陰暗的礦井里，灰頭土面的礦工們緊張地忙碌著……對于煤礦，不少人有著這樣的印象。然而，如今的一些煤礦卻呈現(xiàn)著另一番景象：井下巷道潔凈明亮，工作人員坐在地面的集控室里，輕輕一按，就能指揮采煤設(shè)備完成作業(yè)，整個過程清潔無塵、人機分離。

中國是全球煤炭生產(chǎn)第一大國。國家發(fā)改委等8部門近日印發(fā)《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》，提出到2030年，各類煤礦基本實現(xiàn)智能化。

煤礦智能化什么樣?還面臨哪些問題?未來又該怎么發(fā)展?

智能化助力，“采煤不見人”漸行漸近

隨著工作人員在地面集控中心遙控開機，井下400多米深處工作面的采煤設(shè)備開始自動運轉(zhuǎn)，割煤、推溜、移架、傳送，滾滾“烏金”涌上地面……這些場景，正被位于山東兗礦集團鮑店煤礦7302工作面上的58個高清攝像頭、1000多個傳感器實時傳輸回集控中心，顯示在巨大的電子屏上。

兗礦集團設(shè)備管理中心主任亓玉浩介紹，相比傳統(tǒng)的機械化采煤，7302智能化工作面投入生產(chǎn)后，單班次作業(yè)人員由以往的25人減少到了7人，整個采煤區(qū)隊由226人減少到了90人，人員減幅達60%以上。“工人少了，原煤日產(chǎn)量卻由1.5萬噸提高至2萬噸水平。”

亓玉浩說，新冠肺炎疫情防控期間，兗礦集團發(fā)揮智能礦山優(yōu)勢，既解決了前期工人不足的問題，又減少了人員聚集，山東省內(nèi)8對礦井在1月底就已復(fù)工復(fù)產(chǎn)，煤炭產(chǎn)量不降反增，全力保障了煤炭供應(yīng)。

提升煤礦安全生產(chǎn)水平、保障煤炭穩(wěn)定供應(yīng)，煤礦智能化的作用日益顯現(xiàn)。國家能源局介紹，煤礦智能化是煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐，將人工智能、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、機器人、智能裝備等與現(xiàn)代煤炭開發(fā)利用深度融合，形成全面感知、實時互聯(lián)、分析決策、自主學(xué)習(xí)、動態(tài)預(yù)測、協(xié)同控制的智能系統(tǒng)，實現(xiàn)煤礦開拓、采掘(剝)、運輸、通風(fēng)、洗選、安全保障、經(jīng)營管理等過程的智能化運行。

亓玉浩指出，鮑店煤礦7302工作面上，有不少“黑科技”身影：根據(jù)時間頻次自動放煤的工作面液壓支架、具有記憶截割功能的采煤機、能夠?qū)崿F(xiàn)工作面自動找直的LASC慣性導(dǎo)航系統(tǒng)以及“一鍵啟停”、單機遙控的可視化遠程監(jiān)控等。

鮑店煤礦是中國煤礦智能化發(fā)展的一個縮影。近年來，各地紛紛加快煤礦智能化建設(shè)的步伐：河南去年試點建設(shè)了一批智能化采掘工作面，初步建立了煤礦智能化建設(shè)與驗收體系;貴州對煤礦進行機械化智能化升級改造，改造后的采煤工作面日產(chǎn)量平均提高1000噸左右;山東57處煤礦建成71個智能化采煤工作面、54個遠程控制掘進工作面……目前，全國已建成超200個智能化采煤工作面，采煤工作面機器人群、鉆錨機器人、選矸機器人和巡檢機器人等在煤礦井下應(yīng)用，煤礦采煤機械化程度達到78%以上。

依托科技創(chuàng)新，讓煤礦更高效更安全

煤礦智能化建設(shè)不斷加快的同時，也面臨不少困難和挑戰(zhàn)。專家指出，目前煤礦智能化建設(shè)工作還存在研發(fā)滯后于企業(yè)發(fā)展需求、智能化建設(shè)技術(shù)標準與規(guī)范缺失、技術(shù)裝備保障不足、研發(fā)平臺不健全、高端人才匱乏等問題。

為提升煤礦智能化水平，國家發(fā)改委、應(yīng)急管理部等8部門日前聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》，推動智能化技術(shù)與煤炭產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，明確了10項具體任務(wù)，包括加強頂層設(shè)計、強化標準引領(lǐng)、推進科技創(chuàng)新、加快生產(chǎn)煤礦智能化改造、提升新建煤礦智能化水平、建設(shè)智能化示范煤礦、實施綠色礦山建設(shè)、推廣新一代信息技術(shù)應(yīng)用、探索服務(wù)新模式、加快人才培養(yǎng)等多個方面。

中國工程院院士王國法認為，在煤礦智能化發(fā)展過程中，加強頂層設(shè)計和科學(xué)規(guī)劃非常重要。過去一些煤礦企業(yè)進行智能化建設(shè)過程中，由于缺乏統(tǒng)籌、沒有綜合的規(guī)劃設(shè)計，造成多系統(tǒng)互相不兼容，形成“數(shù)據(jù)壁壘”和“信息煙囪”，發(fā)揮不了應(yīng)有效果。

“加快煤礦智能化發(fā)展，要在提高智能化技術(shù)與裝備水平上多下工夫。”北京科技大學(xué)東凌經(jīng)濟管理學(xué)院教授何維達說，特別是要針對短板，加強關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)，推進國家級重點實驗室等技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)平臺建設(shè)，加快智能工廠和數(shù)字化車間建設(shè)。

兗礦集團總經(jīng)理李偉介紹，近年來，兗礦集團已累計投資45億元，積極開展智能開采的研究與實踐，去年在國內(nèi)共建成19個智能采煤工作面、15個智能掘進工作面，成立了國內(nèi)首家煤礦智能開采試驗中心。“下一步，兗礦集團將把‘重裝備、高可靠性、自動化、少人化’作為智能礦山建設(shè)的主攻方向，及時準確掌握智能化開采裝備發(fā)展前沿技術(shù)，依托智能開采試驗中心，開展科技攻關(guān)，穩(wěn)健加快建設(shè)智能開采示范工程建設(shè)步伐。”

智能化發(fā)展，新一代信息技術(shù)被寄予厚望。指導(dǎo)意見提出，探索建立國家級煤礦信息大數(shù)據(jù)平臺，加快現(xiàn)代信息技術(shù)在煤炭工業(yè)領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，鼓勵地方政府有關(guān)部門建設(shè)信息管理云平臺，推進煤炭企業(yè)建立煤礦智能化大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺。

在山西，陽煤集團新元礦的井下5G技術(shù)正在推進。“相比于傳統(tǒng)礦井，我們的地面調(diào)度控制系統(tǒng)調(diào)控能力更強，井下值守人員更少，一旦5G技術(shù)落地，調(diào)控將更精準。”新元礦副礦長王海鋼說。

何維達認為，在新技術(shù)的研發(fā)、推廣和應(yīng)用過程中，一方面可以引入國際煤礦智能化先進技術(shù)裝備、管理理念、服務(wù)模式等，和外國企業(yè)加強合作;另一方面要加強基礎(chǔ)性研究、開發(fā)原創(chuàng)性技術(shù)，推動我國煤礦智能化技術(shù)、裝備、標準、服務(wù)走出去。

智能采煤，政策支持力度大

煤礦智能化發(fā)展有3個階段性目標，即到2021年，建成多種類型、不同模式的智能化示范煤礦，基本實現(xiàn)掘進工作面減人提效、綜采工作面內(nèi)少人或無人操作、井下和露天煤礦固定崗位的無人值守與遠程監(jiān)控;到2025年，大型煤礦和災(zāi)害嚴重煤礦基本實現(xiàn)智能化，形成煤礦智能化建設(shè)技術(shù)規(guī)范與標準體系，井下重點崗位機器人作業(yè)，露天煤礦實現(xiàn)智能連續(xù)作業(yè)和無人化運輸;到2035年，各類煤礦基本實現(xiàn)智能化，構(gòu)建多產(chǎn)業(yè)鏈、多系統(tǒng)集成的煤礦智能化系統(tǒng)，建成智能感知、智能決策、自動執(zhí)行的煤礦智能化體系。

如何保障目標實現(xiàn)?國家發(fā)改委等8部門明確，將加大政策支持力度。對驗收通過的智能化示范煤礦，給予產(chǎn)能置換、礦井產(chǎn)能核增等方面的優(yōu)先支持;對新建的智能化煤礦，在規(guī)劃和年度計劃中優(yōu)先考慮;將煤礦相關(guān)智能化改造納入煤礦安全技術(shù)改造范圍，鼓勵金融機構(gòu)加大對智能化煤礦的支持力度，鼓勵企業(yè)發(fā)起設(shè)立相關(guān)市場化基金。

中國社會科學(xué)院工業(yè)經(jīng)濟研究所所長黃群慧介紹，去年以來山東、河南、貴州、山西、陜西等產(chǎn)煤大省明確了優(yōu)先提供預(yù)算支持、進行資金補助、優(yōu)先進行審批或核準、鼓勵釋放先進產(chǎn)能等一系列支持舉措，這對煤炭企業(yè)提高智能化水平的重要意義不言而喻。

“此次出臺的文件，進一步堅定了兗礦集團開展煤礦智能開采的信心。”李偉表示，兗礦集團已提出明確的智能礦山建設(shè)目標，包括一類礦井實現(xiàn)每班下井人數(shù)不超過100人，采煤和掘進工作面不超過5人;二類礦井實現(xiàn)每班下井人數(shù)不超過200人，采煤和掘進工作面不超過7人;三類礦井實現(xiàn)每班下井人數(shù)不超過300人，采煤和掘進工作面不超過8人。

李偉介紹，從今年到2025年，兗礦集團計劃投入90億元，確保智能化礦井建設(shè)每年都見效。到2035年，爭取所有煤礦均實現(xiàn)智能化開采，全面推廣機器人作業(yè)。

政企聯(lián)動，煤礦智能化的發(fā)展前景被看好。黃群慧認為，智能化是傳統(tǒng)工業(yè)的發(fā)展方向，各地各部門出臺支持舉措是促進煤礦智能化的有力推手。

“煤礦智能化有利于提高生產(chǎn)效率、實現(xiàn)精準勘探，還能夠延伸煤炭企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，打造煤礦智能裝備和煤礦機器人研發(fā)制造等新產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展前景值得期待。”何維達說。但他也提醒，在加快煤礦智能化發(fā)展進程中，要充分考慮成本控制問題，同時要把環(huán)保作為重要內(nèi)容納入其中，構(gòu)建清潔低碳、安全高效的煤炭工業(yè)體系。