礦山智能化建設速度已達到新的高度!全國煤礦智能化采掘工作面由494個(gè)增至1019個(gè)，同比增加42%;智能化煤礦由242處增至572處，產(chǎn)能由8.5億噸增至19.36億噸;煤礦井下機器人從19種增加到31種，礦山專(zhuān)用操作系統、5G專(zhuān)網(wǎng)等前沿技術(shù)得到更廣泛應用。
“礦山智能化建設速度已達到新的高度!”在日前召開(kāi)的2022年煤礦智能化重大進(jìn)展發(fā)布會(huì )現場(chǎng)，國家礦山安全監察局安全基礎司司長(cháng)孫慶國給出一組最新數據——全國煤礦智能化采掘工作面由494個(gè)增至1019個(gè)，同比增加42%;智能化煤礦由242處增至572處，產(chǎn)能由8.5億噸增至19.36億噸;煤礦井下機器人從19種增加到31種，礦山專(zhuān)用操作系統、5G專(zhuān)網(wǎng)等前沿技術(shù)得到更廣泛應用。
在此推動(dòng)下，減人、增安、提效的成效日益顯現。孫慶國介紹，僅去年一年，全國煤礦井下作業(yè)人員就減少6萬(wàn)人，一批大中型礦井固定崗位基本實(shí)現無(wú)人值守。尤其是保供以來(lái)，智能化礦井累計釋放產(chǎn)能近6億噸，為煤礦安全增產(chǎn)提供了強有力的支撐。
筑牢理論基礎，建設多點(diǎn)開(kāi)花
技術(shù)要突破，理論需先行。中煤科工開(kāi)采研究院有限公司研究員任懷偉回憶，在煤礦智能化建設啟動(dòng)之初，基礎理論研究基本處于空白。“由王國法院士牽頭，我們申請立項了國家首個(gè)煤礦智能化領(lǐng)域的自然基金重點(diǎn)項目，針對煤礦復雜巨系統的整體模型及決策機制進(jìn)行深入研究。”
經(jīng)過(guò)3年多時(shí)間，數字煤礦及智能化開(kāi)采基礎理論體系現已形成，開(kāi)啟礦山多學(xué)科、多系統交叉融合的新方向。“行業(yè)還全面搭建了數據、通訊、裝備、安全、管理等40余項團體標準，讓智能化建設有標可依，有據可查，有章可循。”任懷偉稱(chēng)。
效果好不好還得看實(shí)操。記者了解到，全國智能化煤礦建設投資累計達到1000億元，25個(gè)省份出臺了財稅支持保障措施，帶動(dòng)建設成果在多地多點(diǎn)開(kāi)花。“內蒙古自治區建成智能化煤礦126處，智能化煤礦全員工效達到28噸/工;陜西省建成102個(gè)智能化采煤工作面、66個(gè)智能化掘進(jìn)工作面，陜煤集團智能化產(chǎn)能占比達到99%。”中國煤炭工業(yè)協(xié)會(huì )科技發(fā)展部副主任張建明舉例。
“年產(chǎn)千萬(wàn)噸級及以上礦井對于保障國家能源安全具有重要意義。但像小保當2號礦井，建設規模1300萬(wàn)噸/年，受制于開(kāi)采厚度，采用常規開(kāi)采方式卻難以實(shí)現設計產(chǎn)能。從增產(chǎn)降損角度來(lái)說(shuō)，我們必須增加工作面長(cháng)度，減少資源量損失。”陜西小保當礦業(yè)有限公司副總經(jīng)理梁旭感慨，正是依托智能化建設，該礦打造了首套國產(chǎn)450米超長(cháng)智能綜采工作面成套裝備，為2-3米中厚煤層高效開(kāi)采提供了新的技術(shù)途徑。“項目實(shí)施后，工作面最高日產(chǎn)5.2萬(wàn)噸，平均月產(chǎn)107萬(wàn)噸，推進(jìn)速度提高20%-60%，產(chǎn)能提高約100%-230%。同時(shí)少布置3個(gè)工作面，節約3次安撤費用約1.8億元。”
系統性、融合性有待持續強化
成績(jì)和經(jīng)驗有之，薄弱環(huán)節更值得重視。“同時(shí)應該清醒看到，智能化建設仍存在短板和弱項。比如這項工作在不同地區、不同企業(yè)之間進(jìn)展總體是好的，但是存在不均衡，有的企業(yè)建設方案在技術(shù)路徑、設備選型方面不合理，特別是一些復雜條件的煤礦智能化建設還需要下更大功夫。”國家能源局總經(jīng)濟師魯俊嶺指出。
孫慶國認為，礦井數量更多、建設速度更快、覆蓋范圍更廣，也意味著(zhù)煤礦智能化進(jìn)入新的發(fā)展階段，對此提出了更高要求。“還需進(jìn)一步優(yōu)化研發(fā)和應用環(huán)境，構建以企業(yè)為主導、市場(chǎng)為導向，礦山企業(yè)、研究機構、科技企業(yè)、裝備廠(chǎng)商等深度融合的創(chuàng )新體系，大力推動(dòng)跨界合作、協(xié)同創(chuàng )新。”
“智能化建設是一個(gè)迭代發(fā)展進(jìn)步的過(guò)程，不是一次性工程。”中國工程院院士、煤礦智能化創(chuàng )新聯(lián)盟理事長(cháng)王國法提出，這樣一項復雜的系統工程，建設應由單個(gè)系統向全面智能化、全生命周期、全產(chǎn)業(yè)鏈智能化邁進(jìn)。“但目前，礦山行業(yè)數字化生態(tài)體系尚在形成雛形階段，數字化生態(tài)環(huán)境比較脆弱，呈現出產(chǎn)業(yè)鏈不完整、技術(shù)鏈片面、資源投入不平衡、標準體系難統一等現狀。”
王國法舉例，部分智能礦山數字化偏重于生產(chǎn)運營(yíng)階段，設計建設、運銷(xiāo)市場(chǎng)等其他環(huán)節的融合還不夠;由于未從智能化建設全要素技術(shù)鏈、技術(shù)發(fā)展圖譜進(jìn)行系統布局，往往重硬件輕軟件、重系統輕數據;為追求建設效果，簡(jiǎn)單場(chǎng)景投入較大，復雜場(chǎng)景問(wèn)題難解決，資源投入反而少;從礦山企業(yè)到行業(yè)供應鏈仍存在信息壁壘、數據孤島，數據安全缺乏保障，導致數據無(wú)法流動(dòng)，知識不能共享、產(chǎn)業(yè)鏈數字化水平不高等。
核心在于重大關(guān)鍵裝備的進(jìn)步
如何進(jìn)一步提升?在多位業(yè)內人士看來(lái)，核心和支柱在于重大關(guān)鍵技術(shù)裝備的進(jìn)步。
“技術(shù)進(jìn)步既是一項基礎工作，更是一項根本問(wèn)題。沒(méi)有先進(jìn)的技術(shù)裝備和重大技術(shù)成果應用，煤礦智能化這件事是干不成的。 ”魯俊嶺表示，下一步，應聚焦現場(chǎng)難點(diǎn)和問(wèn)題，充分發(fā)揮科研主觀(guān)能動(dòng)性，全面夯實(shí)科技的支撐和保障雙重作用。“定期梳理需要集中重點(diǎn)攻克的技術(shù)和裝備，支持鼓勵突破關(guān)鍵核心技術(shù)、強化基礎性關(guān)鍵技術(shù)標準和管理標準的修訂，增強建設標準性、兼容性，組織遴選一批技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟性強、可靠性高的案例，以此推廣安全智能高效的建設和生產(chǎn)模式。”
在王國法看來(lái)，推進(jìn)煤礦智能化建設，不僅僅是指礦井“采掘機運通”各業(yè)務(wù)系統的運行，還包括采前智能地質(zhì)探測、采后智能洗選加工與增值利用等環(huán)節。“煤礦智能化巨系統協(xié)同運行難度大，綜合可靠性保障難度大，多系統集成的客觀(guān)復雜化，導致整體穩定性降低。光是綜采工作面就有礦壓監測、巡檢機器人、煤流量監測等10多個(gè)子系統，亟待融入原有的工作面控制系統。需要銜接的硬件、軟件接口越來(lái)越多，迫切要求統一系統的接口及性能指標要求，形成模塊化、系統化、標準化的智能化系統模式。”
對此，孫慶國再次強調“系統觀(guān)念”的重要性。 “進(jìn)一步加快礦井整體智能化建設，實(shí)現智能化各系統之間的互聯(lián)互通，推動(dòng)礦山企業(yè)管理模式重塑、業(yè)務(wù)流程再造，由管人員、管現場(chǎng)向管網(wǎng)絡(luò )、管數據、管裝備轉變，在生產(chǎn)系統智能化單兵突擊的基礎上，加快實(shí)現全系統、全流程、全鏈條智能化的整體推進(jìn)。”
