圖為兗州煤業(yè)鄂爾多斯能化轉(zhuǎn)龍灣煤礦的智能化工作面。 （資料圖片）
近年來，煤炭行業(yè)加速推進信息化、智能化建設，這個曾經(jīng)被貼上“傻大黑粗”標簽的行業(yè)，已經(jīng)建成了100多個智能化采煤工作面，實現(xiàn)了地面一鍵啟動、井下有人巡視、無人值守。當前，我國煤炭企業(yè)處于從勞動密集型向人才、技術(shù)密集型轉(zhuǎn)變的階段，煤炭智能開采能夠極大提高勞動生產(chǎn)率，減少井下現(xiàn)場作業(yè)人員。相關(guān)規(guī)劃明確，到2020年我國將建成100個初級智能化示范煤礦，2025年全部大型煤礦基本實現(xiàn)智能化
在兗州煤業(yè)鄂爾多斯能化轉(zhuǎn)龍灣煤礦，記者乘坐皮卡，沿著斜巷下行1500米左右，來到轉(zhuǎn)龍灣23302工作面。在這里，智能化工作面正在開采。
轉(zhuǎn)龍灣礦副總經(jīng)理劉萬倉告訴記者，這個智能化工作面實現(xiàn)了全作業(yè)循環(huán)自動化，每班可減少操作工人5人，最高日產(chǎn)量達3.78萬噸，最高月產(chǎn)量90.13萬噸，具備了年產(chǎn)1000萬噸的水平。
智能開采是大勢所趨
“過去我國依靠資金、人力、物力等生產(chǎn)要素投入的傳統(tǒng)煤炭生產(chǎn)方式不可持續(xù)。粗放的生產(chǎn)方式不僅造成人力資源極大浪費，而且對生態(tài)環(huán)境也造成了嚴重破壞。”中國煤炭工業(yè)協(xié)會副會長劉峰說，加快推進煤炭生產(chǎn)方式變革，集約、高效、經(jīng)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，已成為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，但與先進產(chǎn)煤國家相比，煤田地質(zhì)構(gòu)造復雜，自然災害多，資源開發(fā)基礎(chǔ)理論研究滯后，安全高效綠色化開采和清潔高效低碳化利用關(guān)鍵技術(shù)亟待突破，煤炭業(yè)高質(zhì)量發(fā)展面臨著諸多挑戰(zhàn)。
“煤炭智能開采是新一代采礦業(yè)技術(shù)競爭的核心。”在不久前召開的全國煤礦薄煤層智能開采現(xiàn)場推進會上，中國煤炭工業(yè)協(xié)會會長王顯政表示，煤炭智能開采可以充分發(fā)揮煤礦全要素生產(chǎn)作用，實現(xiàn)效率變革，促進煤炭行業(yè)由要素驅(qū)動型向創(chuàng)新驅(qū)動型轉(zhuǎn)變；可以帶動建立新技術(shù)、新產(chǎn)品、新模式等突出優(yōu)勢，增強煤炭企業(yè)核心競爭力；可以推動煤炭開采向清潔生產(chǎn)方向轉(zhuǎn)變，有助于實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級和可持續(xù)發(fā)展。
在劉峰看來，煤炭智能開采正是采用先進的技術(shù)與裝備，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的少人化和無人化，從而達到生產(chǎn)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。
更為重要的是，我國煤炭企業(yè)處于從勞動密集型向人才、技術(shù)密集型轉(zhuǎn)變的階段，企業(yè)用工人數(shù)較多，機械化、自動化、信息化水平低。煤炭智能開采能夠極大提高勞動生產(chǎn)率，減少井下現(xiàn)場作業(yè)人員。以智能化綜采工作面為例，可減少一半以上作業(yè)人數(shù)，對實現(xiàn)煤礦安全高效生產(chǎn)具有重大意義。
煤企從被動轉(zhuǎn)向主動
近年來，煤炭智能開采已經(jīng)得到政府、行業(yè)與企業(yè)高度認可。國家對煤炭智能開采基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)給予了大力支持。
今年年初，國家煤監(jiān)局發(fā)布《煤礦機器人重點研發(fā)目錄》，明確將大力推動煤礦現(xiàn)場作業(yè)的少人化和無人化。相關(guān)規(guī)劃明確，到2020年，我國將建成100個初級智能化示范煤礦，2025年全部大型煤礦基本實現(xiàn)智能化。
廣大煤炭企業(yè)深刻認識到，以智能開采為核心的煤礦智能化將成為未來企業(yè)競爭的重要陣地，并從被動建設轉(zhuǎn)向主動建設。早在2012年，陜煤化集團紅柳林礦建成了國內(nèi)首個智能化采煤工作面，初步實現(xiàn)了“工作面有人巡視、無人操作”的工作模式。
目前，各大礦區(qū)開始推進智能化采煤工作面建設。例如，兗礦集團成功研發(fā)1米以下薄煤層自動化安全高效開采成套技術(shù)裝備與生產(chǎn)工藝；山東能源棗莊礦業(yè)集團的11個采煤工作面、陜煤化集團黃陵礦業(yè)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。
煤炭生產(chǎn)企業(yè)還陸續(xù)升級改造礦井信息基礎(chǔ)設施，包括傳感器、攝像儀等信息感知設備，井上下傳輸網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)中心等信息服務設施。
記者了解到，多數(shù)煤炭企業(yè)集團已建成大容量光纖以太網(wǎng)和百兆同步數(shù)據(jù)網(wǎng)，形成了完善的網(wǎng)管系統(tǒng)、網(wǎng)絡安全系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和存儲系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)已在煤礦大規(guī)模應用，安全生產(chǎn)“一張圖”有序推廣，煤炭地質(zhì)云平臺正式上線，4G通信在部分礦井應用，井下視頻識別驗證啟動。國家能源集團、山西焦煤集團等建設了數(shù)據(jù)中心，利用大數(shù)據(jù)、云計算等新技術(shù)推動煤炭產(chǎn)業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)不斷融合。
“隨著產(chǎn)學研聯(lián)合攻關(guān)力度不斷加大，礦井智能化建設從局部向全系統(tǒng)延伸。”劉峰介紹，近年來全行業(yè)積極開展了井下物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)等一些創(chuàng)新研究工作，實現(xiàn)了開采、運輸、提升、通風、供電、排水等生產(chǎn)環(huán)節(jié)自動化。國家能源集團、山西焦煤集團、兗礦集團、中國平煤神馬集團等多年來持續(xù)推進數(shù)字礦山整體建設。
構(gòu)建智能化技術(shù)體系
煤礦智能化事關(guān)全行業(yè)能否抓住新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革機遇。
從未來發(fā)展趨勢看，煤炭行業(yè)將從5個方面提升智能化水平，在橫向覆蓋范圍方面，從單個工作面，向單個煤礦，再向煤炭企業(yè)集團，甚至整個礦區(qū)延伸；在產(chǎn)業(yè)鏈延伸方面，從煤炭生產(chǎn)數(shù)字化，向煤礦生產(chǎn)經(jīng)營數(shù)字化，再向煤化工、煤電、物流等整個產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)字化延伸；在應用系統(tǒng)集成程度方面，從專業(yè)系統(tǒng)集成，向部分業(yè)務局部集成，再向相關(guān)系統(tǒng)全面集成應用拓展；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(tǒng)自適應調(diào)控延伸；在發(fā)展層次方面，從技術(shù)應用向更高層次的商業(yè)模式創(chuàng)新提升。
值得注意的是，我國煤礦智能化處于起步階段，還面臨著專業(yè)軟件缺乏、人才匱乏、標準體系和創(chuàng)新機制有待完善等一系列問題。
劉峰建議，當前應堅持開放合作創(chuàng)新精神，不斷推進產(chǎn)學研用深度融合，共同解決煤礦智能化面臨的重大科學問題與技術(shù)難題，從而帶動煤炭生產(chǎn)及相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)水平整體進步。同時，要加強煤炭智能基礎(chǔ)理論研究，促進煤礦智能技術(shù)融合應用；聚焦“卡脖子”技術(shù)難題，建立煤礦智能化技術(shù)體系；發(fā)揮政產(chǎn)學研用協(xié)同優(yōu)勢，持續(xù)提升煤礦智能化發(fā)展水平；準確定位企業(yè)自身特色，科學制定并有序?qū)嵤┟旱V智能化發(fā)展規(guī)劃。
“煤礦的智能化發(fā)展，離不開人才支撐。”劉峰表示，未來煤礦智能化發(fā)展將會顛覆傳統(tǒng)就業(yè)格局，復合型人才越來越搶手。因此，要注重培養(yǎng)一線和青年科技人才，打造多種形式的煤礦智能化人才培養(yǎng)平臺，加大對高端科學家和高層次人才的吸引力度，努力為煤礦智能化發(fā)展提供充足人才保障。
劉峰還指出，過去我國煤炭企業(yè)在信息化建設過程中，出現(xiàn)了前期建設和后期發(fā)展相沖突的問題，“信息孤島”現(xiàn)象嚴重。因此，煤礦智能化要站在安全、集約、高效和可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略高度，結(jié)合企業(yè)自身條件，做好煤礦智能化頂層設計，有步驟、分階段開展工作，實現(xiàn)分散建設向集成化方向跨越，高效有序地推動煤礦智能化發(fā)展。
