陰暗的礦井里,灰頭土面的礦工們緊張地忙碌著……對于煤礦,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),整個過程清潔無塵、人機分離。
中國是全球煤炭生產(chǎn)第一大國。國家發(fā)改委等8部門近日印發(fā)《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》,提出到2030年,各類煤礦基本實現(xiàn)智能化。
煤礦智能化什么樣?還面臨哪些問題?未來又該怎么發(fā)展?
智能化助力,“采煤不見人”漸行漸近
隨著工作人員在地面集控中心遙控開機,井下400多米深處工作面的采煤設(shè)備開始自動運轉(zhuǎn),割煤、推溜、移架、傳送,滾滾“烏金”涌上地面……這些場景,正被位于山東兗礦集團鮑店煤礦7302工作面上的58個高清攝像頭、1000多個傳感器實時傳輸回集控中心,顯示在巨大的電子屏上。
兗礦集團設(shè)備管理中心主任亓玉浩介紹,相比傳統(tǒng)的機械化采煤,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,整個采煤區(qū)隊由226人減少到了90人,人員減幅達(dá)60%以上?!肮と松倭?,原煤日產(chǎn)量卻由1.5萬噸提高至2萬噸水平。”
亓玉浩說,新冠肺炎疫情防控期間,兗礦集團發(fā)揮智能礦山優(yōu)勢,既解決了前期工人不足的問題,又減少了人員聚集,山東省內(nèi)8對礦井在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)、云計算、大數(shù)據(jù)、機器人、智能裝備等與現(xiàn)代煤炭開發(fā)利用深度融合,形成全面感知、實時互聯(lián)、分析決策、自主學(xué)習(xí)、動態(tài)預(yù)測、協(xié)同控制的智能系統(tǒng),實現(xiàn)煤礦開拓、采掘(剝)、運輸、通風(fēng)、洗選、安全保障、經(jīng)營管理等過程的智能化運行。
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)時間頻次自動放煤的工作面液壓支架、具有記憶截割功能的采煤機、能夠?qū)崿F(xiàn)工作面自動找直的LASC慣性導(dǎo)航系統(tǒng)以及“一鍵啟?!?、單機遙控的可視化遠(yuǎn)程監(jiān)控等。
鮑店煤礦是中國煤礦智能化發(fā)展的一個縮影。近年來,各地紛紛加快煤礦智能化建設(shè)的步伐:河南去年試點建設(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)與驗收體系;貴州對煤礦進行機械化智能化升級改造,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個智能化采煤工作面、54個遠(yuǎn)程控制掘進工作面……目前,全國已建成超200個智能化采煤工作面,采煤工作面機器人群、鉆錨機器人、選矸機器人和巡檢機器人等在煤礦井下應(yīng)用,煤礦采煤機械化程度達(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,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)平臺不健全、高端人才匱乏等問題。
為提升煤礦智能化水平,國家發(fā)改委、應(yīng)急管理部等8部門日前聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》,推動智能化技術(shù)與煤炭產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展,明確了10項具體任務(wù),包括加強頂層設(shè)計、強化標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)、推進科技創(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)等多個方面。
中國工程院院士王國法認(rèn)為,在煤礦智能化發(fā)展過程中,加強頂層設(shè)計和科學(xué)規(guī)劃非常重要。過去一些煤礦企業(yè)進行智能化建設(shè)過程中,由于缺乏統(tǒng)籌、沒有綜合的規(guī)劃設(shè)計,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?!北本┛萍即髮W(xué)東凌經(jīng)濟管理學(xué)院教授何維達(dá)說,特別是要針對短板,加強關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā),推進國家級重點實驗室等技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)平臺建設(shè),加快智能工廠和數(shù)字化車間建設(shè)。
兗礦集團總經(jīng)理李偉介紹,近年來,兗礦集團已累計投資45億元,積極開展智能開采的研究與實踐,去年在國內(nèi)共建成19個智能采煤工作面、15個智能掘進工作面,成立了國內(nèi)首家煤礦智能開采試驗中心?!跋乱徊?,兗礦集團將把‘重裝備、高可靠性、自動化、少人化’作為智能礦山建設(shè)的主攻方向,及時準(zhǔn)確掌握智能化開采裝備發(fā)展前沿技術(shù),依托智能開采試驗中心,開展科技攻關(guān),穩(wěn)健加快建設(shè)智能開采示范工程建設(shè)步伐?!?nbsp;
智能化發(fā)展,新一代信息技術(shù)被寄予厚望。指導(dǎo)意見提出,探索建立國家級煤礦信息大數(shù)據(jù)平臺,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,鼓勵地方政府有關(guān)部門建設(shè)信息管理云平臺,推進煤炭企業(yè)建立煤礦智能化大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺。
在山西,陽煤集團新元礦的井下5G技術(shù)正在推進?!跋啾扔趥鹘y(tǒng)礦井,我們的地面調(diào)度控制系統(tǒng)調(diào)控能力更強,井下值守人員更少,一旦5G技術(shù)落地,調(diào)控將更精準(zhǔn)?!毙略V副礦長王海鋼說。
何維達(dá)認(rèn)為,在新技術(shù)的研發(fā)、推廣和應(yīng)用過程中,一方面可以引入國際煤礦智能化先進技術(shù)裝備、管理理念、服務(wù)模式等,和外國企業(yè)加強合作;另一方面要加強基礎(chǔ)性研究、開發(fā)原創(chuàng)性技術(shù),推動我國煤礦智能化技術(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個階段性目標(biāo),即到2021年,建成多種類型、不同模式的智能化示范煤礦,基本實現(xiàn)掘進工作面減人提效、綜采工作面內(nèi)少人或無人操作、井下和露天煤礦固定崗位的無人值守與遠(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,井下重點崗位機器人作業(yè),露天煤礦實現(xiàn)智能連續(xù)作業(yè)和無人化運輸;到2035年,各類煤礦基本實現(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、自動執(zhí)行的煤礦智能化體系。
如何保障目標(biāo)實現(xiàn)?國家發(fā)改委等8部門明確,將加大政策支持力度。對驗收通過的智能化示范煤礦,給予產(chǎn)能置換、礦井產(chǎn)能核增等方面的優(yōu)先支持;對新建的智能化煤礦,在規(guī)劃和年度計劃中優(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,鼓勵金融機構(gòu)加大對智能化煤礦的支持力度,鼓勵企業(yè)發(fā)起設(shè)立相關(guān)市場化基金。
中國社會科學(xué)院工業(yè)經(jīng)濟研究所所長黃群慧介紹,去年以來山東、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、進行資金補助、優(yōu)先進行審批或核準(zhǔn)、鼓勵釋放先進產(chǎn)能等一系列支持舉措,這對煤炭企業(yè)提高智能化水平的重要意義不言而喻。
“此次出臺的文件,進一步堅定了兗礦集團開展煤礦智能開采的信心?!崩顐ケ硎荆瑑嫉V集團已提出明確的智能礦山建設(shè)目標(biāo),包括一類礦井實現(xiàn)每班下井人數(shù)不超過100人,采煤和掘進工作面不超過5人;二類礦井實現(xiàn)每班下井人數(shù)不超過200人,采煤和掘進工作面不超過7人;三類礦井實現(xiàn)每班下井人數(shù)不超過300人,采煤和掘進工作面不超過8人。
李偉介紹,從今年到2025年,兗礦集團計劃投入90億元,確保智能化礦井建設(shè)每年都見效。到2035年,爭取所有煤礦均實現(xiàn)智能化開采,全面推廣機器人作業(yè)。
政企聯(lián)動,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,各地各部門出臺支持舉措是促進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器人研發(fā)制造等新產(chǎn)業(yè),其發(fā)展前景值得期待?!焙尉S達(dá)說。但他也提醒,在加快煤礦智能化發(fā)展進程中,要充分考慮成本控制問題,同時要把環(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。