智能化助力 “采煤不见人”渐行渐近

阴暗的矿井里，灰头土面的矿工们紧张地忙碌着……对于煤矿，不少人有着这样的印象。然而，如今的一些煤矿却呈现着另一番景象：井下巷道洁净明亮，工作人员坐在地面的集控室里，轻轻一按，就能指挥采煤设备完成作业，整个过程清洁无尘、人机分离。

中国是全球煤炭生产第一大国。国家发改委等8部门近日印发《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，提出到2030年，各类煤矿基本实现智能化。

煤矿智能化什么样?还面临哪些问题?未来又该怎么发展?

智能化助力，“采煤不见人”渐行渐近

随着工作人员在地面集控中心遥控开机，井下400多米深处工作面的采煤设备开始自动运转，割煤、推溜、移架、传送，滚滚“乌金”涌上地面……这些场景，正被位于山东兖矿集团鲍店煤矿7302工作面上的58个高清摄像头、1000多个传感器实时传输回集控中心，显示在巨大的电子屏上。

兖矿集团设备管理中心主任亓玉浩介绍，相比传统的机械化采煤，7302智能化工作面投入生产后，单班次作业人员由以往的25人减少到了7人，整个采煤区队由226人减少到了90人，人员减幅达60%以上。“工人少了，原煤日产量却由1.5万吨提高至2万吨水平。”

亓玉浩说，新冠肺炎疫情防控期间，兖矿集团发挥智能矿山优势，既解决了前期工人不足的问题，又减少了人员聚集，山东省内8对矿井在1月底就已复工复产，煤炭产量不降反增，全力保障了煤炭供应。

提升煤矿安全生产水平、保障煤炭稳定供应，煤矿智能化的作用日益显现。国家能源局介绍，煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑，将人工智能、工业物联网、云计算、大数据、机器人、智能装备等与现代煤炭开发利用深度融合，形成全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的智能系统，实现煤矿开拓、采掘(剥)、运输、通风、洗选、安全保障、经营管理等过程的智能化运行。

亓玉浩指出，鲍店煤矿7302工作面上，有不少“黑科技”身影：根据时间频次自动放煤的工作面液压支架、具有记忆截割功能的采煤机、能够实现工作面自动找直的LASC惯性导航系统以及“一键启停”、单机遥控的可视化远程监控等。

鲍店煤矿是中国煤矿智能化发展的一个缩影。近年来，各地纷纷加快煤矿智能化建设的步伐：河南去年试点建设了一批智能化采掘工作面，初步建立了煤矿智能化建设与验收体系;贵州对煤矿进行机械化智能化升级改造，改造后的采煤工作面日产量平均提高1000吨左右;山东57处煤矿建成71个智能化采煤工作面、54个远程控制掘进工作面……目前，全国已建成超200个智能化采煤工作面，采煤工作面机器人群、钻锚机器人、选矸机器人和巡检机器人等在煤矿井下应用，煤矿采煤机械化程度达到78%以上。

依托科技创新，让煤矿更高效更安全

煤矿智能化建设不断加快的同时，也面临不少困难和挑战。专家指出，目前煤矿智能化建设工作还存在研发滞后于企业发展需求、智能化建设技术标准与规范缺失、技术装备保障不足、研发平台不健全、高端人才匮乏等问题。

为提升煤矿智能化水平，国家发改委、应急管理部等8部门日前联合印发《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，推动智能化技术与煤炭产业融合发展，明确了10项具体任务，包括加强顶层设计、强化标准引领、推进科技创新、加快生产煤矿智能化改造、提升新建煤矿智能化水平、建设智能化示范煤矿、实施绿色矿山建设、推广新一代信息技术应用、探索服务新模式、加快人才培养等多个方面。

中国工程院院士王国法认为，在煤矿智能化发展过程中，加强顶层设计和科学规划非常重要。过去一些煤矿企业进行智能化建设过程中，由于缺乏统筹、没有综合的规划设计，造成多系统互相不兼容，形成“数据壁垒”和“信息烟囱”，发挥不了应有效果。

“加快煤矿智能化发展，要在提高智能化技术与装备水平上多下工夫。”北京科技大学东凌经济管理学院教授何维达说，特别是要针对短板，加强关键共性技术研发，推进国家级重点实验室等技术创新研发平台建设，加快智能工厂和数字化车间建设。

兖矿集团总经理李伟介绍，近年来，兖矿集团已累计投资45亿元，积极开展智能开采的研究与实践，去年在国内共建成19个智能采煤工作面、15个智能掘进工作面，成立了国内首家煤矿智能开采试验中心。“下一步，兖矿集团将把‘重装备、高可靠性、自动化、少人化’作为智能矿山建设的主攻方向，及时准确掌握智能化开采装备发展前沿技术，依托智能开采试验中心，开展科技攻关，稳健加快建设智能开采示范工程建设步伐。”

智能化发展，新一代信息技术被寄予厚望。指导意见提出，探索建立国家级煤矿信息大数据平台，加快现代信息技术在煤炭工业领域的推广应用，鼓励地方政府有关部门建设信息管理云平台，推进煤炭企业建立煤矿智能化大数据应用平台。

在山西，阳煤集团新元矿的井下5G技术正在推进。“相比于传统矿井，我们的地面调度控制系统调控能力更强，井下值守人员更少，一旦5G技术落地，调控将更精准。”新元矿副矿长王海钢说。

何维达认为，在新技术的研发、推广和应用过程中，一方面可以引入国际煤矿智能化先进技术装备、管理理念、服务模式等，和外国企业加强合作;另一方面要加强基础性研究、开发原创性技术，推动我国煤矿智能化技术、装备、标准、服务走出去。

智能采煤，政策支持力度大

煤矿智能化发展有3个阶段性目标，即到2021年，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;到2025年，大型煤矿和灾害严重煤矿基本实现智能化，形成煤矿智能化建设技术规范与标准体系，井下重点岗位机器人作业，露天煤矿实现智能连续作业和无人化运输;到2035年，各类煤矿基本实现智能化，构建多产业链、多系统集成的煤矿智能化系统，建成智能感知、智能决策、自动执行的煤矿智能化体系。

如何保障目标实现?国家发改委等8部门明确，将加大政策支持力度。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;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，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。

中国社会科学院工业经济研究所所长黄群慧介绍，去年以来山东、河南、贵州、山西、陕西等产煤大省明确了优先提供预算支持、进行资金补助、优先进行审批或核准、鼓励释放先进产能等一系列支持举措，这对煤炭企业提高智能化水平的重要意义不言而喻。

“此次出台的文件，进一步坚定了兖矿集团开展煤矿智能开采的信心。”李伟表示，兖矿集团已提出明确的智能矿山建设目标，包括一类矿井实现每班下井人数不超过100人，采煤和掘进工作面不超过5人;二类矿井实现每班下井人数不超过200人，采煤和掘进工作面不超过7人;三类矿井实现每班下井人数不超过300人，采煤和掘进工作面不超过8人。

李伟介绍，从今年到2025年，兖矿集团计划投入90亿元，确保智能化矿井建设每年都见效。到2035年，争取所有煤矿均实现智能化开采，全面推广机器人作业。

政企联动，煤矿智能化的发展前景被看好。黄群慧认为，智能化是传统工业的发展方向，各地各部门出台支持举措是促进煤矿智能化的有力推手。

“煤矿智能化有利于提高生产效率、实现精准勘探，还能够延伸煤炭企业产业链，打造煤矿智能装备和煤矿机器人研发制造等新产业，其发展前景值得期待。”何维达说。但他也提醒，在加快煤矿智能化发展进程中，要充分考虑成本控制问题，同时要把环保作为重要内容纳入其中，构建清洁低碳、安全高效的煤炭工业体系。(邱海峰 李嘉贝)