礦山智能化建設速度已達到新的高度!全國煤礦智能化采掘工作面由494個增至1019個，同比增加42%;智能化煤礦由242處增至572處，產能由8.5億噸增至19.36億噸;煤礦井下機器人從19種增加到31種，礦山專用操作系統(tǒng)、5G專網等前沿技術得到更廣泛應用。
“礦山智能化建設速度已達到新的高度!”在日前召開的2022年煤礦智能化重大進展發(fā)布會現(xiàn)場，國家礦山安全監(jiān)察局安全基礎司司長孫慶國給出一組最新數(shù)據(jù)——全國煤礦智能化采掘工作面由494個增至1019個，同比增加42%;智能化煤礦由242處增至572處，產能由8.5億噸增至19.36億噸;煤礦井下機器人從19種增加到31種，礦山專用操作系統(tǒng)、5G專網等前沿技術得到更廣泛應用。
在此推動下，減人、增安、提效的成效日益顯現(xiàn)。孫慶國介紹，僅去年一年，全國煤礦井下作業(yè)人員就減少6萬人，一批大中型礦井固定崗位基本實現(xiàn)無人值守。尤其是保供以來，智能化礦井累計釋放產能近6億噸，為煤礦安全增產提供了強有力的支撐。
筑牢理論基礎，建設多點開花
技術要突破，理論需先行。中煤科工開采研究院有限公司研究員任懷偉回憶，在煤礦智能化建設啟動之初，基礎理論研究基本處于空白。“由王國法院士牽頭，我們申請立項了國家首個煤礦智能化領域的自然基金重點項目，針對煤礦復雜巨系統(tǒng)的整體模型及決策機制進行深入研究。”
經過3年多時間，數(shù)字煤礦及智能化開采基礎理論體系現(xiàn)已形成，開啟礦山多學科、多系統(tǒng)交叉融合的新方向。“行業(yè)還全面搭建了數(shù)據(jù)、通訊、裝備、安全、管理等40余項團體標準，讓智能化建設有標可依，有據(jù)可查，有章可循。”任懷偉稱。
效果好不好還得看實操。記者了解到，全國智能化煤礦建設投資累計達到1000億元，25個省份出臺了財稅支持保障措施，帶動建設成果在多地多點開花。“內蒙古自治區(qū)建成智能化煤礦126處，智能化煤礦全員工效達到28噸/工;陜西省建成102個智能化采煤工作面、66個智能化掘進工作面，陜煤集團智能化產能占比達到99%。”中國煤炭工業(yè)協(xié)會科技發(fā)展部副主任張建明舉例。
“年產千萬噸級及以上礦井對于保障國家能源安全具有重要意義。但像小保當2號礦井，建設規(guī)模1300萬噸/年，受制于開采厚度，采用常規(guī)開采方式卻難以實現(xiàn)設計產能。從增產降損角度來說，我們必須增加工作面長度，減少資源量損失。”陜西小保當?shù)V業(yè)有限公司副總經理梁旭感慨，正是依托智能化建設，該礦打造了首套國產450米超長智能綜采工作面成套裝備，為2-3米中厚煤層高效開采提供了新的技術途徑。“項目實施后，工作面最高日產5.2萬噸，平均月產107萬噸，推進速度提高20%-60%，產能提高約100%-230%。同時少布置3個工作面，節(jié)約3次安撤費用約1.8億元。”
系統(tǒng)性、融合性有待持續(xù)強化
成績和經驗有之，薄弱環(huán)節(jié)更值得重視。“同時應該清醒看到，智能化建設仍存在短板和弱項。比如這項工作在不同地區(qū)、不同企業(yè)之間進展總體是好的，但是存在不均衡，有的企業(yè)建設方案在技術路徑、設備選型方面不合理，特別是一些復雜條件的煤礦智能化建設還需要下更大功夫。”國家能源局總經濟師魯俊嶺指出。
孫慶國認為，礦井數(shù)量更多、建設速度更快、覆蓋范圍更廣，也意味著煤礦智能化進入新的發(fā)展階段，對此提出了更高要求。“還需進一步優(yōu)化研發(fā)和應用環(huán)境，構建以企業(yè)為主導、市場為導向，礦山企業(yè)、研究機構、科技企業(yè)、裝備廠商等深度融合的創(chuàng)新體系，大力推動跨界合作、協(xié)同創(chuàng)新。”
“智能化建設是一個迭代發(fā)展進步的過程，不是一次性工程。”中國工程院院士、煤礦智能化創(chuàng)新聯(lián)盟理事長王國法提出，這樣一項復雜的系統(tǒng)工程，建設應由單個系統(tǒng)向全面智能化、全生命周期、全產業(yè)鏈智能化邁進。“但目前，礦山行業(yè)數(shù)字化生態(tài)體系尚在形成雛形階段，數(shù)字化生態(tài)環(huán)境比較脆弱，呈現(xiàn)出產業(yè)鏈不完整、技術鏈片面、資源投入不平衡、標準體系難統(tǒng)一等現(xiàn)狀。”
王國法舉例，部分智能礦山數(shù)字化偏重于生產運營階段，設計建設、運銷市場等其他環(huán)節(jié)的融合還不夠;由于未從智能化建設全要素技術鏈、技術發(fā)展圖譜進行系統(tǒng)布局，往往重硬件輕軟件、重系統(tǒng)輕數(shù)據(jù);為追求建設效果，簡單場景投入較大，復雜場景問題難解決，資源投入反而少;從礦山企業(yè)到行業(yè)供應鏈仍存在信息壁壘、數(shù)據(jù)孤島，數(shù)據(jù)安全缺乏保障，導致數(shù)據(jù)無法流動，知識不能共享、產業(yè)鏈數(shù)字化水平不高等。
核心在于重大關鍵裝備的進步
如何進一步提升?在多位業(yè)內人士看來，核心和支柱在于重大關鍵技術裝備的進步。
“技術進步既是一項基礎工作，更是一項根本問題。沒有先進的技術裝備和重大技術成果應用，煤礦智能化這件事是干不成的。 ”魯俊嶺表示，下一步，應聚焦現(xiàn)場難點和問題，充分發(fā)揮科研主觀能動性，全面夯實科技的支撐和保障雙重作用。“定期梳理需要集中重點攻克的技術和裝備，支持鼓勵突破關鍵核心技術、強化基礎性關鍵技術標準和管理標準的修訂，增強建設標準性、兼容性，組織遴選一批技術先進、經濟性強、可靠性高的案例，以此推廣安全智能高效的建設和生產模式。”
在王國法看來，推進煤礦智能化建設，不僅僅是指礦井“采掘機運通”各業(yè)務系統(tǒng)的運行，還包括采前智能地質探測、采后智能洗選加工與增值利用等環(huán)節(jié)。“煤礦智能化巨系統(tǒng)協(xié)同運行難度大，綜合可靠性保障難度大，多系統(tǒng)集成的客觀復雜化，導致整體穩(wěn)定性降低。光是綜采工作面就有礦壓監(jiān)測、巡檢機器人、煤流量監(jiān)測等10多個子系統(tǒng)，亟待融入原有的工作面控制系統(tǒng)。需要銜接的硬件、軟件接口越來越多，迫切要求統(tǒng)一系統(tǒng)的接口及性能指標要求，形成模塊化、系統(tǒng)化、標準化的智能化系統(tǒng)模式。”
對此，孫慶國再次強調“系統(tǒng)觀念”的重要性。 “進一步加快礦井整體智能化建設，實現(xiàn)智能化各系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通，推動礦山企業(yè)管理模式重塑、業(yè)務流程再造，由管人員、管現(xiàn)場向管網絡、管數(shù)據(jù)、管裝備轉變，在生產系統(tǒng)智能化單兵突擊的基礎上，加快實現(xiàn)全系統(tǒng)、全流程、全鏈條智能化的整體推進。”
