李宏業 為智慧礦山裝上“數字肺”

在某大型煤礦地面智能調度指揮中心內，大屏幕上的各種數據一目了然。值班員輕點鼠標，就將整個礦井的通風數據直接展示到大屏上，并迅速形成整個礦井的通風網絡圖。這得益于諾文科風機（北京）有限公司（簡稱“諾文科”）研發的礦井智能通風系統，為礦井裝上了“數字肺”，實現了礦井通風從“會通風”到“慧通風”的轉變。

“讓每一縷風，皆有算法”，這是諾文科發展的愿景，也是公司創始人李宏業自主創新研發國產礦井智能通風系統的初心和使命。

從大學畢業后進入北京風機二廠工作，到入職國際知名風機企業，代理國外品牌，再到創辦諾文科，李宏業投身礦井風機行業二十余年，他帶領團隊實現了礦山智能通風技術的關鍵突破，解決了我國礦山通風領域的“卡脖子”難題，以“專”“精”“特”“新”的精神，書寫“AI+”礦山智能通風的新篇章。

讓“生命之扇”成為“智慧之扇”

風機之于煤礦行業，猶如呼吸之于生命。

幾百米深的地下礦井巷道，綿延幾十公里，結構錯綜復雜。密閉的空間里充斥著粉塵和各種可燃、有毒氣體。向井下輸送新鮮空氣，排除有害氣體和粉塵，調節溫度，都要依靠通風系統來完成。一旦通風設備出現故障，短短幾分鐘內就會嚴重威脅井下人員生命健康。毫不夸張地說，風機就是礦井下的“生命之扇”，它的正常運轉關系到每一位礦工的生命安危和身體健康。

由于礦用風機體型龐大，在風機長時間高速運轉時，風機葉片要持續承受巨大的反作用力，而且其應用場景及工況條件十分復雜，所以在復雜的地質條件和惡劣的工作環境下，風機要能夠長時間安全穩定運行，對礦用風機的結構設計、材料選擇、生產工藝及檢驗手段和方法等各個環節提出了極高要求。

讓“生命之扇”安全穩定運行，并且成為“智慧之扇”，助力礦井高質量發展，是李宏業創業的初心。公司自成立起，始終堅持技術立企，科技賦能，助力智慧礦山打造。

第一款動葉角度實現在線無極調節的風機、取得首個礦用產品安全標志證書（煤安證）的風機、行業內唯一通過《煤礦用風機能效限定值》一級能效標準的煤礦用風機、第一個軟硬一體化整體方案提供商、第一個通過美國CMMI軟件成熟度評價體系認證的風機廠家、風機行業第一家國家級專精特新“小巨人”企業、行業第一家國家級“能效之星”企業、第一家主導起草行業標準的民營風機廠家、第一家設有智能通風研究院的風機廠家……一連串的“第一”，彰顯著諾文科在行業的前沿地位，也記錄著李宏業自主創新、砥礪前行的腳步。

與風機行業結緣

20世紀70年代，李宏業出生在陜西省乾縣的一個農村家庭。獨立、懂事的他從小就是“別人家的孩子”，從五六歲起就幫父母做家務，洗衣做飯。課余時間，他還會扛著果園里摘的水果去集市上賣錢來補貼家用。李宏業自幼刻苦學習，立志長大后一定要走出大山。1993年，他終于如愿以償，以優異的成績考入北京科技大學材料科學與工程專業。

北京科技大學的前身是北京鋼鐵工業學院，畢業生的去向大部分是鋼鐵企業。但李宏業畢業那年，已經到了國家分配和自主擇業的“雙軌制”時期。那一年首鋼沒有招聘應屆生，想進鋼鐵企業的愿望沒有實現，李宏業應聘到北京風機二廠，從此開始了與風機的不解之緣。

當時北京風機二廠生產的風機都是一些小型產品，主要用于工廠、樓宇建筑的通風等。李宏業在生產車間從實習生做起，之后到技術部從事設計研發工作。因為工作能力強，勤學上進，他還被委任為廠里的團支部書記。

當時，國家煤礦用風機設備供不應求，北京風機二廠決定研發煤礦風機，項目負責人是享受國務院政府特殊津貼的專家。李宏業成為研發組技術成員之一，參與了礦用風機新品的設計研發工作。在北京門頭溝礦區，李宏業第一次看到了煤礦風機。“和樓宇風機比起來，煤礦風機可以說是個龐然大物，但是和我們今天生產的風機相比，就是小巫見大巫了。”李宏業介紹，當時煤礦上已開始大面積采用剛剛興起的葉輪和電機直聯的對旋風機，直到今天，絕大多數煤礦依然在使用著這種傳統的對旋風機。

立志打造高端智能國產礦用風機

2000年，一次偶然的機會，李宏業在報紙上看到了風機行業全球第一品牌豪頓集團中國子公司在國內的招聘消息。抱著想要到“行業第一”去學習和歷練的想法，李宏業投遞了簡歷。經過幾輪長時間的嚴苛面試，李宏業順利入職豪頓，任職于報價部，先后負責煤礦、電力、地鐵隧道風機的技術選型、商務報價、技術支持等工作。

2004年，由于豪頓集團業務架構調整，其煤礦主通風機業務交由一家澳大利亞公司獨家代理，李宏業被委派到該公司北京代表處，負責豪頓風機在國內煤礦的獨家代理業務。

不管從事什么工作，都要吃透技術，勤動腦思考，是李宏業對自己一貫的要求。拿風機選型來講，國際公司的選型工程師，都是通過在選型軟件上輸入各種參數，然后由選型軟件自動輸出選型結果。而李宏業經過前后四年半的歷練和潛心研究，則可以做到不依靠軟件就可以手工進行選型。憑借在行業的扎實積累，無論是做技術選型，做整體解決方案，與客戶技術交流，還是招投標文件和方案的制作等，李宏業都積累了豐富的經驗。“最大的收獲是在做事中形成了解決問題的能力。”他總結道。

經過李宏業三年半的不懈努力，該品牌風機在國內煤礦的高端市場得到大面積應用，但取得出色業績的同時，李宏業也切身感受到行業的“痛點”——引進的進口品牌風機接連發生“水土不服”的癥狀，葉片掃膛事故頻頻發生。

眾所周知，煤礦主通風機作為煤礦安全生產的核心關鍵設備，在高瓦斯礦井停機十分鐘以上就屬于重大無傷亡安全事故，三十分鐘以上就屬于特大事故。而一些進口風機設備事故發生后，由于國內技術人員沒有決策權，而國外專家又反復地在應用場景上找原因，因此問題遲遲得不到解決。

“在應用中，只有讓風機來適應環境的，哪有環境來適應風機的？”李宏業如是說。他認識到，煤礦作為國家能源的“壓艙石”，煤礦主通風機如果不能打破國外技術壟斷，將直接威脅我國能源安全。

深耕風機行業多年，在李宏業看來，國外風機品牌事故頻發，是由于國內外在設計理念以及材料等方面存在差異，而國內傳統風機又存在一些“胎里帶”的先天性設計缺陷：輪轂直接掛在電機軸上，電機在提供動力的同時還要承受葉片推力的反作用力，因此容易出現電機軸承磨損、發熱甚至掃膛等問題。而要解決上述問題，要深入了解煤礦應用場景，并對風機的結構設計、材料選擇和生產工藝以及檢測手段等每個環節，都要進行徹底的顛覆和創新。他認識到，進行高端煤礦風機的研發，以及對進口品牌風機的國產化替代，已經勢在必行。

2007年，李宏業從企業辭職，結合多年行業經驗，潛心研究國內外煤礦通風機技術，針對現有市場上各類煤礦風機常見故障進行研究，提出解決方案，并著手籌備成立自己的專業化公司。

2008年秋天，李宏業接到安徽一家上市公司下屬煤礦的電話，請他幫忙解決進口品牌風機的葉片掃膛問題。辭職后，李宏業就開始研究解決風機葉片掃膛問題，因此在這家企業找到他時，他直接拿出了早已做好的方案。“當時，企業經過層層審批，最終由集團董事長特批，同意讓我為其處理進口風機葉片斷裂問題。最后他們按照我提供的方案，徹底解決了該進口風機的葉片掃膛問題。”李宏業告訴記者。

2009年7月7日晚，山西潞安礦業集團環能公司常村煤礦西坡風井在用進口品牌風機再次發生葉片斷裂事故。公司領導緊急求助于李宏業。他連夜帶隊趕往事故現場，且在兩天內完成了對該進口風機的事故搶修。

“當時公司還在創辦過程中，這次合作，是我第一份以‘諾文科’名義簽訂的合同。”李宏業回憶。

這次成功搶修，創造了“諾文科速度”，也讓李宏業更加堅定了要設計研發、生產制造適銷對路、質量過硬煤礦主通風機的決心。

2009年7月17日，諾文科風機（北京）有限公司正式成立。“能源的飯碗必須端在自己手里”“能源安全的飯碗更必須端在自己手里”，李宏業將印著這兩句話的橫幅端端正正地懸掛在公司大門，時刻提醒自己和團隊，要為實現高端礦用風機國產化全力以赴。

首創“動調+變頻”模式

作為一家初創企業，體量小、人員少，和資金雄厚、有龐大銷售團隊的外企搶奪訂單，自然有很大難度。堅持技術立企，李宏業頗有一些“驕傲”，用他自己的話說，團隊沒有“酒文化”，但訂單卻是持續滿滿的。訂單源于他們專業化的服務，如同煤塔山等大型礦井，在為其在用進口風機服務十來年后，其第四個新風井的風機訂單，就順理成章地給了諾文科。

諾文科對現用不論是進口風機還是傳統風機的缺陷，均經過深入研究，并研發出自己獨有的“可克服雙向軸向力的軸承箱”等技術。同時，李宏業還帶領團隊研發出“動調+變頻”模式智能主通風系統，動葉可調技術結合變頻器的調節轉速，可以使風量的調節多維化、精細化，通過核心算法實時調節動葉角度和頻率，實現正常工況下的安全穩定和節能高效運行。

諾文科成立后不久，這家“小”公司頻頻有“大”動作。2009年12月，諾文科取得煤礦地面用抽出式在線無極調智能主通風機發明專利。2011年成為國家級高新技術企業和中標首個“動調+變頻”模式的煤礦地面用抽出式在線無極調智能主通風機機電控一體化交鑰匙工程。2012年4月，中標首個“一用一備一檢修”模式的煤礦地面用抽出式在線無級調智能主通風機項目。2015年12月，中標首個“一帶一路”倡議出海項目，創下全球最大動調風機葉片的出口紀錄。2016年，中標首個煤矸石電廠首臺套項目（四臺雙極動葉可調風機）。2018年，入選中關村首臺重大技術裝備示范項目。2019年獲得中國節能協會中國節能環保專利獎一等獎、節能減排科技進步獎二等獎。

2021年，諾文科入選北京市專精特新“小巨人”、國家級專精特新“小巨人”和“能效之星”企業，同年被委為“煤炭機械工業智能通風工程技術研究中心”籌建單位。現在，國能集團三道溝煤礦、寧煤棗泉煤礦，中煤高家堡煤礦、王家嶺煤礦，晉能控股塔山煤礦、寺河煤礦，焦煤集團汾西礦業雙柳煤礦、西山煤電斜溝煤礦、西山煤電晉煤太鋼煤礦，潞安化工李村煤礦、王莊煤礦、新元煤礦，陜西黃陵礦業一號煤礦、二號煤礦、雙龍煤礦，陜煤彬長礦業孟村煤礦、胡家河煤礦等，都先后用上了諾文科為其量身打造的智能主通風機。

破解非煤礦山通風難題

除了在煤礦智能通風領域取得出色成績之外，諾文科也開始進軍非煤礦山，并且在剛剛進入行業之初，就拿到整個非煤行業電機功率最大（4500kW）的主通風機項目。

李宏業告訴記者，在全球產業鏈重構和我國高質量發展的戰略需求下，非煤礦山開采的深度和廣度不斷增加。同時，由于國內非煤礦山通風系統技術和設備能力有限，千米以上礦井的通風系統均為“多級站”通風系統布置方式，由多臺風機既串又并，運行效果很不理想。“即使讓所有風機全部滿負荷運轉，整個礦井的通風效果依然是差強人意。”李宏業介紹，之所以只能采用這種“多級站”布置模式，是因為沒有負壓可以超過5000帕的高壓大流量風機礦井軸流風機。

“現在，諾文科已開發出了萬帕級高壓礦井智能通風機，單級負壓就可以達到一萬帕，雙級可以達到兩萬帕，這讓諾文科在非煤礦山領域首先提出和倡導的‘一井到底’和‘一用一備’通風模式、開采模式成為可能，且諾文科的這一倡議，將有可能改變行業、改變歷史。”講到這里，李宏業的話語中充滿自豪。

如今，“一井到底”方案已在山東黃金新城礦得到成功應用；鞍鋼西鞍山礦在通風系統的設計中，也已將原“多級站”46臺風機的設計方案，改為“一井到底”的只需要6臺風機就可以滿足使用的新設計方案。

“諾文科在非煤礦山所推廣和倡導的‘一井到底’和‘一用一備’方案，如在行業里得到大面積應用，將為國家節約開采成本數以萬億計。我們將繼續努力，推動整個非煤行業升級，實現非煤礦山真正意義上的綠色、高效開采。”李宏業說。

讓每一縷風，皆有算法

隨著國家能源戰略的深入實施，智慧礦山建設已經成為必由之路。

李宏業告訴記者，創辦諾文科不僅僅是為了解決行業痛點，更是服務國家發展戰略，為能源產業鏈補齊短板。黨的十八大以來，國家有關部門先后出臺一系列政策，對煤礦智能化建設提出明確要求，從2018年1月住建部發布《煤炭工業智能化礦井設計標準》，要求“主要通風機應具備自動無級調節功能”；2020年2月國家發展改革委、能源局等八部委聯合發布《關于加快煤礦智能化發展的指導意見》明確“到2025年，大型煤礦和災害嚴重煤礦基本實現智能化；到2035年，所有煤礦都要基本實現智能化”；再到2021年6月國家能源局、國家礦山安全監察局聯合發布《煤礦智能化發展指南（2021版）》，明確提出“主要通風機、局部通風機鼓勵實現在線變頻調速”，規劃出了智能礦山建設的清晰路徑。

“我們積極響應國家政策號召，憑借過硬的產品質量、技術和問題解決能力，為智能礦山建設貢獻企業的擔當。”李宏業說。

在李宏業和團隊的努力下，如今的礦用智能通風系統已經不是簡單的通風送風設備，而是包括智能主通風系統、智能局部通風系統、智能風門風窗系統、智能感知系統、智能應急疏散系統以及智能通風管控平臺六大子系統，通過自研智能通風大模型深度融合行業大數據，利用實時操作系統、微秒級內核時延、秒級故障檢測等技術，全方位一體化支撐智能通風系統的穩定可靠運行，實現通風參數實時監控與預警、通風實時網絡解算、主通風機智能調控等。

智能主通風系統仿佛一個“智慧大腦”，可通過智能感知子系統精準監測井下瓦斯濃度、風阻、風量、風壓、風速、溫度、濕度等參數，實時解算通風網絡，給出調風方案。主通風機和局部通風機具備數據監測、遠程控制、一鍵倒機、不停風切換等功能。

拿井下測風來說，以前需要工作人員下井測量，往往需要耗費幾天時間，耗時長，精度低。而現在有了智能通風系統，所有信息都實時展現在屏幕上，測風效率與精準度顯著提升。

諾文科智能通風系統還針對井下災變，設有災變應急與處理系統如火災反風、輸送帶運輸大巷火災風流應急控制系統等，一旦井下發生火災、水災、頂板災害，可以按照控制災變及有利救援原則進行智能控風、調風，并自行規劃井下員工避災路線。

風機產品高能耗也是一個普遍問題。有數據顯示，風機耗電量通常占煤礦總用電量的15%至20%，有的甚至高達30%。自2018年3月1日起實施的《煤礦用通風機能效限定值》標準，讓煤礦主通風機有了專屬的能效值標準。諾文科的拳頭產品煤礦地面用抽出式在線無級調智能主通風機系列產品，是行業內唯一通過國家一級能效檢測認證的產品，在節能降碳方面走在行業前列。

2022年9月，國家礦山安全監察局印發《關于印發執行安全標志管理的礦用產品目錄的通知》，明確將主通風機納入執行安全標志管理的礦用產品目錄。如今，諾文科產品取得煤礦安全標志認證的數量占國家給企業已發全部煤安證總數的80%以上，取得非煤礦山礦安證占全部已發礦安證總數的90%以上，足見諾文科目前在該細分領域的領先地位。

此外，諾文科也積極參與國家標準、行業標準、團體標準的制修訂工作，是智能化主通風機以及智能通風系統等多項團體標準的牽頭發起人和制定者。目前已經累計參與國家標準制修訂7項，團體標準8項。其中2024年主導起草了煤炭行業三個核心團體標準《煤礦用智能主通風機技術規范》、《綠色低碳智能通風系統用高效風機技術要求》、《煤礦用智能通風系統建設指南》，現均已發布。“非煤礦山多個主要團體標準，也將由諾文科主導和主編，且國家已立項。”李宏業說。

自主創新之路是坎坷而孤獨的，對李宏業來說也不例外。創業道路上有著許多不足以為外人道的艱辛。多年來，他的足跡遍布全國各地的礦區，很少有正常的節假日和周末；一項項專利和技術成果的背后，是他每天的睡眠時間只有四個小時。少了很多陪伴家人的時間，錯過孩子成長中的很多重要時刻，更是他心中的愧疚與遺憾。或許，這也是很多創業者共同的遺憾。

從矢志打造煤礦風機民族品牌，到實現“讓每一縷風皆有算法”，李宏業一直為打造國產智能通風系統不懈奮斗。“在智能通風領域深耕多年，諾文科取得了一系列原創技術成果，擁有多項核心專利技術，接下來，我們將繼續砥礪前行，推動這些技術成果在更多產業應用落地，以企業的技術創新助推產業革新，為中國制造走向中國智造，貢獻更大力量。”李宏業說。

責任編輯 華南