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煤矿“新基建” 迎接新挑战
发布时间:2020-04-08     作者:佚名   点击量:4675   分享到:

煤礦新型基礎建設是煤礦智能化的“地基”,智能技術與系統是煤礦智能化的“內核”,夯實“地基”和增強內核是煤礦智能化發展的兩大根本任務,其中煤礦“新地基”更爲迫切。


煤礦智能化的“地基”


煤矿“新基建”是指以5G、数据中心、人工智能、工业互联网等新技术在煤矿应用所必需进行的数字基础设施建设。煤矿“新基建”不仅仅是指传统意义上的先进通信网络、数据中心等信息基础设施,还应拓展包括大数据服务、云计算服务、物联网及工业互联网平台,以及智能传感器、煤矿机器人等各类智能装备,为煤矿智能化建设奠定基础。煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑,代表着煤炭先进生产力的发展方向,目前煤矿智能化建设已成为行业广泛共识。煤矿智能化正是以煤矿“新基建"为基础,形成全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的智能系统,实现煤矿开拓、采掘(剥)、运输、通风、洗选、安全保障、經營管理等过程的智能化运行。可以说,煤矿“新基建”是煤礦智能化的“地基”。

我國煤礦數字基礎設施的建設經曆了不同階段。第一階段是以實現煤礦各類業務的信息化管理和采煤的機械化爲標志。第二階段把真實礦山的整體及與它相關的現象整合起來,以數字的形式呈現,以實現礦山數字化和采煤的自動化爲標志。第三階段是實現對礦山的智能感知、自動分析和智能決策,以遠程控制的無人或少人智能化開采爲標志。由于我國煤礦數量衆多,分布地域廣闊,煤層地質條件差異較大,使得數字基礎設施建設水平參差不齊。

煤矿“新基建”是煤礦智能化的“地基”,智能技术与系统是煤矿智能化的“内核”。夯实“地基"和增强“内核”是煤矿智能化发展的两大根本任务,其中煤矿“新基建"更为迫切。我国煤矿智能化建设先在采煤工作面上取得突破,胶带主运输系统、井下变电所、井下排供水泵房、地面主通風機房等主要生産系統實現了遠程監控和無人值守。2014年,陝煤集團黃陵礦業公司在一號煤礦率先實現“工作面有人巡視、無人操作”的智能開采工作模式。

目前,全國已建成200多個智能化工作面,實現了減人提效的示範目標,取得了良好的應用效果。兖礦集團鮑店煤礦7302綜放工作面智能化改造後,每班作業人員由23人減少至7人,且職工勞動強度降低40%至50%,工作面始終維持在2萬噸的安全高效水平。山西焦煤西山煤電東曲煤礦架空乘人裝置實現了遠程監控和無人值守功能。同煤集團塔山煤礦主井皮帶實現機器人巡檢。3D激光無人盤煤機器人在國家能源集團東勝熱電公司投用。這些進步離不開煤礦數字設施的建設和智能設備的研發。


做好迎接新挑戰的准備


面對滾滾而來的智能化發展浪潮,全行業應科學謀劃、堅定信心、彙聚合力,做好迎接煤礦“新基建"挑戰的准備。

一是煤炭行業應進一步更新觀念。2019年12月16日,全國能源工作會議在京召開。會議指出,要穩基礎、優産能,切實抓好煤炭兜底保障,深刻認識我國能源資源禀賦和煤炭的基礎性保障作用,持續做好煤炭清潔高效利用這篇大文章,不輕易轉移對煤炭的注意力,不輕言“去煤化”。此次會議進一步明確了煤炭的兜底保障和基礎性保障地位。

二是煤矿“新基建”应把握好节奏与力度。煤矿智能化发展具有明显的阶段性特征,煤矿“新基建"也不是一蹴而就的。《指导意见》明确提出了煤矿智能化发展的三个阶段目标。近期,山东省出台了《山东省煤矿智能化建设实施方案》,贵州省出台了《深入推进贵州省煤矿智能化、机械化升级改造攻坚方案( 2019年一-2020年)》,山西省启动了智能煤矿和智能综采工作面建设试点工作。2019年5月,中国煤炭工业协会在山东枣庄组织召开全国煤矿 薄煤层智能开采现场推进会。9月,河南省 在平顶山组织召开煤矿智能化建设现场推进会。目前,国内大多数煤炭企业已启动了煤矿智能化建设。

三是煤礦“新基建”需提升科技供給能力。煤礦智能化必將引發煤炭開采新的研究方向,甚至有可能突破已有或成熟的理論框架。由于煤礦地下空間存在易燃易爆氣體、巷道狹長和機電設備衆多等,多數地面成熟技術必須加以改進或重新開發才能在煤礦井下應用。以井下5G應用爲例,具有井下頻點資源不受限制,可開發余地大和空間封閉設備布置覆蓋相對集中的優點,但必須考慮與地面不同的上行帶寬和下行帶寬均衡甚至上行略大的應用需求,並在現有地面設備基礎上開發本安型基站和終端。因此,無論是煤礦“新基建”,還是煤礦智能化發展,必須加強煤礦智能相關基礎理論研究,注重突破支撐一個技術群或多個技術群的基礎技術,並在技術裝備關鍵零部件、關鍵材料、基礎工藝、軟件系統等方面下大功夫,解決技術軟肋和制約發展的技術瓶頸問題。

四是培養大批複合型人才。我國原煤産量從1949年的3243萬噸增長到2019年的38.5億噸,累計生産煤炭884億噸,開采方式從建國初期的人力落煤發展至綜合機械化采煤,到目前的自動化、智能化采煤,正是廣大的煤炭工人和技術人員砥砺奮進、開拓進取的結果。第四次全國經濟普查結果顯示,2018年末煤炭開采和洗選業從業人員仍有347.3萬人。然而,近幾年,煤炭企業人才流失嚴重,煤炭院校部分專業招生困難,煤礦采掘一線招工接替問題凸顯。尤其是面對煤礦智能化發展的趨勢,更加迫切需要具備煤炭開采、信息技術、管理知識的複合型技術人才,需要技術過硬、富有創新精神的技能型隊伍。

五是應構建開放型生態。70年煤炭工業發展的實踐證明,開放合作是技術創新的必由之路。開放帶來進步,合作走向共贏。煤礦“新基建”應作爲一個開放系統,廣泛聚合行業內外各方面的力量,拓展合作空間,加大合作力度,在開放合作中打造更強創新力、更高附加值的産業生態。煤炭企業、高等學校、科研院所和高技術企業應加大産學研深度融合力度,結成平等互利、合作共贏的技術創新共同體,以自主可控、安全高效爲目標,發揮各自優勢形成合力,共同解決煤礦“新基建”中面臨的重大難題。

(作者系中國煤炭工業協會副會長、中國煤炭學會理事長、煤礦智能化創新聯盟理事長)