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煤炭行業加速推進信息化、智能化建設

近年来,煤炭行業加速推進信息化、智能化建設,这个曾经被贴上“傻大黑粗”标签的行业,已经建成了100多个智能化采煤工作面,实现了地面一键启动、井下有人巡视、无人值守。当前,我国煤炭企业处于从劳动密集型向人才、技术密集型转变的阶段,煤炭智能开采能够极大提高劳动生产率,减少井下现场作业人员。相关规划明确,到2020年我国将建成100个初级智能化示范煤礦,2025年全部大型煤礦基本实现智能化。

在兖州煤业鄂尔多斯能化转龙湾煤礦,记者乘坐皮卡,沿著斜巷下行1500米左右,來到轉龍灣23302工作面。在這裏,智能化工作面正在開采。

轉龍灣礦副總經理劉萬倉告訴記者,這個智能化工作面實現了全作業循環自動化,每班可減少操作工人5人,最高日産量達3.78萬噸,最高月産量90.13萬噸,具備了年産1000萬噸的水平。

2019年4月全國原煤産量累計突破10億噸

在産量方面,據前瞻産業研究院發布的《中国煤炭行業发展趋势与投资决策分析报告》統計數據顯示,中國煤炭産業發展分爲兩個階段:第一階段(2002-2013年),煤炭産業出入快速增長期,産量逐年提高,2013年煤炭産量達到曆年最高值39.74億噸;第二階段(2014-2018年),煤炭産業進入調整期,産能過剩、使用煤炭能源帶來環境困擾等一系列問題出現,産量整體處于波動下降趨勢,近三年産量在35億噸上下浮動;2018年,全國原煤累計産量35.50億噸。截止至2019年1-4月全國原煤産量達到110960.8萬噸,同比增長0.6%。

2010-2019年前4月全國原煤産量統計情況

2010-2019年前4月全國原煤産量統計情況

數據來源:前瞻産業研究院整理

智能開采是大勢所趨

“過去我國依靠資金、人力、物力等生産要素投入的傳統煤炭生産方式不可持續。粗放的生産方式不僅造成人力資源極大浪費,而且對生態環境也造成了嚴重破壞。”中國煤炭工業協會副會長劉峰說,加快推進煤炭生産方式變革,集約、高效、經濟地開采煤炭資源,以最合理的資源擾動和勞動消耗保障能源需求,已成爲煤炭革命的最緊迫要求。

我國煤炭資源豐富、品種齊全、分布廣泛,但與先進産煤國家相比,煤田地質構造複雜,自然災害多,資源開發基礎理論研究滯後,安全高效綠色化開采和清潔高效低碳化利用關鍵技術亟待突破,煤炭業高質量發展面臨著諸多挑戰。

“煤炭智能开采是新一代采矿业技术竞争的核心。”在不久前召开的全国煤礦薄煤层智能开采现场推进会上,中国煤炭工业协会会长王显政表示,煤炭智能开采可以充分发挥煤礦全要素生产作用,实现效率变革,促进煤炭行業由要素驱动型向创新驱动型转变;可以带动建立新技术、新产品、新模式等突出优势,增强煤炭企业核心竞争力;可以推动煤炭开采向清洁生产方向转变,有助于实现产业升级和可持续发展。

在劉峰看來,煤炭智能開采正是采用先進的技術與裝備,實現生産過程的少人化和無人化,從而達到生産過程的低消耗、低排放和低擾動,有力推動我國能源供給革命。

更为重要的是,我国煤炭企业处于从劳动密集型向人才、技术密集型转变的阶段,企业用工人数较多,机械化、自动化、信息化水平低。煤炭智能开采能够极大提高劳动生产率,减少井下现场作业人员。以智能化综采工作面为例,可减少一半以上作业人数,对实现煤礦安全高效生产具有重大意义。

煤企從被動轉向主動

近年來,煤炭智能開采已經得到政府、行業與企業高度認可。國家對煤炭智能開采基礎研究和關鍵技術研發給予了大力支持。

今年年初,国家煤监局发布《煤礦机器人重点研发目录》,明确将大力推动煤礦现场作业的少人化和无人化。相关规划明确,到2020年,我国将建成100个初级智能化示范煤礦,2025年全部大型煤礦基本实现智能化。

广大煤炭企业深刻认识到,以智能开采为核心的煤礦智能化将成为未来企业竞争的重要阵地,并从被动建设转向主动建设。早在2012年,陕煤化集团红柳林矿建成了国内首个智能化采煤工作面,初步实现了“工作面有人巡视、无人操作”的工作模式。

目前,各大礦區開始推進智能化采煤工作面建設。例如,兖礦集團成功研發1米以下薄煤層自動化安全高效開采成套技術裝備與生産工藝;山東能源棗莊礦業集團的11個采煤工作面、陝煤化集團黃陵礦業公司所屬4對礦井全部實施了智能化開采,形成了薄煤層、中厚煤層到厚煤層智能化開采的全覆蓋。

煤炭生産企業還陸續升級改造礦井信息基礎設施,包括傳感器、攝像儀等信息感知設備,井上下傳輸網絡和數據中心等信息服務設施。

记者了解到,多数煤炭企业集团已建成大容量光纤以太网和百兆同步数据网,形成了完善的网管系统、网络安全系统、数据库系统和存储系统。地理信息系统已在煤礦大规模应用,安全生产“一张图”有序推广,煤炭地质云平台正式上线,4G通信在部分矿井应用,井下视频识别验证启动。国家能源集团、山西焦煤集团等建设了数据中心,利用大数据、云计算等新技术推动煤炭产业与互联网不断融合。

“隨著産學研聯合攻關力度不斷加大,礦井智能化建設從局部向全系統延伸。”劉峰介紹,近年來全行業積極開展了井下物聯網系統等一些創新研究工作,實現了開采、運輸、提升、通風、供電、排水等生産環節自動化。國家能源集團、山西焦煤集團、兖礦集團、中國平煤神馬集團等多年來持續推進數字礦山整體建設。

構建智能化技術體系

煤礦智能化事关全行业能否抓住新一轮科技革命和产业变革机遇。从未来发展趋势看,煤炭行業将从5个方面提升智能化水平:

1、在横向覆盖范围方面,从单个工作面,向单个煤礦,再向煤炭企业集团,甚至整个矿区延伸;

2、在产业链延伸方面,从煤炭生产数字化,向煤礦生产经营数字化,再向煤化工、煤电、物流等整个产业链数字化延伸;

3、在應用系統集成程度方面,從專業系統集成,向部分業務局部集成,再向相關系統全面集成應用拓展;

4、在操作手段方面,從人工近距離操作,向無人遠程遙控,再向系統自適應調控延伸;

5、在發展層次方面,從技術應用向更高層次的商業模式創新提升。

值得注意的是,我国煤礦智能化处于起步阶段,还面临着专业软件缺乏、人才匮乏、标准体系和创新机制有待完善等一系列问题。

刘峰建议,当前应坚持开放合作创新精神,不断推进产学研用深度融合,共同解决煤礦智能化面临的重大科学问题与技术难题,从而带动煤炭生产及相关领域技术水平整体进步。

同时,要加强煤炭智能基础理论研究,促进煤礦智能技术融合应用;聚焦“卡脖子”技术难题,建立煤礦智能化技术体系;发挥政产学研用协同优势,持续提升煤礦智能化发展水平;准确定位企业自身特色,科学制定并有序实施煤礦智能化发展规划。

“煤礦的智能化发展,离不开人才支撑。”刘峰表示,未来煤礦智能化发展将会颠覆传统就业格局,复合型人才越来越抢手。因此,要注重培养一线和青年科技人才,打造多种形式的煤礦智能化人才培养平台,加大对高端科学家和高层次人才的吸引力度,努力为煤礦智能化发展提供充足人才保障。

刘峰还指出,过去我国煤炭企业在信息化建设过程中,出现了前期建设和后期发展相冲突的问题,“信息孤岛”现象严重。因此,煤礦智能化要站在安全、集约、高效和可持续发展的战略高度,结合企业自身条件,做好煤礦智能化顶层设计,有步骤、分阶段开展工作,实现分散建设向集成化方向跨越,高效有序地推动煤礦智能化发展。