作為煤炭行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐，煤礦智能化建設(shè)正在加速推進。截至目前，山西、山東、貴州等主產(chǎn)地均已發(fā)布“地方版”方案，統(tǒng)籌施策、分步實施 。而因我國煤礦賦存條件復雜多樣，不同煤礦的開采技術(shù)、裝備水平、工程基礎(chǔ)等條件也有較大差異。如何因礦施策，形成多種模式并存的智能化建設(shè)？期間又有哪些重點任務及難題？在近日召開的“2020中國能源研究會年會”上，中國工程院院士、中國煤炭科工集團首席科學家王國法提出建議。
“煤炭資源型地區(qū)轉(zhuǎn)型，應是生產(chǎn)和利用方式的轉(zhuǎn)型”
煤炭是最豐富的化石能源品種，在我國已探明的化石能源資源總量中占比97%左右。2019年，煤炭占我國一次能源生產(chǎn)量、消費量的比重分別為69.3%和57.7%。
“目前，我國尚未完成工業(yè)化，仍處于對能源和原材料消費最旺盛的階段。而煤炭正是可以清潔高效利用、最經(jīng)濟安全的能源。”王國法認為，“去煤化”脫離我國國情。在未來相當長時期內(nèi)，煤炭難以被大規(guī)模替代。預計到2030年、2050年，煤炭占我國一次能源消費量比重仍在50%、40%以上。
在此背景下，煤炭行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展至關(guān)重要。王國法表示，煤炭開采是一個需要高科技支撐的產(chǎn)業(yè)，智能化則是高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐。“諸如，煤炭資源型地區(qū)轉(zhuǎn)型不是‘去煤化’，而應是生產(chǎn)和利用方式的轉(zhuǎn)型。以煤炭工業(yè)第四次技術(shù)革命為契機，向數(shù)字化、智能化新產(chǎn)業(yè)和新業(yè)態(tài)轉(zhuǎn)型。”
所謂“第四次重大技術(shù)變革”，其要義就是智能化建設(shè)。王國法稱，經(jīng)過40多年發(fā)展，煤炭綜合機械化取得巨大成績。全行業(yè)基本實現(xiàn)機械化、綜合機械化，一些重要系統(tǒng)實現(xiàn)自動化，為智能化發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。“新技術(shù)的發(fā)展推動人類生活方式進步，也倒逼礦業(yè)領(lǐng)域改變傳統(tǒng)高強度的工作方式。一方面，圍繞智能化開采，先行先試企業(yè)贏得了成本優(yōu)勢、發(fā)展等優(yōu)勢，倒逼同類企業(yè)快速跟上；另一方面，礦業(yè)招工難、從業(yè)人員不足等現(xiàn)實，倒逼煤礦盡快實現(xiàn)少人、甚至無人化開采。”
“煤礦智能化建設(shè)不是一次性結(jié)果，而是不斷提高的過程 ”
記者了解到，我國煤礦智能化建設(shè)呈加速增長態(tài)勢。全國智能化工作面的數(shù)量，已從2015年只有3個，發(fā)展到2018年有80多個、2019年達275個，今年底預計將超過377個。但同時，王國法提醒，“煤礦智能化建設(shè)不是一次性結(jié)果，也不是‘基建交鑰匙工程’”。
王國法稱，智能化將重塑煤礦主要系統(tǒng)，包括開拓設(shè)計、地測、采掘、運通、洗選到安全保障、生態(tài)保護、經(jīng)營管理等，使其具有自感知、自學習、自決策與自執(zhí)行的基本能力。在煤礦系統(tǒng)智能化的基礎(chǔ)上，進而在井下和井上的主要作業(yè)點、線崗位，應用機器人智能裝備，全面替代人工高危、高強度作業(yè)。“信息技術(shù)、數(shù)字技術(shù)與采礦技術(shù)深度融合，也是高新技術(shù)融入礦山場景的迭代發(fā)展。煤礦智能化建設(shè)是一個不斷發(fā)展、不斷提高的過程。”
此外，由于我國煤礦賦存條件復雜多樣，不同煤礦的開采技術(shù)與裝備水平、工程基礎(chǔ)、技術(shù)路徑、建設(shè)目標等均存在較大差異。受制于智能化開采技術(shù)與裝備發(fā)展水平，不同煤層賦存條件礦井的建設(shè)難易程度和最終效果，相應也存在差異。“我們很難用單一標準，對所有煤礦的智能化建設(shè)水平進行評價。對此，提出智能化分類、分級建設(shè)的理念和標準，目前已完成《煤礦智能化標準體系》，制定了《智能化煤礦分類、分級技術(shù)條件與評價》《智能化采煤工作面分類、分級技術(shù)條件與評價》。”王國法稱。
“高層次人才隊伍是推動煤礦智能化建設(shè)的最重要力量”
綜合上述現(xiàn)實，王國法進一步向及給出重點方向及發(fā)展建議。
“基于智能化建設(shè)要求，首次從通用基礎(chǔ)、支撐技術(shù)與平臺、煤礦信息互聯(lián)網(wǎng)、智能控制系統(tǒng)及裝備、安全監(jiān)控系統(tǒng)、生產(chǎn)保障等方面，全方位設(shè)計智能化標準體系。”王國法認為，在此過程中，應充分考慮煤礦所在區(qū)域、建設(shè)規(guī)模、煤層地質(zhì)賦存條件、生產(chǎn)技術(shù)條件等不平衡性，以及各指標要素對智能化主系統(tǒng)影響程度的差異性。針對不同礦井煤層賦存條件與建設(shè)基礎(chǔ)，制定差異性的評價指標體系，引導企業(yè)進行科學合理的智能化建設(shè)投資。
同時，要加強核心技術(shù)攻關(guān)。王國法建議，將煤礦智能化裝備納入國家智能制造發(fā)展規(guī)劃，對高端綜采綜掘智能化裝備、重大災害應急救援智能裝備等重大裝備研發(fā)和應用，給予財稅政策支持。可與國有企業(yè)、科技實體共建全國煤礦大數(shù)據(jù)中心及應用云平臺，形成智能化煤礦高質(zhì)量運行的新模式。
“智能裝備是智能化煤礦的核心支撐。應大力發(fā)展煤機智能制造、提高煤機裝備智能化可靠性水平，用智能裝備和機器人全面替代人工作業(yè)。”王國法稱，相關(guān)企業(yè)可延伸智能煤機制造產(chǎn)業(yè)鏈，從主要提供煤機產(chǎn)品向提供產(chǎn)品和服務轉(zhuǎn)變，向提供整體解決方案轉(zhuǎn)變，向提供全生命周期服務轉(zhuǎn)變，推動制造與服務協(xié)同發(fā)展。
除了“硬件”，王國法表示，“高層次人才隊伍是推動煤礦智能化建設(shè)和行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的最重要力量。”對此，急需建立煤炭行業(yè)新時期人才體系，加快培養(yǎng)領(lǐng)軍人才，開發(fā)高層次、高技能、復合型的煤礦工業(yè)創(chuàng)新人才。
