陰暗的礦井里，灰頭土面的礦工們緊張地忙碌著……對(duì)于煤礦，不少人有著這樣的印象。然而，如今的一些煤礦卻呈現(xiàn)著另一番景象：井下巷道潔凈明亮，工作人員坐在地面的集控室里，輕輕一按，就能指揮采煤設(shè)備完成作業(yè)，整個(gè)過(guò)程清潔無(wú)塵、人機(jī)分離。
中國(guó)是全球煤炭生產(chǎn)第一大國(guó)。國(guó)家發(fā)改委等8部門(mén)近日印發(fā)《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，提出到2030年，各類(lèi)煤礦基本實(shí)現(xiàn)智能化。
煤礦智能化什么樣?還面臨哪些問(wèn)題?未來(lái)又該怎么發(fā)展?
智能化助力，“采煤不見(jiàn)人”漸行漸近
隨著工作人員在地面集控中心遙控開(kāi)機(jī)，井下400多米深處工作面的采煤設(shè)備開(kāi)始自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，割煤、推溜、移架、傳送，滾滾“烏金”涌上地面……這些場(chǎng)景，正被位于山東兗礦集團(tuán)鮑店煤礦7302工作面上的58個(gè)高清攝像頭、1000多個(gè)傳感器實(shí)時(shí)傳輸回集控中心，顯示在巨大的電子屏上。
兗礦集團(tuán)設(shè)備管理中心主任亓玉浩介紹，相比傳統(tǒng)的機(jī)械化采煤，7302智能化工作面投入生產(chǎn)后，單班次作業(yè)人員由以往的25人減少到了7人，整個(gè)采煤區(qū)隊(duì)由226人減少到了90人，人員減幅達(dá)60%以上。“工人少了，原煤日產(chǎn)量卻由1.5萬(wàn)噸提高至2萬(wàn)噸水平。”
亓玉浩說(shuō)，新冠肺炎疫情防控期間，兗礦集團(tuán)發(fā)揮智能礦山優(yōu)勢(shì)，既解決了前期工人不足的問(wèn)題，又減少了人員聚集，山東省內(nèi)8對(duì)礦井在1月底就已復(fù)工復(fù)產(chǎn)，煤炭產(chǎn)量不降反增，全力保障了煤炭供應(yīng)。
提升煤礦安全生產(chǎn)水平、保障煤炭穩(wěn)定供應(yīng)，煤礦智能化的作用日益顯現(xiàn)。國(guó)家能源局介紹，煤礦智能化是煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐，將人工智能、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、機(jī)器人、智能裝備等與現(xiàn)代煤炭開(kāi)發(fā)利用深度融合，形成全面感知、實(shí)時(shí)互聯(lián)、分析決策、自主學(xué)習(xí)、動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)、協(xié)同控制的智能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)煤礦開(kāi)拓、采掘(剝)、運(yùn)輸、通風(fēng)、洗選、安全保障、經(jīng)營(yíng)管理等過(guò)程的智能化運(yùn)行。
亓玉浩指出，鮑店煤礦7302工作面上，有不少“黑科技”身影：根據(jù)時(shí)間頻次自動(dòng)放煤的工作面液壓支架、具有記憶截割功能的采煤機(jī)、能夠?qū)崿F(xiàn)工作面自動(dòng)找直的LASC慣性導(dǎo)航系統(tǒng)以及“一鍵啟停”、單機(jī)遙控的可視化遠(yuǎn)程監(jiān)控等。
鮑店煤礦是中國(guó)煤礦智能化發(fā)展的一個(gè)縮影。近年來(lái)，各地紛紛加快煤礦智能化建設(shè)的步伐：河南去年試點(diǎn)建設(shè)了一批智能化采掘工作面，初步建立了煤礦智能化建設(shè)與驗(yàn)收體系;貴州對(duì)煤礦進(jìn)行機(jī)械化智能化升級(jí)改造，改造后的采煤工作面日產(chǎn)量平均提高1000噸左右;山東57處煤礦建成71個(gè)智能化采煤工作面、54個(gè)遠(yuǎn)程控制掘進(jìn)工作面……目前，全國(guó)已建成超200個(gè)智能化采煤工作面，采煤工作面機(jī)器人群、鉆錨機(jī)器人、選矸機(jī)器人和巡檢機(jī)器人等在煤礦井下應(yīng)用，煤礦采煤機(jī)械化程度達(dá)到78%以上。
依托科技創(chuàng)新，讓煤礦更高效更安全
煤礦智能化建設(shè)不斷加快的同時(shí)，也面臨不少困難和挑戰(zhàn)。專家指出，目前煤礦智能化建設(shè)工作還存在研發(fā)滯后于企業(yè)發(fā)展需求、智能化建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范缺失、技術(shù)裝備保障不足、研發(fā)平臺(tái)不健全、高端人才匱乏等問(wèn)題。
為提升煤礦智能化水平，國(guó)家發(fā)改委、應(yīng)急管理部等8部門(mén)日前聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，推動(dòng)智能化技術(shù)與煤炭產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，明確了10項(xiàng)具體任務(wù)，包括加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)、強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)、推進(jìn)科技創(chuàng)新、加快生產(chǎn)煤礦智能化改造、提升新建煤礦智能化水平、建設(shè)智能化示范煤礦、實(shí)施綠色礦山建設(shè)、推廣新一代信息技術(shù)應(yīng)用、探索服務(wù)新模式、加快人才培養(yǎng)等多個(gè)方面。
中國(guó)工程院院士王國(guó)法認(rèn)為，在煤礦智能化發(fā)展過(guò)程中，加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)和科學(xué)規(guī)劃非常重要。過(guò)去一些煤礦企業(yè)進(jìn)行智能化建設(shè)過(guò)程中，由于缺乏統(tǒng)籌、沒(méi)有綜合的規(guī)劃設(shè)計(jì)，造成多系統(tǒng)互相不兼容，形成“數(shù)據(jù)壁壘”和“信息煙囪”，發(fā)揮不了應(yīng)有效果。
“加快煤礦智能化發(fā)展，要在提高智能化技術(shù)與裝備水平上多下工夫。”北京科技大學(xué)東凌經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院教授何維達(dá)說(shuō)，特別是要針對(duì)短板，加強(qiáng)關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)，推進(jìn)國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)平臺(tái)建設(shè)，加快智能工廠和數(shù)字化車(chē)間建設(shè)。
兗礦集團(tuán)總經(jīng)理李偉介紹，近年來(lái)，兗礦集團(tuán)已累計(jì)投資45億元，積極開(kāi)展智能開(kāi)采的研究與實(shí)踐，去年在國(guó)內(nèi)共建成19個(gè)智能采煤工作面、15個(gè)智能掘進(jìn)工作面，成立了國(guó)內(nèi)首家煤礦智能開(kāi)采試驗(yàn)中心。“下一步，兗礦集團(tuán)將把‘重裝備、高可靠性、自動(dòng)化、少人化’作為智能礦山建設(shè)的主攻方向，及時(shí)準(zhǔn)確掌握智能化開(kāi)采裝備發(fā)展前沿技術(shù)，依托智能開(kāi)采試驗(yàn)中心，開(kāi)展科技攻關(guān)，穩(wěn)健加快建設(shè)智能開(kāi)采示范工程建設(shè)步伐。”
智能化發(fā)展，新一代信息技術(shù)被寄予厚望。指導(dǎo)意見(jiàn)提出，探索建立國(guó)家級(jí)煤礦信息大數(shù)據(jù)平臺(tái)，加快現(xiàn)代信息技術(shù)在煤炭工業(yè)領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，鼓勵(lì)地方政府有關(guān)部門(mén)建設(shè)信息管理云平臺(tái)，推進(jìn)煤炭企業(yè)建立煤礦智能化大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)。
在山西，陽(yáng)煤集團(tuán)新元礦的井下5G技術(shù)正在推進(jìn)。“相比于傳統(tǒng)礦井，我們的地面調(diào)度控制系統(tǒng)調(diào)控能力更強(qiáng)，井下值守人員更少，一旦5G技術(shù)落地，調(diào)控將更精準(zhǔn)。”新元礦副礦長(zhǎng)王海鋼說(shuō)。
何維達(dá)認(rèn)為，在新技術(shù)的研發(fā)、推廣和應(yīng)用過(guò)程中，一方面可以引入國(guó)際煤礦智能化先進(jìn)技術(shù)裝備、管理理念、服務(wù)模式等，和外國(guó)企業(yè)加強(qiáng)合作;另一方面要加強(qiáng)基礎(chǔ)性研究、開(kāi)發(fā)原創(chuàng)性技術(shù)，推動(dòng)我國(guó)煤礦智能化技術(shù)、裝備、標(biāo)準(zhǔn)、服務(wù)走出去。
智能采煤，政策支持力度大
煤礦智能化發(fā)展有3個(gè)階段性目標(biāo)，即到2021年，建成多種類(lèi)型、不同模式的智能化示范煤礦，基本實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)工作面減人提效、綜采工作面內(nèi)少人或無(wú)人操作、井下和露天煤礦固定崗位的無(wú)人值守與遠(yuǎn)程監(jiān)控;到2025年，大型煤礦和災(zāi)害嚴(yán)重煤礦基本實(shí)現(xiàn)智能化，形成煤礦智能化建設(shè)技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)體系，井下重點(diǎn)崗位機(jī)器人作業(yè)，露天煤礦實(shí)現(xiàn)智能連續(xù)作業(yè)和無(wú)人化運(yùn)輸;到2035年，各類(lèi)煤礦基本實(shí)現(xiàn)智能化，構(gòu)建多產(chǎn)業(yè)鏈、多系統(tǒng)集成的煤礦智能化系統(tǒng)，建成智能感知、智能決策、自動(dòng)執(zhí)行的煤礦智能化體系。
如何保障目標(biāo)實(shí)現(xiàn)?國(guó)家發(fā)改委等8部門(mén)明確，將加大政策支持力度。對(duì)驗(yàn)收通過(guò)的智能化示范煤礦，給予產(chǎn)能置換、礦井產(chǎn)能核增等方面的優(yōu)先支持;對(duì)新建的智能化煤礦，在規(guī)劃和年度計(jì)劃中優(yōu)先考慮;將煤礦相關(guān)智能化改造納入煤礦安全技術(shù)改造范圍，鼓勵(lì)金融機(jī)構(gòu)加大對(duì)智能化煤礦的支持力度，鼓勵(lì)企業(yè)發(fā)起設(shè)立相關(guān)市場(chǎng)化基金。
中國(guó)社會(huì)科學(xué)院工業(yè)經(jīng)濟(jì)研究所所長(zhǎng)黃群慧介紹，去年以來(lái)山東、河南、貴州、山西、陜西等產(chǎn)煤大省明確了優(yōu)先提供預(yù)算支持、進(jìn)行資金補(bǔ)助、優(yōu)先進(jìn)行審批或核準(zhǔn)、鼓勵(lì)釋放先進(jìn)產(chǎn)能等一系列支持舉措，這對(duì)煤炭企業(yè)提高智能化水平的重要意義不言而喻。
“此次出臺(tái)的文件，進(jìn)一步堅(jiān)定了兗礦集團(tuán)開(kāi)展煤礦智能開(kāi)采的信心。”李偉表示，兗礦集團(tuán)已提出明確的智能礦山建設(shè)目標(biāo)，包括一類(lèi)礦井實(shí)現(xiàn)每班下井人數(shù)不超過(guò)100人，采煤和掘進(jìn)工作面不超過(guò)5人;二類(lèi)礦井實(shí)現(xiàn)每班下井人數(shù)不超過(guò)200人，采煤和掘進(jìn)工作面不超過(guò)7人;三類(lèi)礦井實(shí)現(xiàn)每班下井人數(shù)不超過(guò)300人，采煤和掘進(jìn)工作面不超過(guò)8人。
李偉介紹，從今年到2025年，兗礦集團(tuán)計(jì)劃投入90億元，確保智能化礦井建設(shè)每年都見(jiàn)效。到2035年，爭(zhēng)取所有煤礦均實(shí)現(xiàn)智能化開(kāi)采，全面推廣機(jī)器人作業(yè)。
政企聯(lián)動(dòng)，煤礦智能化的發(fā)展前景被看好。黃群慧認(rèn)為，智能化是傳統(tǒng)工業(yè)的發(fā)展方向，各地各部門(mén)出臺(tái)支持舉措是促進(jìn)煤礦智能化的有力推手。
“煤礦智能化有利于提高生產(chǎn)效率、實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)勘探，還能夠延伸煤炭企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，打造煤礦智能裝備和煤礦機(jī)器人研發(fā)制造等新產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展前景值得期待。”何維達(dá)說(shuō)。但他也提醒，在加快煤礦智能化發(fā)展進(jìn)程中，要充分考慮成本控制問(wèn)題，同時(shí)要把環(huán)保作為重要內(nèi)容納入其中，構(gòu)建清潔低碳、安全高效的煤炭工業(yè)體系。
