煤礦智能化建設(shè)大步提速

用3年時(shí)間，建成1000處煤礦智能化工作面，對(duì)應(yīng)產(chǎn)能占到10億-15億噸——在近日舉行的國(guó)新辦新聞發(fā)布會(huì)上，應(yīng)急管理部辦公廳負(fù)責(zé)人李豪文表示，根據(jù)最新出臺(tái)的《全國(guó)安全生產(chǎn)專(zhuān)項(xiàng)整治三年行動(dòng)計(jì)劃》，將提高煤礦的機(jī)械化、信息化、自動(dòng)化和智能化水平，使采煤、掘進(jìn)智能化工作面由目前的280處提至1000處，同時(shí)全國(guó)煤礦的一二級(jí)安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化占比將達(dá)到70%以上。

“三年之后，這部分煤礦要真正挑起全國(guó)煤礦工業(yè)的大梁，呈現(xiàn)‘一少兩高’的特點(diǎn)。‘一少’是全國(guó)煤礦數(shù)量大幅度減少，‘兩高’是全國(guó)煤礦安全可靠的供給能力大幅度提高，安全生產(chǎn)能力大幅度提高。”李豪文稱。

截至目前，我國(guó)已建成智能化采煤工作面的煤礦數(shù)量，僅占正常生產(chǎn)煤礦數(shù)量的5.38%左右。若按現(xiàn)有總產(chǎn)能47億噸/年(含證照齊全、在建和批小建大)來(lái)算，相當(dāng)于在3年內(nèi)，將智能化工作面比例提至20%-30%。

系統(tǒng)越智能，效率越高，“少時(shí)則安、少人則安”成為現(xiàn)實(shí)

采煤設(shè)備準(zhǔn)備就緒，點(diǎn)擊鼠標(biāo)一鍵啟動(dòng)，系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出語(yǔ)音提示。透過(guò)大屏幕可清楚看到，數(shù)百米深的井下，割煤、推溜、運(yùn)輸?shù)妊b備有序開(kāi)啟，強(qiáng)力膠帶運(yùn)輸機(jī)將滾滾烏金送出井口。采煤不下井，“藍(lán)領(lǐng)”變“白領(lǐng)”——這是山東能源棗礦集團(tuán)付煤公司(下稱“付煤公司”)智能化工作面的運(yùn)轉(zhuǎn)景象。

該公司副總工程師卓俊勇介紹，通過(guò)對(duì)采煤、掘進(jìn)、運(yùn)輸?shù)?個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)綜合改造，現(xiàn)已建成3個(gè)智能化無(wú)人開(kāi)采工作面。“老舊裝備功率小、毛病多，開(kāi)機(jī)率一度只有40%左右，更談不上什么開(kāi)采效率。升級(jí)后的智能裝備已連續(xù)生產(chǎn)3年半時(shí)間，幾乎沒(méi)發(fā)生過(guò)機(jī)械故障。”

系統(tǒng)越智能，效率越高。付煤公司在全國(guó)率先取消夜班，并實(shí)施周末集休的情況下，工作時(shí)間短了，效率反而大大提升。“工作面單產(chǎn)水平比傳統(tǒng)工作面提高88%，人員工效提高4倍，噸煤成本降低60%，‘少時(shí)則安、少人則安’成為現(xiàn)實(shí)。”卓俊勇稱。

同樣積極展開(kāi)智能化建設(shè)的，還有神東煤炭集團(tuán)錦界煤礦。在智能礦山項(xiàng)目的推動(dòng)下，采掘工作面、主運(yùn)系統(tǒng)等各生產(chǎn)系統(tǒng)逐步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化運(yùn)行。“綜采工作面由人工手動(dòng)割煤、機(jī)械式記憶割煤，轉(zhuǎn)變?yōu)?lsquo;智能化記憶+預(yù)測(cè)割煤’，工程質(zhì)量、控制精度均有大幅提升。”該礦礦長(zhǎng)李永勤向記者介紹，智能化升級(jí)還帶來(lái)管理方式的變革，工作環(huán)境、工作強(qiáng)度明顯改善。“由于水文地質(zhì)條件復(fù)雜，工作面上覆20-50米富水區(qū)，探放水是采煤前的必備工程。過(guò)去，每班至少需要4人手動(dòng)操作，現(xiàn)在使用自動(dòng)鉆機(jī)進(jìn)行探放水，遙控器調(diào)整鉆機(jī)位置，其他均由機(jī)械手臂完成，1人就夠了。”

除了來(lái)自一線的實(shí)踐探索，一系列政策支持也讓智能化方向更加明晰。特別是3月出臺(tái)的《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》(下稱《指導(dǎo)意見(jiàn)》)，吹響我國(guó)煤礦智能化建設(shè)的號(hào)角。“智能化是煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐，是煤炭生產(chǎn)力和生方式革命的新方向。”近日在煤炭科學(xué)技術(shù)大講壇上，中國(guó)工程院院士、中煤科工集團(tuán)首席科學(xué)家王國(guó)法如是說(shuō)。

智能化建設(shè)不是一勞永逸，目前仍處于發(fā)展初級(jí)階段

結(jié)合現(xiàn)狀，王國(guó)法指出，煤礦智能化是一個(gè)不斷發(fā)展的過(guò)程。要實(shí)現(xiàn)全過(guò)程的安全高效智能運(yùn)行，不是一次性結(jié)果，也不是“基建交鑰匙工程”。近年的建設(shè)步伐不斷加快，但目前，我國(guó)煤礦智能化發(fā)展仍處于初級(jí)階段。

記者進(jìn)一步了解到，盡管參與企業(yè)多、積極性高，智能化建設(shè)集中存在技術(shù)裝備保障不足、研發(fā)平臺(tái)不健全等“硬件”難題，以及專(zhuān)業(yè)人才匱乏等“軟件”不足，實(shí)際發(fā)展滯后于企業(yè)需求，多項(xiàng)短板亟待補(bǔ)齊。

“裝備是實(shí)現(xiàn)智能化的基礎(chǔ)。因起步相對(duì)較晚、產(chǎn)業(yè)鏈相對(duì)薄弱，我國(guó)煤炭行業(yè)的關(guān)鍵裝備、基礎(chǔ)材料、核心零部件等支持不足，高端產(chǎn)品遠(yuǎn)未能滿足需求。”國(guó)內(nèi)某煤機(jī)企業(yè)負(fù)責(zé)人坦言，我國(guó)成套裝備的水平已有很大提升，諸如高精度傳感器、采煤機(jī)關(guān)鍵傳動(dòng)件及液壓件、軸承等部件，目前仍依賴進(jìn)口，進(jìn)而帶來(lái)成本等問(wèn)題。“智能化建設(shè)離不開(kāi)實(shí)實(shí)在在的投入，大多數(shù)企業(yè)對(duì)成本還是比較敏感。在提升質(zhì)量、性能的同時(shí)，若能降低價(jià)格，可帶動(dòng)全生命周期的成本下降。”

李永勤舉例，信息化集成是實(shí)現(xiàn)智能化的關(guān)鍵因素之一，需要多個(gè)設(shè)備、多項(xiàng)技術(shù)相配合。因國(guó)家暫未對(duì)煤礦信息化建設(shè)制定統(tǒng)一通訊標(biāo)準(zhǔn)，不同廠家的設(shè)備互不兼容，甚至連接口都不一樣，給聯(lián)合控制帶來(lái)難度。“為此，我們不得不進(jìn)行更換改造，才能實(shí)現(xiàn)一套系統(tǒng)控制所有設(shè)備。盡管最終整合到一個(gè)平臺(tái)，達(dá)到數(shù)據(jù)交互零延遲的效果，無(wú)形中卻增加很多技術(shù)難題及成本投入。”

此外，人才配備是又一考驗(yàn)。中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)、煤礦智能化創(chuàng)新聯(lián)盟理事長(zhǎng)劉峰表示，面對(duì)智能化趨勢(shì)，更加迫切需要具備煤炭開(kāi)采、信息技術(shù)、管理知識(shí)的復(fù)合型技術(shù)人才，技術(shù)過(guò)硬、富有創(chuàng)新精神的技能型隊(duì)伍。但近年，煤企人才流失嚴(yán)重，煤炭院校部分專(zhuān)業(yè)招生困難，煤礦采掘一線招工接替問(wèn)題凸顯。

人員操作技能、業(yè)務(wù)能力良莠不齊，這也是卓俊勇的直觀感受。“智能化發(fā)展需要高素質(zhì)專(zhuān)業(yè)人才隊(duì)伍，但部分傳統(tǒng)煤礦從業(yè)人員的文化技術(shù)水平偏低、專(zhuān)業(yè)技能培訓(xùn)偏少、能力提升機(jī)制不健全，有些地區(qū)甚至仍在聘用流動(dòng)性強(qiáng)的臨時(shí)人員，停留在‘體力活’階段，制約了現(xiàn)代化開(kāi)采技術(shù)、裝備的推廣應(yīng)用。”

到2035年各類(lèi)煤礦基本實(shí)現(xiàn)智能化

為實(shí)現(xiàn)“3年、1000處”的目標(biāo)，下一步如何發(fā)力推進(jìn)?

王國(guó)法表示，煤礦智能化建設(shè)是一個(gè)多學(xué)科交叉融合的復(fù)雜問(wèn)題，涉及多系統(tǒng)、多學(xué)科、多專(zhuān)業(yè)、多領(lǐng)域、多工種的相互匹配融合。對(duì)此，亟需統(tǒng)一技術(shù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)深度互聯(lián)互通，其基礎(chǔ)是建立統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其過(guò)程隨著煤礦智能化技術(shù)不斷發(fā)展迭代更新，必須保證技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)具備體系性、繼承性和前瞻性。與此同時(shí)，也要避免重復(fù)規(guī)范和過(guò)度標(biāo)準(zhǔn)化，確定各標(biāo)準(zhǔn)的邊界范圍及適應(yīng)性，按照分類(lèi)分級(jí)建設(shè)的原則，確保智能化相關(guān)技術(shù)在煤礦得到有效應(yīng)用。

“智能化建設(shè)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，也要借鑒他山之石，將其他行業(yè)現(xiàn)有、成熟的智能技術(shù)在煤炭生產(chǎn)領(lǐng)域進(jìn)行轉(zhuǎn)化與應(yīng)用。”王國(guó)法提出，建設(shè)一批智能化示范礦井，通過(guò)示范帶動(dòng)作用，促進(jìn)煤礦智能化建設(shè)向縱深發(fā)展。

結(jié)合多年探索經(jīng)驗(yàn)，李永勤認(rèn)為，智能化建設(shè)不可一蹴而就，必須超前規(guī)劃、明確目標(biāo)。“我們按照基礎(chǔ)設(shè)備、生產(chǎn)控制、生產(chǎn)執(zhí)行、經(jīng)營(yíng)管理、決策支持的五層應(yīng)用框架體系進(jìn)行建設(shè)施工。整合煤礦多個(gè)獨(dú)立信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通是完成智能化建設(shè)的前提。為此，設(shè)備研發(fā)單位、制造廠家及使用單位缺一不可，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際、技術(shù)性能、安全需求等因素，各環(huán)節(jié)共同參與，才能真正達(dá)到最理想的效果。”

上述煤機(jī)企業(yè)負(fù)責(zé)人還稱，由于我國(guó)礦井?dāng)?shù)量眾多，開(kāi)采條件、井下環(huán)境、操作習(xí)慣等各有差別，裝備的穩(wěn)定性和適應(yīng)性也是實(shí)現(xiàn)智能化開(kāi)采的關(guān)鍵。“一方面，在關(guān)鍵裝備、零部件、材料等方面繼續(xù)下功夫，解決技術(shù)軟肋和制約發(fā)展的技術(shù)瓶頸，提升國(guó)產(chǎn)化水平。另一方面，要讓煤炭裝備更具個(gè)性化，讓每一套設(shè)備可感知、可控制、可調(diào)整，形成適應(yīng)于不同地質(zhì)條件、開(kāi)采技術(shù)條件礦井的系列成套智能化開(kāi)采技術(shù)與裝備。”

按照《指導(dǎo)意見(jiàn)》，到2035年，各類(lèi)煤礦基本實(shí)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(dòng)執(zhí)行的煤礦智能化體系。