(中國煤炭建設協(xié)會)
我國正處于全面建設社會主義現(xiàn)代化國家的新時期,新型工業(yè)化和城鎮(zhèn)化建設將持續(xù)推進。國家穩(wěn)步推進大型煤炭基地建設,加快資源整合和轉型升級步伐,為煤炭建設創(chuàng)造了市場空間。同時,煤炭開發(fā)和利用方式的深刻變革,資源、環(huán)境、安全和科技約束不斷強化,煤礦智能化建設和綠色化改造的需求日益加大。科學判斷和準確把握煤炭建設發(fā)展趨勢,充分利用各種有利條件,加快解決突出矛盾和問題,實現(xiàn)煤炭建設可持續(xù)發(fā)展,對保障煤炭工業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展和國家能源安全,具有重要的現(xiàn)實意義。
智能化、綠色化煤礦建設,就是要堅持生態(tài)優(yōu)先,樹立綠色發(fā)展的理念,將智能開采技術與綠色開發(fā)利用深度融合,實現(xiàn)資源開采、洗選加工等過程的智能化運行,形成礦產(chǎn)資源智能開發(fā)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的新格局,為構建清潔低碳、安全高效的能源體系提供支撐。
煤礦智能化建設是煤炭工業(yè)高質量發(fā)展的技術基礎,代表著煤炭工業(yè)先進的發(fā)展方向。2020年2月,國家發(fā)展改革委等八部門聯(lián)合印發(fā)了《關于加快煤礦智能化發(fā)展的指導意見》(以下簡稱《意見》),明確了我國煤礦智能化的發(fā)展方向,吹響了我國煤礦智能化建設的號角。同年,啟動了71處全國首批智能化示范煤礦建設工作。2021年6月,國家能源局、國家礦山安全監(jiān)察局印發(fā)了《煤礦智能化建設指南(2021年版)》,提出科學規(guī)范有序開展煤礦智能化建設,加快建成一批多種類型、不同模式的智能化煤礦。目前,國家礦山安全監(jiān)察局制定了煤礦機器人研發(fā)目錄,山東、貴州、山西、內(nèi)蒙、河南、河北等重點產(chǎn)煤省區(qū)先后制定了時間表、路線圖、任務書,以點帶面大力推進煤礦智能化建設。在支持政策方面,對建成的智能化煤礦給予產(chǎn)能置換、礦井產(chǎn)能核增等方面的優(yōu)先支持;對積極推廣應用井下智能裝備、機器人崗位替代的煤礦,在煤礦安全改造中央預算內(nèi)投資安排上予以重點支持;將煤礦相關智能化改造納入煤礦安全技術改造范圍,探索研究將相關投入列入安全費用使用范圍。
在法規(guī)制度方面,將智能化發(fā)展寫入《煤炭法》修訂草案,納入國家煤炭"十四五"規(guī)劃,制定了示范煤礦建設、專家?guī)旃芾怼⒔ㄔO指南、驗收辦法等制度文件,建立了智能化發(fā)展協(xié)調(diào)機制,為智能化發(fā)展提供了依據(jù)和保障。在標準體系方面,2021年在智能化綜采工作面、煤礦5G通信、煤礦機器人、露天煤礦無人駕駛等多方面啟動了標準制定工作,目前已初步搭建了智能化煤礦建設技術標準體系。
為加強示范引領,國家能源局組織遴選了71處國家首批智能化示范建設煤礦,總產(chǎn)能近6億噸,計劃投資156億元左右。據(jù)統(tǒng)計,全國已建成1000余個采掘智能化工作面。2022年12月29日,全國礦山智能化建設和安全發(fā)展推進視頻會在國家能源集團召開,為進一步加快推進煤礦智能化建設工作提出了示范模式。目前,各省區(qū)煤炭管理部門印發(fā)了煤礦智能化建設實施方案,一些大型煤炭企業(yè)的智能化煤礦建設已經(jīng)初見成效,各大煤炭集團均在積極開展智能化礦井升級改造,這將為煤炭工業(yè)發(fā)展帶來新的機遇。
我國煤炭資源分布范圍廣,資源稟賦狀態(tài)各異,不同地區(qū)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(chǎn)企業(yè)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。因此,因礦施策、示范先行成為現(xiàn)階段煤礦智能化的建設方法。
未來一段時期,新基建技術將與煤炭開采技術、裝備深度融合,從而為煤礦智能化建設提供技術與裝備保障。根據(jù)《意見》,到2025年,大型煤礦和災害嚴重煤礦基本實現(xiàn)智能化,形成煤礦智能化建設技術規(guī)范與標準體系,實現(xiàn)開拓設計、地質保障、采掘(剝)、運輸、通風、洗選物流等系統(tǒng)的智能化決策和自動化協(xié)同運行,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,圍繞煤礦高效掘進(剝離)-智能回采-回填-生態(tài)復墾一體化智能綠色開采技術,進行煤礦從開發(fā)規(guī)劃-設計-生產(chǎn)-閉坑全生命周期的環(huán)境污染控制,實現(xiàn)煤礦開采與礦區(qū)固體環(huán)境、水體環(huán)境、氣體環(huán)境及生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)綠色發(fā)展。
根據(jù)煤礦的地質條件與建設目標,按照"基礎系統(tǒng)全兼容-業(yè)務系統(tǒng)全關聯(lián)-裝備系統(tǒng)高可靠-數(shù)據(jù)應用多場景"的思路,結合煤礦實際需求、基礎條件等因素制定煤礦智能化建設方案,明確任務目標、預期成果及詳細規(guī)劃內(nèi)容,按照高起點、高標準、高水平進行智能化煤礦建設,應涵蓋信息基礎設施、智能化生產(chǎn)系統(tǒng)、智能化安全管控系統(tǒng)、智能化綜合管理系統(tǒng)等,明確階段任務目標及驗收指標,分步驟分階段開展智能化煤礦建設。
基建階段:完成網(wǎng)絡、信息化基礎設施等建設,構建煤礦信息傳輸、處理、存儲平臺和集中管控體系。
基建后期到投產(chǎn)期內(nèi):同步開展煤礦智能生產(chǎn)系統(tǒng)建設,實現(xiàn)煤礦資源數(shù)字化、采選生產(chǎn)過程智能控制、智能生產(chǎn)管理與執(zhí)行等,實現(xiàn)礦山全流程的少人化、無人化生產(chǎn)。
投產(chǎn)后:逐步建設工業(yè)大數(shù)據(jù)分析平臺,充分挖掘數(shù)據(jù)潛在價值,實現(xiàn)過程參數(shù)優(yōu)化、生產(chǎn)流程優(yōu)化、數(shù)字仿真優(yōu)化、設備故障智能診斷、經(jīng)營決策優(yōu)化等。
智能化煤礦建設是一個復雜的系統(tǒng)工程,要借鑒他山之石,將其他行業(yè)現(xiàn)有成熟的智能技術在煤炭生產(chǎn)領域進行轉化與應用。各行業(yè)參與煤礦智能化建設應當以促進煤礦安全、減人、提效為目標,以完善利益聯(lián)結機制和提高煤礦智能化水平為核心,以制度、技術和商業(yè)模式創(chuàng)新為動力,著力推進煤炭生產(chǎn)全流程的智能化建設。建設一批智能化示范礦井,通過示范帶動作用,促進煤礦智能化建設向縱深發(fā)展。
1.全面建設領先的信息化基礎設施。高標準建設智能化綜合管控平臺、大數(shù)據(jù)中心、5G網(wǎng)絡,建設地面智能綜合調(diào)度指揮中心,集成智能化指揮、調(diào)度、管控、辦公、培訓、展示等功能,實現(xiàn)對礦井上下各系統(tǒng)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)管控。建設工業(yè)設施智能保障系統(tǒng),具有智能安防、智能車輛管理、智能道路管理、智能門禁閘機管理、智能供熱、智能洗浴管理、智能宿舍管理、智能信息發(fā)布、智能食堂管理、智能園區(qū)灌溉、對講及個人移動終端管理,實現(xiàn)工業(yè)設施保障系統(tǒng)的智能決策和數(shù)據(jù)共享。
2.建設主動感知、智能決策、自動執(zhí)行的高效生產(chǎn)系統(tǒng)。建設實現(xiàn)掘進機位姿檢測與導航、巷道三維建模與成形質量智能監(jiān)測、掘進設備遠程集中監(jiān)控功能的智能化掘進系統(tǒng);實現(xiàn)工作面設備群的智能聯(lián)控和基于數(shù)字孿生技術的無人開采。主煤流運輸系統(tǒng)全面推廣應用基于AI視頻的煤量智能識別技術,實現(xiàn)主煤流運輸系統(tǒng)的智能調(diào)速。進一步提升智能巡檢機器人的檢測功能與精度。輔助運輸系統(tǒng)實現(xiàn)井下車輛的精準定位和井下車輛無人駕駛。
3.建設主動安全的智能一體化管控平臺。第一,建設礦井通風環(huán)境參數(shù)智能監(jiān)測系統(tǒng),建設風門遠程智能監(jiān)控系統(tǒng),建設智能局部通風系統(tǒng),建設通風系統(tǒng)智能分析決策軟件模塊,主動調(diào)節(jié)通風系統(tǒng)參數(shù);第二,建設完善的供排水系統(tǒng),排水系統(tǒng)與礦井水文監(jiān)測系統(tǒng)能夠實現(xiàn)智能聯(lián)動,固定排水作業(yè)點能夠根據(jù)水壓、水位進行智能抽排,實現(xiàn)與各采區(qū)排水系統(tǒng)的智能聯(lián)動,排水系統(tǒng)實現(xiàn)無人值守作業(yè);第三,建設礦井安全監(jiān)測數(shù)據(jù)中心,將水災、火災與頂板災害等相關數(shù)據(jù)與人員定位數(shù)據(jù)、地理信息系統(tǒng)等數(shù)據(jù)進行深度挖掘與有效融合,實現(xiàn)災害的智能預測、預警與避災路線的智能規(guī)劃;第四,建設礦井安全管控模塊,根據(jù)事故或隱患的級別、類別和處置方式,建立分級優(yōu)先、分類派送、智能聯(lián)動的報警機制,并根據(jù)相關災害類型與相關設備進行智能聯(lián)動控制。
科學規(guī)劃智能化煤礦頂層設計,由國家有關部門牽頭,強化智能化煤礦建設的規(guī)劃部署,建立智能化礦山建設協(xié)同推進機制,研究制定促進智能化煤礦建設的相關產(chǎn)業(yè)政策,加大資金和財稅支持力度,為智能化煤礦建設營造良好的發(fā)展環(huán)境。
對新建的智能化煤礦,在規(guī)劃和年度計劃中優(yōu)先考慮,對項目用地、環(huán)評、安全準入等環(huán)節(jié)優(yōu)化辦理流程,加快辦理進度。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、釋放先進產(chǎn)能等方面的優(yōu)先支持,發(fā)揮示范作用,帶動其他煤礦智能化改造。
一是積極爭取現(xiàn)有渠道的財政支持,依據(jù)《煤礦安全改造專項管理辦法》,積極爭取中央預算內(nèi)資金支持。對積極推廣應用井下智能裝備、機器人崗位替代、推進煤礦開采減人提效的煤礦,在煤礦安全改造中央預算內(nèi)投資安排上給予重點支持。對新建的智能化煤礦,將相關煤礦智能化改造納入煤礦安全技術改造范圍。對使用中長期貸款的煤礦智能化改造項目積極爭取財政貼息支持。二是對智能化煤礦加大稅收優(yōu)惠力度,研究下調(diào)增值稅稅率,擴大增值稅進項稅的抵扣范圍,減免地方政府資源性收費,以及對重大技術裝備關鍵原材料及零部件進口免稅等。三是鼓勵金融機構加大對智能化煤礦的支持力度,協(xié)調(diào)引導金融機構提高授信額度、提供專項貸款,鼓勵企業(yè)發(fā)起設立相關市場化基金,促進企業(yè)煤礦智能化改造。
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(chǎn)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(yè)互聯(lián)網(wǎng)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(chuàng)新、工程示范一體化推進,促進技術創(chuàng)新、標準研制和產(chǎn)業(yè)化協(xié)同發(fā)展。鼓勵將擁有自主知識產(chǎn)權的關鍵技術納入企業(yè)標準或團體標準,發(fā)揮團體標準快速反映市場和創(chuàng)新需要的優(yōu)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(yè)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(yè)標準或國家標準。
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。充分發(fā)揮企業(yè)技術創(chuàng)新主體作用,加速產(chǎn)學研深度融合,深入探索其科學基礎理論,加強原始創(chuàng)新,不斷夯實煤礦智能化基礎。加強關鍵核心技術攻關,以智能裝備和機器人研發(fā)為基礎,以數(shù)據(jù)和算法為核心,全面提升礦井感知、數(shù)據(jù)處理、裝備系統(tǒng)、智能控制等能力,突破煤礦智能化共性關鍵技術。打造多種形式的煤礦智能化人才培養(yǎng)平臺,發(fā)揮企業(yè)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,加強煤炭開采、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儲備。