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中國煤炭工業協會副會長劉峰:煤礦智能化賦能煤炭工業高質量發展
字號:[    ] 發布時間:2020-11-20 16:11:38 來源:《智能礦山》

  當今世界正經歷百年未有之大變局,新一輪科技革命和產業變革蓄勢待發,科技創新密集活躍,帶動新技術新產業新模式快速涌現。信息技術、生物技術、新材料技術、新能源技術廣泛滲透,帶動幾乎所有領域發生了以綠色、智能、泛在為特征的群體性技術革命。人工智能、大數據、云計算、移動互聯網、物聯網等新一代信息技術正推動數字世界和物理世界深度融合,同時推動傳統產業轉型升級和高質量發展。煤炭工業作為我國的能源支柱產業,當前正轉向高質量發展階段。煤炭工業高質量發展對加快煤礦智能化提出了更為迫切的要求。一是貫徹能源安全新戰略,加快推進煤炭行業供給側結構性改革,必須加快煤礦智能化,提高煤炭供給質量和水平,保障供應鏈安全穩定;二是建設現代化煤炭經濟體系,推動開發布局、產業結構、生產格局、供給質量、發展動力的變革,離不開煤礦智能化;三是當前我國煤炭工業發展面臨著煤炭總量過剩和先進產能不足的矛盾、規模資源開發與剛性環境約束的矛盾、災害威脅加重與安全生產保障的矛盾,必須加快煤礦智能化來破解行業矛盾和發展難題。

  煤礦智能化是煤炭工業高質量發展的核心技術支撐,代表著煤炭工業先進生產力的發展方向。2020年2月,國家發展改革委、國家能源局、應急管理部、國家煤礦安全監察局、工業和信息化部、財政部、科技部、教育部等八部門聯合印發了《關于加快煤礦智能化發展的指導意見》,明確了我國煤礦智能化的發展方向,吹響了我國煤礦智能化建設的號角。9月,應急管理部、國家能源局、國家煤礦安全監察局在山東能源集團組織召開了全國煤礦智能化建設推進現場會,進一步加快推進煤礦智能化建設工作。目前,全國已建成300多個智能化工作面,按照《全國安全生產專項整治三年行動計劃》,到2022年采掘智能化工作面力爭達到1000個以上。雖然智能化建設取得初步成效,但我國煤礦智能化發展仍然面臨諸多制約因素,必須尊重現實客觀條件和事物發展規律,清楚認識我國煤礦智能化發展進程。

  01煤礦智能化發展目前尚處于示范培育階段

  我國煤炭資源分布范圍廣,資源稟賦狀態各異,不同地區煤礦的開采地質條件和復雜程度有著顯著差別,不同煤炭生產企業的智能化建設基礎也參差不齊,所以煤礦智能化難以一蹴而就。煤礦智能化需在以往的信息化、機械化和自動化建設的基礎上,結合不同煤礦的煤層賦存條件和災害特點,形成多種模式并存的智能化建設格局,因此,因礦施策、示范先行成為現階段煤礦智能化的建設方法。我國煤礦智能化建設正在點面突破,并向系統延伸。在智能化采煤工作面率先取得突破后,井下主運系統、變電所、排水泵房、瓦斯抽采站等生產單元實現了遠程監控和無人值守,掘進工作面正在開展試驗多種新型設備,有望形成多種智能掘進模式。目前,國家能源局和國家煤礦安全監察局正在組織開展全國首批智能化示范煤礦建設工作,旨在建設一批方案合理、技術可行、不同模式的智能化示范煤礦,引領帶動全國煤礦智能化建設。

  02煤礦智能化技術研發要堅持需求導向和問題導向

  目前,我國煤礦智能化建設面臨著眾多亟待解決的技術問題,迫切需要科學技術解決方案,比以往任何時候更需要增強創新第一動力。礦用大功率重載設備、關鍵基礎件和軟件系統等依賴國外進口,智能化建設急需的工業互聯網技術、軟件技術、大數據技術、智能裝備、智能傳感器等亟待取得突破。要充分發揮企業技術創新主體作用,加速產學研深度融合,加強關鍵核心技術攻關,強化試驗驗證、計量標準、檢驗檢測、信息服務等技術服務體系建設,F階段,要以智能裝備和機器人研發為基礎,以數據和算法為核心,全面提升礦井感知、數據處理、裝備系統、智能控制等能力,突破煤礦智能化共性關鍵技術,包括4D-GIS透明地質技術、井下視頻高效處理及VR技術、井下大容量快速通信技術、井下精確定位與設備導航技術、輔助運輸系統連續化和無人化技術、智能化無人快速掘進技術、重大危險源智能感知與預警預報技術、高可靠性智能裝備(終端)技術、機器人路徑規劃與長時供電技術、露天開采無人化連續作業技術等。

  03煤礦智能化發展要注重基礎理論研究

  基礎理論是技術突破的源泉和技術應用的發動機,未來煤礦智能化研究將會不斷進入沒有道路的“無人區”,并有可能突破已有或成熟的理論框架。面向煤礦智能化重大應用,要深入探索其科學基礎理論,加強“從0到1”的原始創新,不斷夯實煤礦智能化基礎,在促進采礦科學發展的同時,豐富智能科學的應用。煤炭科研院所和高等學校應在智能基礎研究和原始創新上提前布局,以煤礦智能化基礎原理、模型和算法為重點開展煤礦智能化基礎理論,包括時空變化條件下的礦井地質精準建模理論方法、面向礦井復雜環境的自適應感知理論方法、礦山多源異構數據融合及信息動態關聯理論方法、復雜條件下采掘設備群的智能控制理論方法、面向復雜礦井環境的動態協同控制與決策理論方法等。

  04煤礦智能化發展要加強人才教育培養

  煤礦智能化建設迫切需要具備煤炭開采、信息技術、軟件管理、人工智能等相關知識的復合型技術人才。目前行業高校雖設置了包括機器人工程、智能制造工程、物聯網工程等煤礦智能化相關專業課程,但智能化人才培養涉及人工智能、信息通信、機器人、軟件控制等多個學科,相關高校在師資力量、配套教材、實驗室建設等方面明顯不足,而且行業企業尚不能滿足高校在校生的實習和實踐需要,影響著智能化人才培養的水平和進度。廣大煤炭企業要改善技術人員評價方法,完善收入分配機制,建立鼓勵探索、寬容失敗的文化,加大培養一線和青年科技人才的力度,加快建設富有創新精神、敢于承擔風險的技能型人才隊伍;要打造多種形式的煤礦智能化人才培養平臺,發揮企業聚集人才的作用,加大對高端科學家和高層次人才的吸引力度,為煤礦智能化發展提供充足的人才保障。

  05煤礦智能化發展要加快制定相關標準

  目前,行業內多數煤炭生產企業已啟動了煤礦智能化建設工作。然而,由于缺乏相關標準,企業在建設實踐中只能邊探索、邊總結,難免走不少彎路。因此,要加緊煤礦智能化標準體系設計,確定煤礦智能化標準體系的范圍、邊界及標準層級,以及產品、工藝、管理等標準的層次。在一些新型技術應用的重點領域,如5G、工業互聯網等領域,可以開展專項的標準體系研究工作。堅持標準化與智能化技術創新、工程示范一體化推進,促進技術創新、標準研制和產業化協同發展。鼓勵將擁有自主知識產權的關鍵技術納入企業標準或團體標準,發揮團體標準快速反映市場和創新需要的優勢,增加智能化標準的有效供給,同時加強煤礦智能化相關國家標準、行業標準和團體標準的有機銜接,推動實施效果良好的團體標準上升轉化為行業標準或國家標準。

  06煤礦智能化發展要構建開放合作的創新生態

  煤礦智能化的發展需要全行業包括煤炭生產企業、煤機裝備廠家、相關科研院所、高等學校、研發機構等的協力合作,一起創建平等互利、合作共贏的技術創新應用共同體,共同解決煤礦智能化發展面臨的重大科學問題與技術難題,同時要主動融入全球科技創新網絡,積極拓展合作空間,建立更加高效協同的科技創新體系,不斷提升自身的科技創新能力。2019年7月,由中國煤炭學會、中國煤炭科工集團發起,聯合相關企業、科研機構、高等院校等單位組建成立了煤礦智能化創新聯盟。2020年10月,中國煤炭工業協會、中國煤炭學會攜手華為等多家產業伙伴聯合發布《5G+煤礦智能化白皮書》,促進5G與煤礦現有有線,無線系統的融合,推動5G技術在智能礦井的規模部署和商業化應用。“自主感知、泛在聯接、數據驅動、智能開采”是煤礦智能化發展的未來圖景,即通過各種智能傳感設備多維度主動感知煤礦環境實時變化,實現煤礦人與人、人與物、物與物的廣泛網絡聯接,利用數據采集與分析驅動決策,最終形成智能生產管控,構建出煤炭資源的智能化開采新生態,使煤炭行業從傳統資源依賴型、勞動密集型轉變為技術密集型、知識密集型的高科技行業。

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