當(dāng)前，煤礦智能化是煤炭企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐和必由之路這一觀點已成為行業(yè)共識，煤礦智能化也是煤炭安全增產(chǎn)保供的關(guān)鍵舉措。
今年以來多地煤礦資源大省相繼出臺政策，要求加快推進煤礦智能化發(fā)展。例如山西省印發(fā)《全面推進煤礦智能化和煤炭工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設(shè)實施方案》明確提出，到2027年，全省各類煤礦基本實現(xiàn)智能化。山東省提出，加快推進煤礦智能化改造和既有裝備設(shè)施節(jié)能改造，打造煤礦智能化建設(shè)示范標(biāo)桿，提高煤炭開發(fā)技術(shù)與裝備水平，到2025年，智能化煤礦開采產(chǎn)量達到90%左右。
對此，《證券日報》記者就煤礦智能化發(fā)展進度及行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀等問題采訪了中國工程院院士、中國煤炭科工集團首席科學(xué)家王國法。
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智能化邁入全面發(fā)展新階段
“今年以來，各地加速推進煤礦智能化建設(shè)積極性非常高。”王國法對記者表示，在2020年國家發(fā)改委等部門聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》（以下簡稱《指導(dǎo)意見》）推動下，3年以來煤礦智能化發(fā)展已取得積極成效，煤礦智能化建設(shè)與技術(shù)創(chuàng)新相互促進，初步形成了適用于不同煤層賦存條件的智能化煤礦建設(shè)模式，減人、增安、提效成果顯著。
國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，截至目前，全國已累計建成智能化采煤工作面1043個、掘進工作面1277個，其中全國首批示范煤礦累計建成智能化采煤工作面363個、掘進工作面239個，涵蓋產(chǎn)能6.2億噸/年，單面平均生產(chǎn)能力達到500萬噸/年，智能化建設(shè)總投資規(guī)模近2000億元。
“第一批條件較好的示范礦井已經(jīng)陸陸續(xù)續(xù)進入驗收階段，預(yù)計年內(nèi)基本都能通過驗收?！蓖鯂ū硎荆?dāng)前煤礦智能化技術(shù)逐步發(fā)展成熟，在首批示范礦井建設(shè)的經(jīng)驗技術(shù)及創(chuàng)新研發(fā)技術(shù)的推動下，煤礦智能化已邁入全面發(fā)展的新階段。
“一是煤礦安全高效生產(chǎn)要求和產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的現(xiàn)實需要，二是煤礦智能化技術(shù)與裝備保障能力提高，煤礦智能化安全生產(chǎn)效率提升，先行建設(shè)的智能化煤礦比較優(yōu)勢明顯，因此倒逼地方、企業(yè)積極推進煤礦智能化發(fā)展謀求轉(zhuǎn)型發(fā)展?！蓖鯂ㄕ劦?。
在王國法看來，煤礦智能化發(fā)展取得積極成效，離不開采掘裝備智能化水平提高帶來的生產(chǎn)工藝變革，采掘硬件設(shè)備技術(shù)的進步極大地推動了煤礦生產(chǎn)效率，尤其是電液控制系統(tǒng)的國產(chǎn)化，為煤礦智能化發(fā)展奠定了重要基礎(chǔ)。“十四五”期間至少還要新增2000左右個智能化采煤工作面，這將為相關(guān)高科技企業(yè)帶來新發(fā)展機遇。
“智能化發(fā)展最難的還是在采掘?！蓖鯂ǜ嬖V記者，“在煤礦智能化建設(shè)的過程中，基礎(chǔ)信息設(shè)施、智能安控和地面智能化系統(tǒng)等方面是相對比較容易推進的部分，基本上只要有投入就能推進，但各礦的采掘條件千差萬別，對智能采掘硬件設(shè)備的適應(yīng)性和可靠性要求很高，因此要進一步減人增安提效，采掘設(shè)備智能化技術(shù)的提升至關(guān)重要?！?/p>
隨著智能化礦山的持續(xù)推進，相關(guān)的技術(shù)設(shè)備迭代速度也在加快，煤機設(shè)備正迎來替換周期。浙商證券指出，我國煤機設(shè)備的壽命大約為5年-10年，其中綜采設(shè)備中的采煤機、掘進機、刮板輸送機壽命在5年左右，液壓支架的壽命較長，為8年-10年。據(jù)其測算，2023-2025年更新需求帶來的“三機一架”投資額為859億元、817億元、856億元，同比增長2.5%、-4.9%、4.8%。
推進建設(shè)煤礦“數(shù)智化”生態(tài)
在王國法看來，煤礦智能化建設(shè)在取得階段性成果的同時仍存在諸多短板，面臨諸多挑戰(zhàn)。例如面臨數(shù)字化、智能化生態(tài)脆弱，呈現(xiàn)出產(chǎn)業(yè)鏈不完善、技術(shù)鏈片面、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等問題，以及煤礦智能裝備的可靠性及對復(fù)雜條件的適應(yīng)性、煤礦智能化建設(shè)系統(tǒng)、區(qū)域之間不平衡差異大、智能化人才匱乏等多方面問題。
而推進煤礦數(shù)字化智能化生態(tài)建設(shè)，已成為構(gòu)建安全高效、清潔低碳的煤炭產(chǎn)-供-銷體系的核心要素。
“礦山智能化建設(shè)需要構(gòu)建礦山全生命周期、全產(chǎn)業(yè)鏈、全要素的數(shù)字化生態(tài)，打通從礦山智能化建設(shè)到全產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展路徑，形成以‘?dāng)?shù)據(jù)驅(qū)動’為核心的系統(tǒng)智能化柔性生產(chǎn)供給運行模式?！蓖鯂ū硎??！暗壳暗V山行業(yè)數(shù)字化生態(tài)體系尚在形成雛形階段?！?/p>
《指導(dǎo)意見》指出，煤礦智能化要將人工智能、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)。
但目前從礦山企業(yè)到行業(yè)供應(yīng)鏈普遍存在信息壁壘、數(shù)據(jù)孤島，數(shù)據(jù)鑒權(quán)、數(shù)據(jù)安全等問題，導(dǎo)致數(shù)據(jù)無法流動、知識不能共享、礦山智能化和產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)字化水平不高。
就此，為進一步推進煤礦數(shù)字化智能化生態(tài)建設(shè)，王國法建議，一是加快煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，亟需從行業(yè)層面上構(gòu)建數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系與法規(guī)，規(guī)范智能化煤礦建設(shè)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議與數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)；二是以業(yè)務(wù)為導(dǎo)向深化煤礦數(shù)據(jù)治理，構(gòu)建煤炭行業(yè)知識圖譜；三是加速數(shù)據(jù)驅(qū)動下管理變革轉(zhuǎn)型，增強信息安全保障能力；四是建設(shè)煤礦行業(yè)云平臺，打造行業(yè)數(shù)據(jù)生態(tài)圈，構(gòu)建煤炭企業(yè)-煤機企業(yè)-軟件開發(fā)企業(yè)-ICT企業(yè)間數(shù)據(jù)流動、交換、共享路徑；五是建立國家級的煤礦安全生產(chǎn)智能化平臺，構(gòu)建基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的安全感知、監(jiān)測、預(yù)警、處置及評估體系；六是建立國家級的煤炭交易監(jiān)管平臺，推動煤炭交易的透明化、公平化。
此外，針對高端人才匱乏問題，王國法指出，煤礦智能化建設(shè)亟需具備采礦與機電信息等多專業(yè)融合的復(fù)合型人才，應(yīng)鼓勵高校加快采礦工程等傳統(tǒng)礦業(yè)類專業(yè)與數(shù)字化智能化的深度融合，大力推進智能采礦等新工科專業(yè)建設(shè)，建立健全礦山智能化專業(yè)人才培訓(xùn)與考核評價體系，建立高水平礦山數(shù)字化智能化運維隊伍。
萬億元級市場空間待持續(xù)“采掘”
在政策和市場的推動下，煤礦智能化發(fā)展駛?cè)肟燔嚨溃鲜泄炯笆袌鰴C構(gòu)紛紛看好其未來發(fā)展空間。
據(jù)安永（中國）發(fā)布的《智慧賦能煤炭產(chǎn)業(yè)新萬億市場》指出，結(jié)合全國煤礦的存量，依照不同產(chǎn)能等級進行改造金額測算后，我國煤礦智能化建設(shè)將創(chuàng)造萬億級的廣闊市場空間。國海證券預(yù)測，到2025年我國煤礦智能化的市場空間將高達3100億元。
不過，雖然近年來煤礦智能化項目的實施水平逐漸提高，但整體滲透率較低。目前驗收通過的智能化礦井多為初級或中級，尚無通過驗收的高級智能化礦井。
王國法也指出，理論與技術(shù)裝備創(chuàng)新是提升煤礦智能化建設(shè)水平的基石，當(dāng)前煤礦智能化理論、技術(shù)和裝備發(fā)展與綠色、安全、高效開發(fā)的實際需求之間還存在著一定的差距，基礎(chǔ)理論研究滯后、關(guān)鍵核心技術(shù)瓶頸難突破，部分生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)用人多、效率低、安全隱患和安全風(fēng)險雙重預(yù)防難度大。
對此他建議，應(yīng)著力突破復(fù)雜條件煤層高精度地質(zhì)探測，形成工作面綜合探測、多源數(shù)據(jù)融合、三維地質(zhì)建模、規(guī)劃截割、數(shù)字孿生、礦井云平臺等六項技術(shù)一體化的綜合解決方案。以智能感知、位置服務(wù)、邊緣計算、云計算應(yīng)用為平臺，打造礦山類北斗全坐標(biāo)體系位置服務(wù)。突破掘支運并行作業(yè)、掘錨一體化、自動支護、柔性連續(xù)運輸、遠(yuǎn)程智能協(xié)同控制等關(guān)鍵技術(shù)。
突破智能傳感器和自校準(zhǔn)、機器人動態(tài)編程等難題，加快井下搬運、自動打鉆、巷道清理、清淤等各種作業(yè)機器人研發(fā)和集群應(yīng)用，有效替代井下工人高強度勞動工作崗位。搭建大數(shù)據(jù)中心及綜合管控平臺，進一步解決系統(tǒng)數(shù)據(jù)匯聚不足、融合性差的問題，為煤礦全礦井智能化、數(shù)字化升級賦能。
此外，面對煤炭大宗商品周期屬性，王國法建議應(yīng)以智能化煤礦建設(shè)為基礎(chǔ)，探索建設(shè)柔性煤炭開發(fā)供給體系，開展煤礦生產(chǎn)鏈系統(tǒng)評估及優(yōu)化、煤炭產(chǎn)供銷策略體系研究，促進煤炭行業(yè)在需求旺盛時可快速增加產(chǎn)能，在需求低迷時可低成本抑制產(chǎn)能，同時滿足訂單式生產(chǎn)要求，這也是行業(yè)高質(zhì)量穩(wěn)定發(fā)展的必要條件。
