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(jìn)。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(shí)施 。而因我國煤礦賦存條件復(fù)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(diǎn)任務(wù)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(tuán)首席科學(xué)家王國法提出建議。
“煤炭資源型地區(qū)轉(zhuǎn)型，應(yīng)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(fèi)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(fèi)最旺盛的階段。而煤炭正是可以清潔高效利用、最經(jīng)濟(jì)安全的能源。”王國法認(rèn)為，“去煤化”脫離我國國情。在未來相當(dāng)長時(shí)期內(nèi)，煤炭難以被大規(guī)模替代。預(yù)計(jì)到2030年、2050年，煤炭占我國一次能源消費(fèi)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(gè)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(yīng)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(jī)，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(jī)械化取得巨大成績。全行業(yè)基本實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、綜合機(jī)械化，一些重要系統(tǒng)實(shí)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(jìn)步，也倒逼礦業(yè)領(lǐng)域改變傳統(tǒng)高強(qiáng)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(shí)，倒逼煤礦盡快實(shí)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(gè)，發(fā)展到2018年有80多個(gè)、2019年達(dá)275個(gè)，今年底預(yù)計(jì)將超過377個(gè)。但同時(shí)，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(jì)、地測、采掘、運(yùn)通、洗選到安全保障、生態(tài)保護(hù)、經(jīng)營管理等，使其具有自感知、自學(xué)習(xí)、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(jìn)而在井下和井上的主要作業(yè)點(diǎn)、線崗位，應(yīng)用機(jī)器人智能裝備，全面替代人工高危、高強(qiáng)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(gè)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(fù)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(biāo)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(yīng)也存在差異。“我們很難用單一標(biāo)準(zhǔn)，對所有煤礦的智能化建設(shè)水平進(jìn)行評價(jià)。對此，提出智能化分類、分級建設(shè)的理念和標(biāo)準(zhǔn)，目前已完成《煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系》，制定了《智能化煤礦分類、分級技術(shù)條件與評價(jià)》《智能化采煤工作面分類、分級技術(shù)條件與評價(jià)》。”王國法稱。
“高層次人才隊(duì)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(shí)，王國法進(jìn)一步向及給出重點(diǎn)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(jì)智能化標(biāo)準(zhǔn)體系。”王國法認(rèn)為，在此過程中，應(yīng)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(biāo)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(jià)指標(biāo)體系，引導(dǎo)企業(yè)進(jìn)行科學(xué)合理的智能化建設(shè)投資。
同時(shí)，要加強(qiáng)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(zāi)害應(yīng)急救援智能裝備等重大裝備研發(fā)和應(yīng)用，給予財(cái)稅政策支持?？膳c國有企業(yè)、科技實(shí)體共建全國煤礦大數(shù)據(jù)中心及應(yīng)用云平臺，形成智能化煤礦高質(zhì)量運(yùn)行的新模式。
“智能裝備是智能化煤礦的核心支撐。應(yīng)大力發(fā)展煤機(jī)智能制造、提高煤機(jī)裝備智能化可靠性水平，用智能裝備和機(jī)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(jī)制造產(chǎn)業(yè)鏈，從主要提供煤機(jī)產(chǎn)品向提供產(chǎn)品和服務(wù)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(wù)轉(zhuǎn)變，推動制造與服務(wù)協(xié)同發(fā)展。
除了“硬件”，王國法表示，“高層次人才隊(duì)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(shí)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(fù)合型的煤礦工業(yè)創(chuàng)新人才。
