授，盧新明并不滿足于這些獎項，而是將目標瞄準在產(chǎn)業(yè)化上。之后，他研發(fā)的成果陸續(xù)應(yīng)用到山東能源、國家能源、中煤集團等單位所屬的400多個礦山。

　　如今，盧新明又有了新目標，他說，技術(shù)鏈打通了，“一人采煤時代”有望來臨。

　　瞄準痛點，把“不可能”變成“可能”

　　一塊深埋地下千萬年的煤炭要經(jīng)過井田開拓、巷道掘進、地下開采、運輸、篩選、清洗等一系列復(fù)雜流程，才能走向市場。在深耕礦山領(lǐng)域40多年后，盧新明總結(jié)：在采掘工作面，如何采用適合的方法和先進工藝，將煤炭安全、高效地開采出來非常關(guān)鍵。

　　地下開采存在著巷道掘進量大、產(chǎn)煤量少、通風(fēng)條件惡劣等難題。25年來，針對這些痛點，盧新明團隊各個擊破，并將成果推廣至全國。

　　通風(fēng)系統(tǒng)是礦井的“呼吸系統(tǒng)”。它源源不斷地將地面空氣輸送到井下，稀釋和排除井下各種有毒有害氣體和礦塵，也是防治煤與瓦斯爆炸、降溫、除塵、滅火的重要技術(shù)手段。

　　如何實現(xiàn)智能通風(fēng)?計算數(shù)學(xué)專業(yè)出身的盧新明從風(fēng)網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)和狀態(tài)方程入手，研發(fā)了按需調(diào)風(fēng)優(yōu)化、均壓調(diào)節(jié)優(yōu)化、風(fēng)向調(diào)節(jié)優(yōu)化等14項關(guān)鍵技術(shù)。他以計算機軟件技術(shù)為主線，設(shè)計了4層體系架構(gòu)，全程智能化的礦井通風(fēng)系統(tǒng)由此誕生。

　　“井下智能通風(fēng)系統(tǒng)研發(fā)很難，之前很多人都覺得不可能實現(xiàn)。”盧新明做到了，他認為，只要認準方向、堅持下去，邊實踐邊創(chuàng)新，總有斬獲。

　　通風(fēng)智能化不僅涉及空間科學(xué)、采礦技術(shù)和流體力學(xué)理論，更需要數(shù)學(xué)、自動化、計算機和信息科學(xué)的底層支持。好在作為博士生導(dǎo)師的盧新明團隊不缺乏人才，7名遍布各專業(yè)的博士確保了科研攻關(guān)沒有短板。

　　科技介入，工人減少70%，效率提高20倍

　　“工人減少了70%，效率卻提高了20倍”，這是山東能源棗礦集團付煤公司的新變化，其“幕后功臣”之一便是盧新明團隊研發(fā)的智慧礦山軟件系統(tǒng)。

　　盧新明告訴記者，一個礦區(qū)的數(shù)字化建設(shè)完成后，一個可視、透明、可控的智慧礦山就誕生了，工人們在地面上對著大屏幕就能了解礦山任何地點、任何時間、任何方面的信息并做出相應(yīng)決策，可謂“不出戶，知天下”。

　　安全是研發(fā)的起點和終點。

　　在科技部關(guān)于《安全生產(chǎn)先進適用技術(shù)與產(chǎn)品指導(dǎo)(第一批)》的公示上，盧新明團隊的項目“煤炭四維災(zāi)害模擬與預(yù)警系統(tǒng)”赫然在列。據(jù)了解，該系統(tǒng)的核心是利用先進裝備和軟件實現(xiàn)煤炭開采前、中、后全礦井地質(zhì)體和隱蔽屬性的精準化、可視化、透明化，并能夠?qū)Φ刭|(zhì)災(zāi)害和危險源超前預(yù)知和防治。

　　在盧新明創(chuàng)辦的山東藍光軟件有限公司的展廳里，23項發(fā)明專利一字排開，而其申報的更多發(fā)明專利還在路上。“只有涉及智慧礦山的核心技術(shù)，我們才去申請發(fā)明專利。”盧新明強調(diào)，他們要解決的是從無到有的技術(shù)。

　　與之相印證的一個事實，是他們研發(fā)出具有完全自主產(chǎn)權(quán)、不依賴于任何第三方軟件的三維計算機輔助設(shè)計(CAD)/地理信息系統(tǒng)(GIS)一體化雙功能平臺，和成套智慧礦山軟件產(chǎn)品，結(jié)束了我國采礦軟件長期依賴進口的歷史。

　　有了好技術(shù)，如何推廣便成了盧新明面臨的新挑戰(zhàn)。“現(xiàn)在國內(nèi)有4000多座煤礦，真正成為智慧礦山的不足百座。”盧新明說。

　　2020年，國家發(fā)改委等8部委聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》，提出到2035年，各類煤礦基本實現(xiàn)智能化。這一消息讓盧新明倍感振奮。他正在做的就是打磨技術(shù)，塑造場景，推廣落地。

　　盧新明很有信心：“假以時日，技術(shù)鏈打通了，‘一人采煤時代’可望來臨。”

　　來源：科技日報 作者：王延斌