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煤科先锋丨李天越和他的数字孪生采矿梦

时间:2026年01月15日 16:59

(来源:天玛智控

领奖台上,手捧沉甸甸的“卓越研发奖”奖杯,李天越的目光似乎穿透了眼前的光环,回到了四年前,那个在他职业生涯起点刻下深深印记的地方——榆家梁煤矿的井下巷道。

那是2020年,他初入中国煤科天玛智控,满怀着用技术改变世界的书生理想。煤矿井下设备钢铁轰鸣、煤尘飞舞。最触动他的是煤机司机那张布满煤灰的脸,指着闪烁不定的监控屏说:“要是能在地面像看直播一样‘看见’井下,俺们就不用天天这么折腾了!”。听到这句话,一个念头在李天越心中萌生:用数字孪生技术为煤矿工作面打造一面精准的“镜子”,让数据在虚拟空间鲜活起来,让井上能“透视”地层,让井下能“预见”风险。这成了他此后四年为之奋斗不息的初心与执念。

从“实验室模型”到“煤尘淬炼”

研发初期,他长期置身于洁净无尘的实验室,精心打磨心中的“完美模型”。然而,当第一版系统首次进入赵楼煤矿进行实地测试时,期待中的喝彩并未出现,现实却给了他当头一棒。

放顶煤工作面可视化功能频频卡顿;井下振动与粉尘严重干扰传感器数据,模型与实际偏差巨大。一位经验丰富的工程师语重心长地说:“小李啊,你们这模型想法好,但脱离了井下实际,就像没沾过水的游泳教练,动作再标准,下水就得沉!”

这番话惊醒了李天越,他认识到,技术研发绝不能“闭门造车”,必须深入到生产现场,去感受、去倾听、去理解。从此,他主动“泡”在煤矿一线。在滨湖煤矿,他驻场一周,每天跟工人下井调试;在黄陵二号煤矿,他缠着机电部长和司机记录最真实的反馈;在乌东煤矿,为攻克特殊单滚筒采煤机的建模难题,他钻进检修车间了解结构,常为方案调整熬夜到凌晨。

虽然煤尘染黑了工装,设备轰鸣导致耳鸣…,李天越却甘之如饴。他完成了从“程序员”到“技术伙伴”的蜕变,放下“蛙泳高手”的面子,跳进“浅水区”学起了“自由泳”,而“浅水区”就是充满煤尘的矿井现场。他明白,唯有扎根实践,技术之树才能枝繁叶茂。

为“单滚筒”打造专属镜像

数字孪生系统的核心,在于“虚”与“实”的精确同步。而摆在李天越面前的核心难题,正是井下工作面场景的“难还原、难精准”。

在乌东煤矿,他遇到特殊的短壁综放工作面和单滚筒采煤机这个“硬骨头”。这种设备结构独特,现有的传感数据精度低、质量差,常规模型完全无法适配。第一次现场测试,模型显示的开采轨迹与井下实际轨迹偏差超过了20%,系统毫无实用价值。

面对困境,李天越没有退缩。他决定从“数据”和“建模”两个源头同时发力攻坚。针对无效数据,他开发过滤清洗算法,如同为数据戴上“口罩”。为攻克单滚筒建模,他深入井下研究机械结构,创新提出定制方案,让虚拟支架同步执行动作,再根据传感器数据实时校正模型。

那段时间,项目组的灯常常亮到深夜。经过无数次的迭代优化,经中国软件测评中心严格测试,乌东煤矿数字孪生系统的虚实一致性达到了惊人的95%!系统不仅能精准还原单滚筒采煤机独特的运行轨迹,还能实时、流畅地呈现后部放煤的动态过程,仿佛为井下设备打造了一个活灵活现的“数字镜像”。矿上的老师傅不禁竖起了大拇指:“嘿,这东西神了,跟装‘天眼’似的!”

让“盆景”技术长成“森林”

攻克了技术精准性的堡垒,数字孪生系统“难推广、定制成本高”又成了摆在团队面前的难题。

煤矿地质条件千差万别,薄煤层、中厚煤层、大采高、放顶煤……不同工作面的设备类型、开采工艺迥然不同。如果每个矿都要从头开始定制研发,不仅成本高昂,而且周期漫长。李天越决心让技术从“盆景”快速成长为“森林”。

他梳理全国煤矿,归纳四大典型场景,构建包含60余种设备的三维模型库,将核心功能封装成组件。最后,他设计了一套灵活的配置系统。现场服务人员只需根据实际工作面情况填写相应参数,系统就能像搭积木一样自动组装适配。

在首选的滨湖薄煤层项目试点中,原本数周的部署周期缩短至一天,效率提升80%以上。到2024年,这套标准化系统已在全国部署十余套,覆盖从薄煤层到超长工作面等多种条件,真正实现了规模化应用。

虚拟照进现实,技术创造价值

当技术扎根于实践,并能够规模化应用时,其创造的价值便开始遍地开花。

在滨湖煤矿,新司机通过三维仿真系统培训,上岗周期缩短50%,既节约了培训成本,又从源头上提升了操作安全系数。

在山西省煤矿技能比武大赛上,李天越研发的三维比武系统成为耀眼的明星,赛后还被用于公司售后服务人员的技能比武与考核,获得了参赛人员的一致好评。

行业的认可也接踵而至。作为公司SAM2.0子课题的负责人,李天越攻克的关键技术被中国安全生产协会组织的鉴定会评价为“国际领先”;他主导开发的多源异构数据融合平台,荣获煤炭行业两化深度融合“重点推荐优秀项目”。一个个沉甸甸的荣誉,是对他“技术创造价值”理念的最有力证明。

手捧奖杯,李天越心潮澎湃。他深知,这份荣誉是项目组共同奋斗的结果,是对他们一起熬夜调试,一起加班加点的最好回报。可敬的一线矿工,他们最质朴的需求和最直接的反馈,成为了系统不断优化的“指南针”。

煤炭数字化转型已是生存发展的“必答题”。他将带领年轻成员继续扎根现场,进一步优化系统预警能力,推动数字孪生与智能控制深度融合;加快VR交互研发,打造井下“元宇宙”。

煤炭转型之路道阻且长,但李天越却始终坚信,只要怀着“从零开始”的勇气,秉持“扎根现场”的踏实,手握数字孪生这面“地心之镜”,必将赋能传统行业,迈向更安全、高效、智能的未来。这,便是一名科技工作者对新时代的承诺。

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