用3年時間,建成1000處煤礦智能化工作面,對應產(chǎn)能占到10億-15億噸——在近日舉行的國新辦新聞發(fā)布會上,應急管理部辦公廳負責人李豪文表示,根據(jù)最新出臺的《全國安全生產(chǎn)專項整治三年行動計劃》,將提高煤礦的機械化、信息化、自動化和智能化水平,使采煤、掘進智能化工作面由目前的280處提至1000處,同時全國煤礦的一二級安全生產(chǎn)標準化占比將達到70%以上。
“三年之后,這部分煤礦要真正挑起全國煤礦工業(yè)的大梁,呈現(xiàn)‘一少兩高’的特點?!簧佟侨珖旱V數(shù)量大幅度減少,‘兩高’是全國煤礦安全可靠的供給能力大幅度提高,安全生產(chǎn)能力大幅度提高?!崩詈牢姆Q。
截至目前,我國已建成智能化采煤工作面的煤礦數(shù)量,僅占正常生產(chǎn)煤礦數(shù)量的5.38%左右。若按現(xiàn)有總產(chǎn)能47億噸/年(含證照齊全、在建和批小建大)來算,相當于在3年內,將智能化工作面比例提至20%-30%。
系統(tǒng)越智能,效率越高,“少時則安、少人則安”成為現(xiàn)實
采煤設備準備就緒,點擊鼠標一鍵啟動,系統(tǒng)自動發(fā)出語音提示。透過大屏幕可清楚看到,數(shù)百米深的井下,割煤、推溜、運輸?shù)妊b備有序開啟,強力膠帶運輸機將滾滾烏金送出井口。采煤不下井,“藍領”變“白領”——這是山東能源棗礦集團付煤公司(下稱“付煤公司”)智能化工作面的運轉景象。
該公司副總工程師卓俊勇介紹,通過對采煤、掘進、運輸?shù)?個生產(chǎn)環(huán)節(jié)綜合改造,現(xiàn)已建成3個智能化無人開采工作面。“老舊裝備功率小、毛病多,開機率一度只有40%左右,更談不上什么開采效率。升級后的智能裝備已連續(xù)生產(chǎn)3年半時間,幾乎沒發(fā)生過機械故障。”
系統(tǒng)越智能,效率越高。付煤公司在全國率先取消夜班,并實施周末集休的情況下,工作時間短了,效率反而大大提升?!肮ぷ髅鎲萎a(chǎn)水平比傳統(tǒng)工作面提高88%,人員工效提高4倍,噸煤成本降低60%,‘少時則安、少人則安’成為現(xiàn)實?!弊靠∮路Q。
同樣積極展開智能化建設的,還有神東煤炭集團錦界煤礦。在智能礦山項目的推動下,采掘工作面、主運系統(tǒng)等各生產(chǎn)系統(tǒng)逐步實現(xiàn)自動化、智能化運行?!熬C采工作面由人工手動割煤、機械式記憶割煤,轉變?yōu)椤悄芑洃?預測割煤’,工程質量、控制精度均有大幅提升?!痹摰V礦長李永勤向記者介紹,智能化升級還帶來管理方式的變革,工作環(huán)境、工作強度明顯改善。“由于水文地質條件復雜,工作面上覆20-50米富水區(qū),探放水是采煤前的必備工程。過去,每班至少需要4人手動操作,現(xiàn)在使用自動鉆機進行探放水,遙控器調整鉆機位置,其他均由機械手臂完成,1人就夠了?!?
除了來自一線的實踐探索,一系列政策支持也讓智能化方向更加明晰。特別是3月出臺的《關于加快煤礦智能化發(fā)展的指導意見》(下稱《指導意見》),吹響我國煤礦智能化建設的號角?!爸悄芑敲禾抗I(yè)高質量發(fā)展的核心技術支撐,是煤炭生產(chǎn)力和生方式革命的新方向?!苯赵诿禾靠茖W技術大講壇上,中國工程院院士、中煤科工集團首席科學家王國法如是說。
智能化建設不是一勞永逸,目前仍處于發(fā)展初級階段
結合現(xiàn)狀,王國法指出,煤礦智能化是一個不斷發(fā)展的過程。要實現(xiàn)全過程的安全高效智能運行,不是一次性結果,也不是“基建交鑰匙工程”。近年的建設步伐不斷加快,但目前,我國煤礦智能化發(fā)展仍處于初級階段。
記者進一步了解到,盡管參與企業(yè)多、積極性高,智能化建設集中存在技術裝備保障不足、研發(fā)平臺不健全等“硬件”難題,以及專業(yè)人才匱乏等“軟件”不足,實際發(fā)展滯后于企業(yè)需求,多項短板亟待補齊。
“裝備是實現(xiàn)智能化的基礎。因起步相對較晚、產(chǎn)業(yè)鏈相對薄弱,我國煤炭行業(yè)的關鍵裝備、基礎材料、核心零部件等支持不足,高端產(chǎn)品遠未能滿足需求。”國內某煤機企業(yè)負責人坦言,我國成套裝備的水平已有很大提升,諸如高精度傳感器、采煤機關鍵傳動件及液壓件、軸承等部件,目前仍依賴進口,進而帶來成本等問題。“智能化建設離不開實實在在的投入,大多數(shù)企業(yè)對成本還是比較敏感。在提升質量、性能的同時,若能降低價格,可帶動全生命周期的成本下降?!?
李永勤舉例,信息化集成是實現(xiàn)智能化的關鍵因素之一,需要多個設備、多項技術相配合。因國家暫未對煤礦信息化建設制定統(tǒng)一通訊標準,不同廠家的設備互不兼容,甚至連接口都不一樣,給聯(lián)合控制帶來難度。“為此,我們不得不進行更換改造,才能實現(xiàn)一套系統(tǒng)控制所有設備。盡管最終整合到一個平臺,達到數(shù)據(jù)交互零延遲的效果,無形中卻增加很多技術難題及成本投入。”
此外,人才配備是又一考驗。中國煤炭工業(yè)協(xié)會副會長、煤礦智能化創(chuàng)新聯(lián)盟理事長劉峰表示,面對智能化趨勢,更加迫切需要具備煤炭開采、信息技術、管理知識的復合型技術人才,技術過硬、富有創(chuàng)新精神的技能型隊伍。但近年,煤企人才流失嚴重,煤炭院校部分專業(yè)招生困難,煤礦采掘一線招工接替問題凸顯。
人員操作技能、業(yè)務能力良莠不齊,這也是卓俊勇的直觀感受?!爸悄芑l(fā)展需要高素質專業(yè)人才隊伍,但部分傳統(tǒng)煤礦從業(yè)人員的文化技術水平偏低、專業(yè)技能培訓偏少、能力提升機制不健全,有些地區(qū)甚至仍在聘用流動性強的臨時人員,停留在‘體力活’階段,制約了現(xiàn)代化開采技術、裝備的推廣應用?!?
到2035年各類煤礦基本實現(xiàn)智能化
為實現(xiàn)“3年、1000處”的目標,下一步如何發(fā)力推進?
王國法表示,煤礦智能化建設是一個多學科交叉融合的復雜問題,涉及多系統(tǒng)、多學科、多專業(yè)、多領域、多工種的相互匹配融合。對此,亟需統(tǒng)一技術系統(tǒng),實現(xiàn)深度互聯(lián)互通,其基礎是建立統(tǒng)一的技術標準,其過程隨著煤礦智能化技術不斷發(fā)展迭代更新,必須保證技術標準具備體系性、繼承性和前瞻性。與此同時,也要避免重復規(guī)范和過度標準化,確定各標準的邊界范圍及適應性,按照分類分級建設的原則,確保智能化相關技術在煤礦得到有效應用。
“智能化建設是一個復雜的系統(tǒng)工程,也要借鑒他山之石,將其他行業(yè)現(xiàn)有、成熟的智能技術在煤炭生產(chǎn)領域進行轉化與應用。”王國法提出,建設一批智能化示范礦井,通過示范帶動作用,促進煤礦智能化建設向縱深發(fā)展。
結合多年探索經(jīng)驗,李永勤認為,智能化建設不可一蹴而就,必須超前規(guī)劃、明確目標?!拔覀儼凑栈A設備、生產(chǎn)控制、生產(chǎn)執(zhí)行、經(jīng)營管理、決策支持的五層應用框架體系進行建設施工。整合煤礦多個獨立信息系統(tǒng),實現(xiàn)互聯(lián)互通是完成智能化建設的前提。為此,設備研發(fā)單位、制造廠家及使用單位缺一不可,結合生產(chǎn)實際、技術性能、安全需求等因素,各環(huán)節(jié)共同參與,才能真正達到最理想的效果?!?
上述煤機企業(yè)負責人還稱,由于我國礦井數(shù)量眾多,開采條件、井下環(huán)境、操作習慣等各有差別,裝備的穩(wěn)定性和適應性也是實現(xiàn)智能化開采的關鍵?!耙环矫?,在關鍵裝備、零部件、材料等方面繼續(xù)下功夫,解決技術軟肋和制約發(fā)展的技術瓶頸,提升國產(chǎn)化水平。另一方面,要讓煤炭裝備更具個性化,讓每一套設備可感知、可控制、可調整,形成適應于不同地質條件、開采技術條件礦井的系列成套智能化開采技術與裝備?!?
按照《指導意見》,到2035年,各類煤礦基本實現(xiàn)智能化,構建多產(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。