煤礦智能化支撐煤炭工業(yè)高質量發(fā)展

　　中國工程院院士、中國煤炭科工集團首席科學家王國法：《煤礦智能化支撐煤炭工業(yè)高質量發(fā)展》，原文如下：

　　煤炭是我國能源的基石，是國家能源安全的壓艙石，也是可以清潔高效利用的最經(jīng)濟安全的能源。如何實現(xiàn)新時期煤炭工業(yè)高質量發(fā)展是煤炭行業(yè)面臨的核心問題。近年來，全行業(yè)一直在探索高質量發(fā)展之路。八部委近日正式發(fā)布的《關于加快煤礦智能化發(fā)展的指導意見》，是一個綱領性文件，對煤炭工業(yè)發(fā)展具有里程碑意義。文件提出的十八條意見，內容豐富、指導性很強。特別是提出的三階段目標為煤炭企業(yè)指明了發(fā)展方向，符合世界產業(yè)科技發(fā)展潮流，符合國家發(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的大趨勢。

　　階段性目標科學可行

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

　　智能化煤礦就是要將物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、自動控制、移動互聯(lián)網(wǎng)、智能裝備等與煤炭開發(fā)技術與裝備進行深度融合，形成全面自主感知、實時高效互聯(lián)、智能分析決策、自主學習、動態(tài)預測預警、精準協(xié)同控制的煤礦智能系統(tǒng)，實現(xiàn)礦井地質保障、煤炭開采、巷道掘進、主輔運輸、通風、排水、供電、安全保障、洗選運輸、生產經(jīng)營管理等全過程的安全高效智能運行。“十三五”以來，我國煤礦智能化發(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)展的初級階段。

　　煤礦智能化是一個不斷發(fā)展的過程，智能化水平也有一個不斷提高的過程?！吨笇б庖姟诽岢龅娜A段目標是基于我國煤礦智能化研究與實踐和世界科技發(fā)展趨勢提出的。第一階段目標是到2021年將建成多種類型、不同模式的智能化示范煤礦，基本實現(xiàn)掘進工作面減人提效、綜采工作面內少人或無人操作、井下和露天煤礦固定崗位的無人值守與遠程監(jiān)控。這是一個既緊迫又現(xiàn)實的目標。近年來，重點煤炭企業(yè)已在煤礦智能化建設中取得重要進展，技術裝備研發(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、分類推進原則，通過加強統(tǒng)籌規(guī)劃，到2021年因地制宜建設一批效果突出、帶動性強的煤礦示范工程，形成多種煤礦智能化產業(yè)發(fā)展模式，這一目標是科學可行的。

　　重點建設十大智能系統(tǒng)

　　《指導意見》強調要加強頂層設計，科學謀劃煤礦智能化建設。煤礦智能化是一個系統(tǒng)工程，智能化煤礦必須實現(xiàn)開拓、采掘(剝)、運輸、通風、洗選、安全保障、經(jīng)營管理等全過程的智能化運行，各個環(huán)節(jié)缺一不可。一些煤礦在信息化建設中因沒有統(tǒng)一規(guī)劃設計，造成多系統(tǒng)互不兼容，形成信息孤島，使這些系統(tǒng)無法互聯(lián)互通。因此，煤礦智能化建設必須吸取這些教訓，把頂層設計作為總綱，一張藍圖繪到底。

　　智能化煤礦要重點建設十大智能系統(tǒng)，包括煤礦智慧中心及綜合管理系統(tǒng)、煤礦安全實時通信網(wǎng)絡及地下精準位置服務系統(tǒng)、地質保障及4D-GIS動態(tài)信息系統(tǒng)、巷道智能快速掘進系統(tǒng)、開采工作面智能協(xié)同控制系統(tǒng)、煤流及輔助運輸與倉儲智能系統(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)、礦井全工位設備設施健康智能管理系統(tǒng)、煤礦場區(qū)及綠色生態(tài)智能系統(tǒng)。煤礦十大主要智能系統(tǒng)分別由若干個相關煤礦智能化子系統(tǒng)組成，數(shù)以百計的煤礦智能化子系統(tǒng)協(xié)同運行，構成煤礦智能化巨系統(tǒng)。

　　開展關鍵技術攻關

　　《指導意見》提出，推進科技創(chuàng)新，提高智能化技術與裝備水平，為“十四五”煤炭科技攻關指明了方向。一方面，我們應當瞄準未來5年~10年煤礦智能化發(fā)展面臨的重大基礎科學問題，從智能感知、分析、決策與控制等方面，加強從零到一的基礎創(chuàng)新。另一方面，要推進建設國家級重點實驗室和工程(研究)中心，支持建設煤礦智能化技術創(chuàng)新研發(fā)平臺，加強對核心基礎零部件、先進基礎工藝、關鍵基礎材料等共性關鍵技術的研發(fā)，重點突破精準地質探測、精確定位與數(shù)據(jù)高效連續(xù)傳輸、智能快速掘進、復雜條件智能綜采、連續(xù)化輔助運輸、露天開采無人化連續(xù)作業(yè)、重大危險源智能感知與預警、煤礦機器人及井下數(shù)碼電子雷管等技術與裝備。加快智能工廠和數(shù)字化車間建設，推進大型煤機裝備、煤礦機器人研發(fā)及產業(yè)化應用，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)、云計算、自動控制、人工智能等進行交叉融合創(chuàng)新;要充分借鑒他山之石，在5G、云、AI和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術方面開展多元合作。由中國煤炭學會和中國煤炭科工集團發(fā)起成立的煤礦智能化創(chuàng)新聯(lián)盟，協(xié)同推進相關技術發(fā)展，創(chuàng)新技術與資本多元合作的模式，逐步構建創(chuàng)新包容的煤礦智能化產業(yè)生態(tài)。

　　加大政策支持力度

　　煤礦智能化建設需要一定的資金投入，但能實現(xiàn)更高的效率和安全效益，這已被實踐證明。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)展的內在要求，技術與生產方式變革的大趨勢倒逼煤炭企業(yè)要進行智能化建設。國家通過加大政策支持力度，建立智能化發(fā)展長效機制。對驗收通過的智能化示范煤礦，給予產能置換、礦井產能核增等方面的優(yōu)先支持。在煤礦安全改造中央預算內投資安排上，對積極推廣應用井下智能裝備、機器人崗位替代、推進煤礦開采減人提效的煤礦予以重點支持。對新建的智能化煤礦，在規(guī)劃和年度計劃中優(yōu)先考慮。將煤礦相關智能化改造納入煤礦安全技術改造范圍，探索研究將相關投入列入安全費用使用范圍。研究相關產業(yè)扶持政策，鼓勵金融機構加大對智能化煤礦的支持力度。鼓勵企業(yè)發(fā)起設立相關市場化基金，形成支持煤礦智能化發(fā)展的長效機制。

　　就目前智能化煤礦建設沒有標準規(guī)范依據(jù)的突出問題，《指導意見》提出，強化標準引領，提升煤礦智能化基礎能力。過去一年里，我們以中國煤炭科工集團為主體開展了煤礦智能化標準體系的研究，已提出了煤礦智能化標準體系框架，首先完成了“智能化煤礦分類、分級技術條件與評價指標體系”、“智能化綜采工作面分類、分級評價技術條件與指標體系”等相關標準文本，并啟動煤礦智能化技術標準專項。

　　下一步，要推動各企業(yè)制定具體實施方案，把煤礦智能化建設落到實處，解決發(fā)展中的實際問題，發(fā)揮好煤礦智能化創(chuàng)新聯(lián)盟的作用，做好標準體系的建設和人才培養(yǎng)。