煤礦智能化支撐煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展

　　中國(guó)工程院院士、中國(guó)煤炭科工集團(tuán)首席科學(xué)家王國(guó)法：《煤礦智能化支撐煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展》，原文如下：

　　煤炭是我國(guó)能源的基石，是國(guó)家能源安全的壓艙石，也是可以清潔高效利用的最經(jīng)濟(jì)安全的能源。如何實(shí)現(xiàn)新時(shí)期煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展是煤炭行業(yè)面臨的核心問(wèn)題。近年來(lái)，全行業(yè)一直在探索高質(zhì)量發(fā)展之路。八部委近日正式發(fā)布的《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，是一個(gè)綱領(lǐng)性文件，對(duì)煤炭工業(yè)發(fā)展具有里程碑意義。文件提出的十八條意見(jiàn)，內(nèi)容豐富、指導(dǎo)性很強(qiáng)。特別是提出的三階段目標(biāo)為煤炭企業(yè)指明了發(fā)展方向，符合世界產(chǎn)業(yè)科技發(fā)展潮流，符合國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略，符合企業(yè)發(fā)展要求，煤礦智能化已成為不可逆轉(zhuǎn)的大趨勢(shì)。

　　階段性目標(biāo)科學(xué)可行

　　煤礦智能化是煤礦綜合機(jī)械化發(fā)展的新階段，是煤炭生產(chǎn)力和生產(chǎn)方式革命的新方向。經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展，我國(guó)煤礦綜合機(jī)械化取得了歷史性的巨大成績(jī)，煤礦生產(chǎn)力和安全生產(chǎn)面貌發(fā)生了翻天覆地的變化，全國(guó)已基本實(shí)現(xiàn)煤礦機(jī)械化和綜合機(jī)械化，為新時(shí)期發(fā)展煤礦智能化奠定了良好基礎(chǔ)。

　　智能化煤礦就是要將物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、自動(dòng)控制、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、智能裝備等與煤炭開(kāi)發(fā)技術(shù)與裝備進(jìn)行深度融合，形成全面自主感知、實(shí)時(shí)高效互聯(lián)、智能分析決策、自主學(xué)習(xí)、動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)預(yù)警、精準(zhǔn)協(xié)同控制的煤礦智能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)礦井地質(zhì)保障、煤炭開(kāi)采、巷道掘進(jìn)、主輔運(yùn)輸、通風(fēng)、排水、供電、安全保障、洗選運(yùn)輸、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理等全過(guò)程的安全高效智能運(yùn)行?！笆濉币詠?lái)，我國(guó)煤礦智能化發(fā)展很快，取得了一些重要成果，但總體上還處于煤礦智能化發(fā)展的初級(jí)階段。

　　煤礦智能化是一個(gè)不斷發(fā)展的過(guò)程，智能化水平也有一個(gè)不斷提高的過(guò)程。《指導(dǎo)意見(jiàn)》提出的三階段目標(biāo)是基于我國(guó)煤礦智能化研究與實(shí)踐和世界科技發(fā)展趨勢(shì)提出的。第一階段目標(biāo)是到2021年將建成多種類型、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。這是一個(gè)既緊迫又現(xiàn)實(shí)的目標(biāo)。近年來(lái)，重點(diǎn)煤炭企業(yè)已在煤礦智能化建設(shè)中取得重要進(jìn)展，技術(shù)裝備研發(fā)取得一批重要成果，為煤礦智能化發(fā)展提供了支撐條件。按照典型示范、分類推進(jìn)原則，通過(guò)加強(qiáng)統(tǒng)籌規(guī)劃，到2021年因地制宜建設(shè)一批效果突出、帶動(dòng)性強(qiáng)的煤礦示范工程，形成多種煤礦智能化產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，這一目標(biāo)是科學(xué)可行的。

　　重點(diǎn)建設(shè)十大智能系統(tǒng)

　　《指導(dǎo)意見(jiàn)》強(qiáng)調(diào)要加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，科學(xué)謀劃煤礦智能化建設(shè)。煤礦智能化是一個(gè)系統(tǒng)工程，智能化煤礦必須實(shí)現(xiàn)開(kāi)拓、采掘(剝)、運(yùn)輸、通風(fēng)、洗選、安全保障、經(jīng)營(yíng)管理等全過(guò)程的智能化運(yùn)行，各個(gè)環(huán)節(jié)缺一不可。一些煤礦在信息化建設(shè)中因沒(méi)有統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計(jì)，造成多系統(tǒng)互不兼容，形成信息孤島，使這些系統(tǒng)無(wú)法互聯(lián)互通。因此，煤礦智能化建設(shè)必須吸取這些教訓(xùn)，把頂層設(shè)計(jì)作為總綱，一張藍(lán)圖繪到底。

　　智能化煤礦要重點(diǎn)建設(shè)十大智能系統(tǒng)，包括煤礦智慧中心及綜合管理系統(tǒng)、煤礦安全實(shí)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)及地下精準(zhǔn)位置服務(wù)系統(tǒng)、地質(zhì)保障及4D-GIS動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)、巷道智能快速掘進(jìn)系統(tǒng)、開(kāi)采工作面智能協(xié)同控制系統(tǒng)、煤流及輔助運(yùn)輸與倉(cāng)儲(chǔ)智能系統(tǒng)、煤礦井下環(huán)境感知及安全管控系統(tǒng)、煤炭洗選智能化系統(tǒng)、礦井全工位設(shè)備設(shè)施健康智能管理系統(tǒng)、煤礦場(chǎng)區(qū)及綠色生態(tài)智能系統(tǒng)。煤礦十大主要智能系統(tǒng)分別由若干個(gè)相關(guān)煤礦智能化子系統(tǒng)組成，數(shù)以百計(jì)的煤礦智能化子系統(tǒng)協(xié)同運(yùn)行，構(gòu)成煤礦智能化巨系統(tǒng)。

　　開(kāi)展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)

　　《指導(dǎo)意見(jiàn)》提出，推進(jìn)科技創(chuàng)新，提高智能化技術(shù)與裝備水平，為“十四五”煤炭科技攻關(guān)指明了方向。一方面，我們應(yīng)當(dāng)瞄準(zhǔn)未來(lái)5年~10年煤礦智能化發(fā)展面臨的重大基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題，從智能感知、分析、決策與控制等方面，加強(qiáng)從零到一的基礎(chǔ)創(chuàng)新。另一方面，要推進(jìn)建設(shè)國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和工程(研究)中心，支持建設(shè)煤礦智能化技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)平臺(tái)，加強(qiáng)對(duì)核心基礎(chǔ)零部件、先進(jìn)基礎(chǔ)工藝、關(guān)鍵基礎(chǔ)材料等共性關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)，重點(diǎn)突破精準(zhǔn)地質(zhì)探測(cè)、精確定位與數(shù)據(jù)高效連續(xù)傳輸、智能快速掘進(jìn)、復(fù)雜條件智能綜采、連續(xù)化輔助運(yùn)輸、露天開(kāi)采無(wú)人化連續(xù)作業(yè)、重大危險(xiǎn)源智能感知與預(yù)警、煤礦機(jī)器人及井下數(shù)碼電子雷管等技術(shù)與裝備。加快智能工廠和數(shù)字化車間建設(shè)，推進(jìn)大型煤機(jī)裝備、煤礦機(jī)器人研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，提高智能裝備的成套化水平。

　　煤礦智能化涉及與物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、自動(dòng)控制、人工智能等進(jìn)行交叉融合創(chuàng)新;要充分借鑒他山之石，在5G、云、AI和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方面開(kāi)展多元合作。由中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)和中國(guó)煤炭科工集團(tuán)發(fā)起成立的煤礦智能化創(chuàng)新聯(lián)盟，協(xié)同推進(jìn)相關(guān)技術(shù)發(fā)展，創(chuàng)新技術(shù)與資本多元合作的模式，逐步構(gòu)建創(chuàng)新包容的煤礦智能化產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

　　加大政策支持力度

　　煤礦智能化建設(shè)需要一定的資金投入，但能實(shí)現(xiàn)更高的效率和安全效益，這已被實(shí)踐證明。煤礦智能化從根本上改變煤礦工人的作業(yè)方式和條件，是煤礦工人的最大福祉，也是煤炭企業(yè)發(fā)展的內(nèi)在要求，技術(shù)與生產(chǎn)方式變革的大趨勢(shì)倒逼煤炭企業(yè)要進(jìn)行智能化建設(shè)。國(guó)家通過(guò)加大政策支持力度，建立智能化發(fā)展長(zhǎng)效機(jī)制。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。在煤礦安全改造中央預(yù)算內(nèi)投資安排上，對(duì)積極推廣應(yīng)用井下智能裝備、機(jī)器人崗位替代、推進(jìn)煤礦開(kāi)采減人提效的煤礦予以重點(diǎn)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，探索研究將相關(guān)投入列入安全費(fèi)用使用范圍。研究相關(guān)產(chǎn)業(yè)扶持政策，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，形成支持煤礦智能化發(fā)展的長(zhǎng)效機(jī)制。

　　就目前智能化煤礦建設(shè)沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范依據(jù)的突出問(wèn)題，《指導(dǎo)意見(jiàn)》提出，強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)，提升煤礦智能化基礎(chǔ)能力。過(guò)去一年里，我們以中國(guó)煤炭科工集團(tuán)為主體開(kāi)展了煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系的研究，已提出了煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系框架，首先完成了“智能化煤礦分類、分級(jí)技術(shù)條件與評(píng)價(jià)指標(biāo)體系”、“智能化綜采工作面分類、分級(jí)評(píng)價(jià)技術(shù)條件與指標(biāo)體系”等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)文本，并啟動(dòng)煤礦智能化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)專項(xiàng)。

　　下一步，要推動(dòng)各企業(yè)制定具體實(shí)施方案，把煤礦智能化建設(shè)落到實(shí)處，解決發(fā)展中的實(shí)際問(wèn)題，發(fā)揮好煤礦智能化創(chuàng)新聯(lián)盟的作用，做好標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)和人才培養(yǎng)。