煤矿井下从"蜘蛛网"到5G智能管控的安全升级

在距地表600米的煤矿井下,昏暗潮湿的巷道中曾上演着一幕幕重复的故障排查。当压风管路上的阀门误关导致停风时,矿工们需要在黑暗中摸索数小时才能找到问题所在。这个场景在2012年深深刻在了刚从西安交通大学研究生毕业的梁沫心中。十余年后,这位中国煤科北京华宇的工程师已经成为煤矿智能化转型的核心骨干,用科技之光照亮了井下的安全之路。 梁沫的科技突围始于对行业痛点的深刻认识。传统煤矿井下,离散设备数据采集主要依赖有线传输,铺设的大量线缆如同蜘蛛网般复杂——不仅投资成本高昂——而且维护工作量巨大。辅助运输领域同样面临困境,人工调度效率低下,动态定位精度不足,缺乏主动安全防护功能。这些问题直接威胁着矿工的生命安全,也制约了煤矿生产效率的提升。 面对这些挑战,梁沫率领团队将目光投向了5G和人工智能技术。她瞄准3GPP R17标准,主导研发了业内首款矿用5G RedCap本安型智能网关。这个创新设计通过精简带宽与天线数量,实现了设备成本降低40%、功耗减少60%的突破性进展。通过在采集系统控制箱内加装这一低成本、低功耗模组,团队成功构建了国内首个基于5G轻量化的全矿井离散工业采集控制系统。 这项技术创新带来了显著的实际效益。在应用该系统的矿井中,阀门状态数据可以实时上传至地面监控中心,工人无需再徒步进入井下进行排查。单个矿井就减少了85公里的线缆铺设,节省布线成本379万元,每年削减人工成本1140万元。更重要的是,矿工们终于不用再在黑暗巷道里摸爬滚打,安全系数得到了质的提升。 在陕西延长石油巴拉素煤矿,梁沫团队又打响了智能运输的攻坚战。面对车载终端功能单一、动态定位精度不足、物流协同弱等行业痛点,她主导构建了"5G+AI"智能辅助运输体系。这一体系通过创新智能交互平台,将车载终端升级为集成人工智能视觉、多源感知与边缘计算的智能中枢,能够实时监测驾驶员状态、车辆工况及巷道环境。 在定位技术上,梁沫团队首创了"人工智能视觉+惯导+UWB"三模态融合算法,在复杂的井下环境中实现了全工况高精度动态定位,为会车避障与智能导航提供了核心技术支撑。通过"5G+AI"物流协同管控系统,实现了从人员准入认证到调度响应的全流程数字化管控,重构了井下物流网络。 梁沫的科研成果得到了业界的广泛认可。2023年,她率队出征第六届"绽放杯"5G应用征集大赛全国总决赛,凭借对煤炭行业智能化解决方案的精彩阐述,作为该领域唯一入围全国总决赛的项目代表斩获一等奖。这一荣誉不仅是对技术创新的肯定,更是对其为行业智能化转型提供可复制推广技术范式的认可。 一线矿工的反馈最能说明问题的价值。曾经需要大半天才能排查完毕的故障,如今基本无需额外下井排查。这种从"摸黑排查"到"远程监控"的转变,表明了科技进步对安全生产的深刻影响。梁沫和她的团队用实际行动诠释了工程技术的真正意义——每一张图纸、每一个参数,都是对井下矿工生命安全的守护。

梁沫团队的实践证明了科技赋能传统产业的巨大潜力;这种以实际问题为导向的创新模式,不仅为能源行业转型提供了范例,也展现了中国工程师解决实际问题的能力。随着更多创新力量汇聚产业一线,中国制造向智造的转型将获得更强动力。