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王国法院士:煤矿智能化支撑煤炭工业高质量发展

中国煤炭新闻网 2020/3/12 13:42:03    要闻

 

 

煤炭是我国能源的基石,是国家能源安全的压舱石,也是可以清洁高效利用的最经济安全的能源。如何实现新时期煤炭工业高质量发展是煤炭行业面临的核心问题。近年来,全行业一直在探索高质量发展之路。八部委近日正式发布的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》,是一个纲领性文件,对煤炭工业发展具有里程碑意义。文件提出的十八条意见,内容丰富、指导性很强。特别是提出的三阶段目标为煤炭企业指明了发展方向,符合世界产业科技发展潮流,符合国家发展战略,符合企业发展要求,煤矿智能化已成为不可逆转的大趋势
 
  阶段性目标科学可行
 

煤矿智能化是煤矿综合机械化发展的新阶段,是煤炭生产力和生产方式革命的新方向。经过40多年的发展,我国煤矿综合机械化取得了历史性的巨大成绩,煤矿生产力和安全生产面貌发生了翻天覆地的变化,全国已基本实现煤矿机械化和综合机械化,为新时期发展煤矿智能化奠定了良好基础。

智能化煤矿就是要将物联网、云计算、大数据、人工智能、自动控制、移动互联网、智能装备等与煤炭开发技术与装备进行深度融合,形成全面自主感知、实时高效互联、智能分析决策、自主学习、动态预测预警、精准协同控制的煤矿智能系统,实现矿井地质保障、煤炭开采、巷道掘进、主辅运输、通风、排水、供电、安全保障、洗选运输、生产经营管理等全过程的安全高效智能运行。“十三五”以来,我国煤矿智能化发展很快,取得了一些重要成果,但总体上还处于煤矿智能化发展的初级阶段。

煤矿智能化是一个不断发展的过程,智能化水平也有一个不断提高的过程。《指导意见》提出的三阶段目标是基于我国煤矿智能化研究与实践和世界科技发展趋势提出的。第一阶段目标是到2021年将建成多种类型、不同模式的智能化示范煤矿,基本实现掘进工作面减人提效、综采工作面内少人或无人操作、井下和露天煤矿固定岗位的无人值守与远程监控。这是一个既紧迫又现实的目标。近年来,重点煤炭企业已在煤矿智能化建设中取得重要进展,技术装备研发取得一批重要成果,为煤矿智能化发展提供了支撑条件。按照典型示范、分类推进原则,通过加强统筹规划,到2021年因地制宜建设一批效果突出、带动性强的煤矿示范工程,形成多种煤矿智能化产业发展模式,这一目标是科学可行的。
 
重点建设十大智能系统
 

《指导意见》强调要加强顶层设计,科学谋划煤矿智能化建设。煤矿智能化是一个系统工程,智能化煤矿必须实现开拓、采掘(剥)、运输、通风、洗选、安全保障、经营管理等全过程的智能化运行,各个环节缺一不可。一些煤矿在信息化建设中因没有统一规划设计,造成多系统互不兼容,形成信息孤岛,使这些系统无法互联互通。因此,煤矿智能化建设必须吸取这些教训,把顶层设计作为总纲,一张蓝图绘到底。

智能化煤矿要重点建设十大智能系统,包括煤矿智慧中心及综合管理系统、煤矿安全实时通信网络及地下精准位置服务系统、地质保障及4D-GIS动态信息系统、巷道智能快速掘进系统、开采工作面智能协同控制系统、煤流及辅助运输与仓储智能系统、煤矿井下环境感知及安全管控系统、煤炭洗选智能化系统、矿井全工位设备设施健康智能管理系统、煤矿场区及绿色生态智能系统。煤矿十大主要智能系统分别由若干个相关煤矿智能化子系统组成,数以百计的煤矿智能化子系统协同运行,构成煤矿智能化巨系统。
 
开展关键技术攻关
 

《指导意见》提出,推进科技创新,提高智能化技术与装备水平,为“十四五”煤炭科技攻关指明了方向。一方面,我们应当瞄准未来5~10年煤矿智能化发展面临的重大基础科学问题,从智能感知、分析、决策与控制等方面,加强从零到一的基础创新。另一方面,要推进建设国家级重点实验室和工程(研究)中心,支持建设煤矿智能化技术创新研发平台,加强对核心基础零部件、先进基础工艺、关键基础材料等共性关键技术的研发,重点突破精准地质探测、精确定位与数据高效连续传输、智能快速掘进、复杂条件智能综采、连续化辅助运输、露天开采无人化连续作业、重大危险源智能感知与预警、煤矿机器人及井下数码电子雷管等技术与装备。加快智能工厂和数字化车间建设,推进大型煤机装备、煤矿机器人研发及产业化应用,提高智能装备的成套化水平。

煤矿智能化涉及与物联网、大数据、云计算、自动控制、人工智能等进行交叉融合创新;要充分借鉴他山之石,在5G、云、AI和工业互联网技术方面开展多元合作。由中国煤炭学会和中国煤炭科工集团发起成立的煤矿智能化创新联盟,协同推进相关技术发展,创新技术与资本多元合作的模式,逐步构建创新包容的煤矿智能化产业生态。
 
加大政策支持力度
 

煤矿智能化建设需要一定的资金投入,但能实现更高的效率和安全效益,这已被实践证明。煤矿智能化从根本上改变煤矿工人的作业方式和条件,是煤矿工人的最大福祉,也是煤炭企业发展的内在要求,技术与生产方式变革的大趋势倒逼煤炭企业要进行智能化建设。国家通过加大政策支持力度,建立智能化发展长效机制。对验收通过的智能化示范煤矿,给予产能置换、矿井产能核增等方面的优先支持。在煤矿安全改造中央预算内投资安排上,对积极推广应用井下智能装备、机器人岗位替代、推进煤矿开采减人提效的煤矿予以重点支持。对新建的智能化煤矿,在规划和年度计划中优先考虑。将煤矿相关智能化改造纳入煤矿安全技术改造范围,探索研究将相关投入列入安全费用使用范围。研究相关产业扶持政策,鼓励金融机构加大对智能化煤矿的支持力度。鼓励企业发起设立相关市场化基金,形成支持煤矿智能化发展的长效机制。

就目前智能化煤矿建设没有标准规范依据的突出问题,《指导意见》提出,强化标准引领,提升煤矿智能化基础能力。过去一年里,我们以中国煤炭科工集团为主体开展了煤矿智能化标准体系的研究,已提出了煤矿智能化标准体系框架,首先完成了“智能化煤矿分类、分级技术条件与评价指标体系”、“智能化综采工作面分类、分级评价技术条件与指标体系”等相关标准文本,并启动煤矿智能化技术标准专项。

下一步,要推动各企业制定具体实施方案,把煤矿智能化建设落到实处,解决发展中的实际问题,发挥好煤矿智能化创新联盟的作用,做好标准体系的建设和人才培养。

(作者系中国工程院院士、中国煤炭科工集团首席科学家)



来源:国家煤矿安全监察局      编 辑:徐悉
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