2020.8.27

建設安全高效煤礦：質(zhì)優(yōu)則存，不優(yōu)則退

建設安全高效煤礦是實現(xiàn)煤炭工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型升級的重要舉措，對構(gòu)建現(xiàn)代化煤炭經(jīng)濟體系，促進煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。在新時代，安全高效煤礦有哪些新內(nèi)涵，建設標準與要求有哪些新變化？

◆安全高效煤礦建設面臨的困難和挑戰(zhàn)

“目前，全國建成的安全高效煤礦相對數(shù)量還不多，占全國煤礦數(shù)量的比重不足1/5，這為繼續(xù)扎實做好安全高效煤礦建設提供了廣闊空間和前進動力?！敝袊禾抗I(yè)協(xié)會副會長孫守仁說，“但是，在深入推動安全高效煤礦發(fā)展的進程中，依然面臨發(fā)展不平衡、人才隊伍結(jié)構(gòu)不盡合理等諸多困難和挑戰(zhàn)?！?/p>

隨著煤炭生產(chǎn)布局的不斷優(yōu)化，安全高效煤礦建設逐步向資源條件好、運輸條件好、開采成本低的地區(qū)和企業(yè)集中，發(fā)展不平衡問題越發(fā)嚴重。

目前，安全高效煤礦主要集中在山西、內(nèi)蒙古、陜西、河南、山東、安徽、河北等產(chǎn)煤省份，一些煤炭賦存條件較差的省份，如湖南、重慶、四川、江西等地安全高效煤礦達標數(shù)量寥寥無幾。在安全高效煤礦中，國有煤礦占到74.7%，民營煤礦參與度較低，達標等級也相對偏低。截至2019 年4月底，全國仍有1700 余處30 萬t/a 以下小煤礦。這些煤礦技術(shù)裝備相對落后，生產(chǎn)效率相對較低，安全高效建設難度較大，呈現(xiàn)結(jié)構(gòu)性不平衡。

“我們還要注意到，復雜條件下安全高效煤礦建設難度在增加，安全生產(chǎn)壓力依然很大?！睂O守仁說。

據(jù)了解，我國一些老礦井資源枯竭、接續(xù)緊張、生產(chǎn)分散以及災害重、負擔重等問題越來越突出，可持續(xù)發(fā)展面臨挑戰(zhàn)，建設安全高效煤礦難度增大。以“三下”壓煤為例，目前我國煤礦“三下”壓煤量高達140億t以上，而“三下”壓煤開采率僅為7%左右。

“我們還要看到，生態(tài)環(huán)境約束不斷強化。區(qū)域煤炭經(jīng)濟發(fā)展受到影響，綠色開采技術(shù)尚未得到廣泛推廣，大氣污染治理倒逼煤炭減量化消費。”孫守仁說，“我們自主創(chuàng)新的能力仍然不強，安全高效煤礦的科技創(chuàng)新體系還不夠完善，卡脖子技術(shù)制約安全高效煤礦的發(fā)展，高端裝備短板問題依然存在，人才問題日益凸顯?！?/p>

據(jù)了解，我國煤炭資源“西多東少”，西部煤炭資源量占全國煤炭資源總量的70%以上。但西部地區(qū)水資源匱乏，生態(tài)環(huán)境相對脆弱。中東部地區(qū)1000m 以淺的煤炭資源趨于枯竭，而且這一地區(qū)地下采煤與地面建設矛盾大，采煤沉陷與村莊搬遷推進難度大。這些因素影響了煤炭的安全高效開采。

同時，我國許多煤礦采掘矛盾突出。特別是硬巖巷道掘進效率低，平均60～90m/月，深部開采重大災害防治技術(shù)、沖擊地壓礦井治理技術(shù)等尚未突破，智能化開采技術(shù)、智能輔助運輸系統(tǒng)、復雜條件下的高速可靠通信技術(shù)以及深井巷道支護難題有待進一步破解。煤礦自動化控制系統(tǒng)、高精度傳感器、控制系統(tǒng)芯片、高端軟件等自主開發(fā)難度大。我國煤礦人才短缺與人才流失問題突出，緊缺專業(yè)人才不足與勞動力結(jié)構(gòu)性過剩矛盾顯現(xiàn)，一線招工難與高層次人才引進難并存。

據(jù)統(tǒng)計，截至2019 年7月底，我國煤礦一線人員本科以上學歷僅占3.04%，41 歲及以上人員占比55.6%，煤礦人才隊伍建設亟待加強。

◆努力實現(xiàn)煤礦“安全、高效、綠色、智能”

孫守仁表示，中國煤炭工業(yè)協(xié)會在“十一五”時期按照“一套標準”（《煤炭工業(yè)安全高效煤礦（露天）標準及評審辦法》），提出了“三高四好”的建設標準，即單產(chǎn)單進水平高、勞動效率高、資源回收率高，安全狀況好、勞動條件好、經(jīng)濟效益好、環(huán)境治理好。多年來，按照這一基本建設目標，我國安全高效煤礦發(fā)展取得了顯著成效。

“我們需要對安全高效煤礦建設有新的認識。”孫守仁說。

一是安全高效煤礦的高質(zhì)量建設是煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的基礎和重要組成部分。高質(zhì)量的安全高效煤礦保障煤炭工業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。煤炭工業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展離不開高質(zhì)量的安全高效煤礦建設，安全高效煤礦作為煤礦先進生產(chǎn)力的代表，要向“國內(nèi)一流、世界先進”的目標邁進，努力為國家提供更加安全優(yōu)質(zhì)、綠色低碳的煤炭資源。二是安全高效煤礦必須走高質(zhì)量發(fā)展之路。在安全、環(huán)境、智能化、供給側(cè)改革等政策因素的推動下，安全高效煤礦不能簡單以安全好不好、效益優(yōu)不優(yōu)、工效高不高等標準去衡量，不能粗放地搞安全高效，要突破傳統(tǒng)發(fā)展模式，以供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革為主線，以提高煤礦發(fā)展的質(zhì)量和效益為中心，堅持“管理、裝備、素質(zhì)、系統(tǒng)”并重，牢固樹立“安全、高效、綠色、智能”發(fā)展理念，走高質(zhì)量建設之路。

孫守仁認為，必須堅持安全可靠的根本原則，要全面提升煤礦安全保障能力，實現(xiàn)從“零死亡”到“零傷亡、零傷害”的轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)從“保安全、防事故”到“控風險、保健康”的轉(zhuǎn)變，推動安全生產(chǎn)和職業(yè)健康的協(xié)調(diào)發(fā)展。

據(jù)了解，中國煤炭工業(yè)協(xié)會倡導的行業(yè)中長期“一個深化、五個推進、六個轉(zhuǎn)變”的總體思路明確，推進安全生產(chǎn)長效機制建設，促進行業(yè)發(fā)展由大幅降低安全生產(chǎn)事故為重點向提高職業(yè)健康的保障程度轉(zhuǎn)變。要以礦工為中心，高度重視礦工的生命安全和身體健康，持續(xù)降低工人勞動強度、改善作業(yè)環(huán)境、加強勞動保護，從標準體系、工作機制、技術(shù)創(chuàng)新、現(xiàn)場管理、監(jiān)測監(jiān)控、個體防護、責任考核、礦工體檢、治療康復等方面構(gòu)建一個閉環(huán)的煤礦安全健康管理體系，努力為礦工創(chuàng)造一個安全、高效、舒適的工作環(huán)境。

“我們要堅持優(yōu)質(zhì)高效的基本要求。優(yōu)質(zhì)高效就是始終堅持‘質(zhì)量第一、效益優(yōu)先’，實現(xiàn)規(guī)模發(fā)展和質(zhì)量效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。”孫守仁說，“目前已建成的安全高效煤礦，盡管數(shù)量占全國比重不足1/5，但產(chǎn)量占全國的56%左右、利潤占全行業(yè)規(guī)模以上煤炭企業(yè)利潤的78%左右，這就是優(yōu)質(zhì)高效的具體體現(xiàn)。”

具體講，一要系統(tǒng)簡單。系統(tǒng)簡單是高質(zhì)量建設安全高效煤礦的前提。要做好統(tǒng)籌規(guī)劃和頂層設計，堅持集約化生產(chǎn)的原則，優(yōu)化系統(tǒng)布局，積極建立“一礦一井一區(qū)一面”或“一礦一井二區(qū)二面”的生產(chǎn)模式，做到采掘協(xié)調(diào)、均衡生產(chǎn)、系統(tǒng)簡單、合理可靠。

二要提質(zhì)增效。提高煤炭生產(chǎn)和利用質(zhì)量，堅持從質(zhì)量源頭抓起，建立健全集生產(chǎn)、洗選、運輸、檢驗檢測、用戶回訪于一體的質(zhì)量保證體系，以質(zhì)量保市場、保效益、保發(fā)展。提高效率和效益，堅持“機械化換人、自動化減人”，以提高煤礦原煤工效和單產(chǎn)單進為抓手，進一步提升煤礦效率效益。

三要強化管理。運用現(xiàn)代信息化管理手段和先進管理模式，理順煤礦發(fā)展的體制機制障礙，建立更加精簡高效的管理組織和管理體系，使人、財、物等生產(chǎn)要素高效運行。

此外，要堅持綠色發(fā)展的本質(zhì)內(nèi)涵。綠色發(fā)展，就是用最小的環(huán)境擾動換取最大的煤炭資源開采效益，實現(xiàn)煤炭資源開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護的協(xié)調(diào)發(fā)展。綠色開采是安全高效煤礦高質(zhì)量建設必須破解的重大難題，也是實現(xiàn)煤炭開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護協(xié)調(diào)發(fā)展的重要途徑?！熬G則存，不綠則退”將成為一種方向。

“我們還要堅持智能化的發(fā)展目標。我們欣喜地看到，目前全國大部分煤礦已經(jīng)基本實現(xiàn)了機械化，信息化正快速推進，自動化穩(wěn)步開展。”孫守仁說，“而智能化尚處于初級階段?！?/p>

據(jù)介紹，下一步，要以智能化為目標，統(tǒng)籌推進“四化”建設。

孫守仁說，礦井“機械化、信息化、自動化、智能化”建設應按照“安全可靠、先進適用、總體設計、分步實施”的原則，根據(jù)煤礦條件因地制宜，穩(wěn)步推進；要以智能化建設為抓手，加強產(chǎn)學研用一體化協(xié)同創(chuàng)新，加強人才隊伍建設，加強對煤炭流態(tài)化、環(huán)境微擾動、透明開采等新型開采理論和方法研究，加強復雜條件礦井災害預測和防治研究，加快煤礦精準地質(zhì)探測、精確定位與數(shù)據(jù)高效連續(xù)傳輸、智能快速掘進、復雜條件智能綜采、連續(xù)化輔助運輸、露天開采無人化連續(xù)作業(yè)、重大危險源智能感知與預警、煤礦機器人等技術(shù)與裝備的研發(fā)，推動新基建與智能化的深度融合，切實為安全高效煤礦高質(zhì)量發(fā)展提供技術(shù)支撐和人才保障；要以智能化為導向，建設高質(zhì)量的安全高效煤礦和安全高效礦區(qū)（集團）；要緊抓智能化煤礦的發(fā)展契機，結(jié)合煤炭大基地、大礦區(qū)、大集團的資源稟賦、環(huán)境容量和先進產(chǎn)能建設，建設安全高效煤礦，打造安全高效礦區(qū)（集團），推動行業(yè)安全高效綠色智能發(fā)展。

（來源：中國煤炭報）

智能裝備，撐起“智慧”煤礦的明天

為貫徹能源安全新戰(zhàn)略，保障煤炭及相關(guān)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，前不久，國家能源局發(fā)布了《中華人民共和國煤炭法（修訂草案）》（征求意見稿）（以下簡稱《征求意見稿》）。據(jù)了解，此次《征求意見稿》是自1996年《中華人民共和國煤炭法》發(fā)布以來，第一次大規(guī)模修訂。

在《征求意見稿》中，就煤炭智能生產(chǎn)技術(shù)裝備的研究、應用和重大工程示范作了專門要求，以期推動煤炭生產(chǎn)的提質(zhì)增效和安全生產(chǎn)。

中國工程院院士、中國煤炭科工集團（煤炭科學研究總院）首席科學家王國法表示：“總體來看，當前我國煤礦智能化發(fā)展處于一個培育示范推廣階段，企業(yè)的實踐也表明，煤礦智能化是未來煤炭行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，要堅定不移地沿著這一方向向前推進?！?/p>

◆發(fā)展趨勢 核心支撐

我國煤炭資源儲量豐富，能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主。據(jù)統(tǒng)計，新中國成立以來，煤炭占我國一次能源生產(chǎn)量的70%、消費總量的60%以上。

“在我國一次能源中，煤炭是最經(jīng)濟和可清潔高效利用的能源。”王國法指出，盡管近一兩年來，煤炭占一次能源生產(chǎn)和消費量的比例略有下降，但在未來相當長一段時間內(nèi)，煤炭仍將在我國能源結(jié)構(gòu)中占較大比例，仍是我國的戰(zhàn)略能源，是我國能源安全的“壓艙石”。

面對煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的要求和實現(xiàn)安全高效綠色開采和更加清潔高效利用的發(fā)展目標，煤礦智能化是核心技術(shù)支撐已成為行業(yè)共識。

王國法表示，煤炭領(lǐng)域的智能化信息化是將大數(shù)據(jù)、人工智能、云計算等信息技術(shù)與煤炭開發(fā)技術(shù)與裝備進行深度融合，形成全面自主感知、實時高效互聯(lián)、智能分析決策、自主學習、動態(tài)預測預警、精準協(xié)同控制的煤礦智能系統(tǒng)，實現(xiàn)礦井的安全高效智能運行。“這也是煤炭工業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的必然要求。

2020年2月，國家發(fā)改委、國家能源局等8部委聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導意見》（以下簡稱《指導意見》），明確了煤礦智能化發(fā)展的階段目標、主要任務以及相關(guān)保障措施。

“《指導意見》推動了行業(yè)進一步凝聚共識、統(tǒng)一思想。”令王國法感到欣喜的是，除了煤炭企業(yè)自身，例如三大移動運營商、華為公司等信息技術(shù)的龍頭企業(yè)都以前所未有的高漲熱情參與煤礦智能化建設。

的確，煤礦智能化既是未來趨勢，更是發(fā)展需求。

“當前我國煤炭領(lǐng)域在信息化智能化建設方面，主要聚焦減少煤礦井下作業(yè)人員。”過去30 多年，中國礦業(yè)大學（北京）原副校長孫繼平教授一直從事煤礦安全生產(chǎn)信息化與智能化等研究創(chuàng)新工作，他作為國務院煤礦事故調(diào)查專家組組長參加了10起煤礦重特大事故調(diào)查工作。

他對煤礦井下智能化、無人化發(fā)展的迫切性有著深刻體會?！笆鹿收{(diào)查表明，煤礦井下作業(yè)人員越多，發(fā)生事故的概率越大，事故傷亡人數(shù)越多。因此，減少煤礦井下作業(yè)人員是減少煤礦重特大事故和傷亡人數(shù)的有效措施。減少煤礦井下作業(yè)人員也是降低煤礦用人成本、解決招工難的有效措施?！睂O繼平說。

他表示，我國在煤礦井下無人和少人作業(yè)方面還需加大研發(fā)力度，如采煤工作面無人和少人作業(yè)，掘進工作面無人和少人作業(yè)，礦用車輛無人駕駛，供電、輸送機和排水無人值守等。

◆部分領(lǐng)跑“井下”待突破

煤礦智能裝備是煤礦智能化的核心，煤礦智能化對裝備適應性和可靠性的要求極高。

以井下開采為例，孫繼平表示，煤礦井下巷道斷面小、巷道長度達10 余千米、有瓦斯等爆炸性氣體、礦塵大，瓦斯、水災、火災、沖擊地壓、頂板等事故威脅著煤礦安全生產(chǎn)，這也是提升煤炭科技裝備面臨的難點和痛點?！耙虼?，需要針對煤礦井下特殊環(huán)境和特殊要求，研發(fā)適用于煤礦安全生產(chǎn)需求的技術(shù)和裝備。”

事實上，自新中國成立以來，我國綜合機械化水平有著巨大提升，實現(xiàn)了生產(chǎn)力和生產(chǎn)方式的大跨越，這為智能裝備發(fā)展奠定了良好的基礎條件。

王國法表示，煤礦智能裝備和煤礦機器人的內(nèi)涵是一致的，是指具有自感知、自決策和自動運行功能，可替代人工完成煤礦特殊作業(yè)的機器。

2019 年1月，國家煤礦安監(jiān)局正式公布了《煤礦機器人重點研發(fā)目錄》，提出了重點研發(fā)的掘進、采煤、運煤、安控和救援5類、38種煤礦機器人，并對每種機器人的功能提出了具體要求，力爭把煤礦工人從惡劣環(huán)境與危險繁重的勞動中解放出來。

“從全球來看，我國在解決復雜條件開采的技術(shù)裝備領(lǐng)域處于引領(lǐng)水平。其中，發(fā)展最快的應當是煤礦綜采智能裝備體系，或稱綜采機器人群。而掘進機器人群差距則相對較大?！蓖鯂ㄕf。

經(jīng)過多年發(fā)展，我國煤炭綜采技術(shù)裝備已從依賴進口到全部國產(chǎn)化。特別在近10年來，我國通過智能化開采技術(shù)與裝備的創(chuàng)新研發(fā)，突破多項關(guān)鍵技術(shù)，在薄和較薄煤層智能化綜采、大采高和超大采高智能化綜采以及特厚煤層綜放開采智能化技術(shù)與裝備方面實現(xiàn)領(lǐng)跑。

此外，在部分企業(yè)的積極推動下，我國已建成一批以工作面智能化開采和數(shù)字化信息化管理系統(tǒng)為標志的先進煤礦。

王國法認為，未來要特別重視共性關(guān)鍵技術(shù)和短板技術(shù)的研發(fā)工作。

孫繼平也表示，目前，綜采工作面已實現(xiàn)采煤機、液壓支架、刮板輸送機等聯(lián)動和記憶割煤；帶式輸送機根據(jù)運煤量自動調(diào)速。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)、礦井人員精確定位系統(tǒng)，以及礦用膠輪車運輸、礦用電機車和礦井供電等監(jiān)控系統(tǒng)，礦井移動和礦井救災等通信系統(tǒng)等已推廣應用。

“煤礦井下無人開采是當前急需的煤炭開采關(guān)鍵技術(shù)，包括采煤工作面、掘進工作面無人或少人作業(yè)，煤礦井下車輛無人駕駛，煤礦井下供電、帶式輸送機、水泵房等無人值守等。目前，已有皮帶巡檢機器人等在煤礦井下應用?！睂O繼平說。

◆借5G之勢 分類分級推進

盡管我國智能煤礦建設取得了重要進展，但必須看到的是，智能化程度遠未達到理想狀態(tài)。

“煤礦是一個非常復雜的巨系統(tǒng)，其中至少包括100個以上的子系統(tǒng)?！蓖鯂ò阎悄芑旱V建設重點分為十大智能系統(tǒng)，包括煤礦智慧中心及綜合管理系統(tǒng)、煤礦安全實時通信網(wǎng)絡及地下精準位置服務系統(tǒng)等?！笆笾饕悄芟到y(tǒng)分別由若干個相關(guān)煤礦智能化子系統(tǒng)組成，數(shù)以百計的煤礦智能化子系統(tǒng)協(xié)同運行，構(gòu)成煤礦智能化巨系統(tǒng)?！?/p>

作為新一代信息技術(shù)的代表，5G技術(shù)的商業(yè)化運營為智能煤礦發(fā)展帶來了新的機遇。

王國法表示，5G在煤礦的應用與5G的商業(yè)化應用基本是同時起步的。5G技術(shù)具有大帶寬、廣連接和低時延的優(yōu)勢，契合了煤礦智能化發(fā)展需要更廣泛數(shù)據(jù)接入、更大數(shù)據(jù)傳輸帶寬和更低延時控制的要求，為打通煤礦智能化開采上下行傳輸?shù)母咚偻ǖ赖於嘶A。

近年來，在信息技術(shù)企業(yè)的支持投入下，我國已在部分礦區(qū)布局井下5G網(wǎng)絡、基站等。

王國法說，未來，要進一步開發(fā)5G基站設備，滿足井下組網(wǎng)的要求。此外，還要根據(jù)應用場景進一步提升5G 技術(shù)，包括網(wǎng)絡切片技術(shù)，邊緣計算的技術(shù)，云計算相關(guān)技術(shù)，以解決“云、邊、端”控制流程的各種相關(guān)難題。

孫繼平最早進行礦用5G 研究，研究了礦用5G技術(shù)及其適用范圍，他表示，礦用5G 宜采用本質(zhì)安全型防爆、用于控制的礦用5G應具有較強的抗干擾能力、采煤工作面和掘進工作面地面遠程控制與井下車輛無人駕駛地面遠程控制宜選用礦用5G。

“煤礦井下有瓦斯等易燃易爆氣體，礦井無線傳輸衰減大等特殊性，制約著5G直接在煤礦井下應用?！睂O繼平強調(diào)，還需根據(jù)煤礦井下特殊需求，研究礦用5G 技術(shù)和系統(tǒng)，而不僅僅是對現(xiàn)有地面5G產(chǎn)品進行防爆改造。

面對未來，王國法表示，我國各地煤層賦存條件、開采技術(shù)條件具有復雜性和多樣性，區(qū)域發(fā)展不平衡性比較突出。據(jù)此，要分類分級推進煤礦智能化建設工作?！拔覀円呀?jīng)起草制定了煤礦智能化技術(shù)標準體系、智能化煤礦分類分級技術(shù)條件與評價標準、智能化開采工作面技術(shù)條件與評價標準等，即將發(fā)布實施，為全國不同層次煤礦智能化建設明確建設目標，提供建設標準和技術(shù)指導，推動我國煤礦智能化整體發(fā)展?！?（來源：中國科學報）

煤炭安全智能精準開采：從構(gòu)想變?yōu)楝F(xiàn)實

“煤炭安全智能精準開采是保障煤炭高質(zhì)量發(fā)展的治本之路?！比涨埃诘?11場中國工程科技論壇“廢棄礦井資源開發(fā)利用”暨“煤炭安全智能精準開采協(xié)同創(chuàng)新組織”成立3周年學術(shù)研討會上，多位專家提及上述觀點。在中國工程科技論壇上，32位院士、200 多位專家學者聚焦廢棄礦井資源開發(fā)利用與煤炭精準開采科技前沿，共同為煤炭高質(zhì)量發(fā)展出謀劃策。

中國工程院原副院長謝克昌院士在會上指出：“‘煤炭安全智能精準開采協(xié)同創(chuàng)新組織’成立3 年以來，煤炭安全智能精準開采已從科學構(gòu)想發(fā)展為理論和技術(shù)現(xiàn)實，為中國煤炭科技創(chuàng)新從跟跑、并跑到領(lǐng)跑跨越提供了強勁動力”。

◆要加強全生命周期評價

“廢棄礦井資源開發(fā)利用和煤炭安全智能精準開采這兩大方向，幾年前在行業(yè)里很少有人提及。”談及近年來的發(fā)展，中國工程院院士、安徽理工大學校長袁亮感慨，不到5年時間已經(jīng)發(fā)生了重大變化。

從會上了解到，在廢棄礦井資源開發(fā)利用方面，袁亮帶領(lǐng)團隊已系統(tǒng)總結(jié)了國內(nèi)外廢棄礦井資源開發(fā)利用現(xiàn)狀；提出了能源化、資源化、功能化開發(fā)利用模式；發(fā)揮中國工程院高端智庫作用，結(jié)合國家可持續(xù)發(fā)展能源戰(zhàn)略布局，從科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)管理等方面，提出我國廢棄礦井資源開發(fā)利用戰(zhàn)略路徑和政策建議，受到國家高度重視。

“能源轉(zhuǎn)化為能量需要載體，制造載體的過程需要耗材、耗能、耗水、耗工，生產(chǎn)過程還會產(chǎn)生污染物，而且載體報廢后的處置也是大問題。因此，任何能源轉(zhuǎn)化為能量的過程，既不完全清潔，也存在不可再生的問題?！敝x克昌指出，從全生命周期考慮，任何一種能源都存在污染和不可再生性，要加強全生命周期評價和生態(tài)影響研究，廢棄礦井資源開發(fā)利用就是基于全生命周期考慮的。

煤炭安全智能精準開采協(xié)同創(chuàng)新組織已完成國家重大科研儀器研制項目用于揭示煤與瓦斯突出機理與規(guī)律的模擬試驗儀器，在全球首次實現(xiàn)大尺度真三維煤與瓦斯突出模擬試驗；完成國家重點研發(fā)計劃項目“煤礦典型動力災害風險判識及監(jiān)控預警技術(shù)研究”；完成“神東礦區(qū)深部開采災害預測與防控基礎研究及關(guān)鍵技術(shù)”項目。

◆“透明礦山”是精準開采的前提

“精準開采要做好頂層設計，安全智能是要達到的效果?！该鞯V山’是實現(xiàn)精準開采的第一步，無論是采還是掘，從礦井設計開始就應向著透明化一步步逼近，而地下資源的構(gòu)造、災害等情況，也應從勘探開始就弄清楚?！痹林赋觯聦嵣?，之前很多礦井從設計這個源頭上就要乘上一個很大的“系數(shù)”，并不準確。“三維地震勘探非常重要，是實現(xiàn)‘透明礦山’的前提，不做好這一步，就不應進行礦井設計。”

據(jù)介紹，20 世紀90 年代至今，隨著煤礦高分辨三維地震勘探等物探技術(shù)的發(fā)展，促使我國煤礦機械化生產(chǎn)的開機率從不到40%提高到90%以上，煤礦安全生產(chǎn)實現(xiàn)根本性好轉(zhuǎn)，推動了我國煤炭工業(yè)的技術(shù)升級和發(fā)展。

但目前煤巖層位智能探測問題，仍是制約智能化采煤裝備的重大難題之一。據(jù)了解，三維地震勘探建立的煤礦三維地質(zhì)體，由于精度低，還不是真正意義上的透明工作面，難以滿足遠程無人化操控的“厘米級”精度需求。

“礦井地質(zhì)透明化是當前煤礦安全高效礦井地質(zhì)保障系統(tǒng)發(fā)展的努力方向?！敝袊こ淘涸菏俊⒅袊V業(yè)大學（北京）教授彭蘇萍建議，不僅要在統(tǒng)一數(shù)據(jù)融合基礎上進一步提高勘探精度，提高礦井地質(zhì)的透明化水平，還應研發(fā)與慣導技術(shù)一體的高分辨煤巖辨識儀器裝備，并進一步開發(fā)和建立智能礦山建設決策與災害隱患預報系統(tǒng)。

◆粉塵防控仍是短板

“科技創(chuàng)新是煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的根本動力。”中國煤炭工業(yè)協(xié)會副會長、中國煤炭學會理事長劉峰在會上指出，“十三五”以來，煤炭綠色安全智能開采格局初步形成，煤炭綠色開發(fā)與智能精準開采技術(shù)體系逐步建立。煤炭資源的精準智能開發(fā)和清潔高效利用是總的發(fā)展方向，煤礦智能化是煤炭行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐，煤炭資源的全生命周期、全開發(fā)利用過程都需要科技支撐。

“地下幾百米甚至幾千米和地面的工作，你會選擇哪個？毫無疑問，煤炭行業(yè)是最艱苦的行業(yè)之一，但煤炭行業(yè)并沒有像別的行業(yè)那樣提高待遇。煤炭企業(yè)一定要重視煤礦技術(shù)人員的待遇，如果不適應市場經(jīng)濟，很難吸引人才?！痹猎诤粲跆岣叽龅耐瑫r也表示，智能化建設在起步階段，還有很多難題待解，煤炭科技工作者有責任、有義務破解這些重大科技難題，為煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展效勞。

袁亮還指出，粉塵防控仍是煤炭行業(yè)目前的短板所在，工業(yè)粉塵防控與職業(yè)健康將是團隊下一步重要研究方向之一。他認為：“煤炭科技發(fā)展必須準確把握世界科技發(fā)展前沿，主動適應我國能源革命新要求，充分考慮我國煤炭資源分布特點，聚焦煤炭安全智能精準開采、煤炭清潔高效利用、廢棄礦井資源精準開發(fā)利用以及粉塵防控與職業(yè)安全健康等老難題、新挑戰(zhàn)，才能走出創(chuàng)新引領(lǐng)高質(zhì)量發(fā)展之路?！?/p>

（來源：中國能源報）

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)已來，如何賦能煤炭？

5G 下井、機器人上崗、數(shù)字員工誕生……在國家“新基建”戰(zhàn)略和八部委《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導意見》引導下，以數(shù)字化、智能化平臺為核心的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正在與煤礦加速融合。

國家煤礦安全監(jiān)察局發(fā)布5 類38 種煤礦機器人重點研發(fā)目錄、推動成立煤礦機器人協(xié)同推進中心，山東、山西、河南、河北、安徽、貴州、內(nèi)蒙古等產(chǎn)煤省份紛紛出臺煤礦智能化發(fā)展實施意見，山西陽煤集團、焦煤集團建成井下5G 網(wǎng)絡，同煤集團井下用上防爆巡檢機器人，全國已建成300 多個智能化工作面，更多礦工可坐在地面集控中心將煤炭從百米乃至千米深處安全地采上來。

業(yè)界認為，相關(guān)部門、業(yè)內(nèi)專家、煤企領(lǐng)導甚至普通礦工傾注心力的背后，是煤礦智能化、煤炭工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以在更高層級、更大范圍為煤炭工業(yè)轉(zhuǎn)型升級和煤礦本質(zhì)安全水平提升賦能。

◆打造煤炭工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)有需求有基礎

煤炭是我國第一大能源，煤炭行業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模大、分布地域廣、危險系數(shù)高，具有基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)促進行業(yè)轉(zhuǎn)型升級、提升安全生產(chǎn)水平的訴求。而近年來煤礦機械化、信息化、自動化水平的提高，為煤炭行業(yè)建設應用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺打下了良好基礎。

全國政協(xié)常委、中國安全生產(chǎn)科學研究院院長張興凱表示，做好煤炭這篇文章，要以數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化為核心，加快現(xiàn)代科學技術(shù)與煤炭行業(yè)深度融合，推動智能礦山示范工程建設，推進煤炭生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變，逐步實現(xiàn)煤礦生產(chǎn)安全監(jiān)測與風險預警預報、煤炭能源安全監(jiān)測與風險預警預報，為煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)賦能，為煤炭流通、使用企業(yè)賦能。

“煤炭工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是一個煤流物聯(lián)網(wǎng)，是與煤炭行業(yè)緊密相關(guān)的一個全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈的互聯(lián)體系，將數(shù)字化全面連接煤炭生產(chǎn)、洗選加工、運輸、銷售、使用以及安全監(jiān)管、企業(yè)決策、生態(tài)影響等方面，屬于煤炭行業(yè)更高層級、更大范圍的信息化與工業(yè)化緊密融合應用的概念?！敝袊V業(yè)大學（北京）校長葛世榮說。

“以5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等為基礎的數(shù)字基礎設施可看作是煤礦智能化的‘地基’，智能化生產(chǎn)技術(shù)與系統(tǒng)是其‘內(nèi)核’?！敝袊禾抗I(yè)協(xié)會副會長、中國煤炭學會理事長、煤礦智能化創(chuàng)新聯(lián)盟理事長劉峰說。

實際上，在礦山領(lǐng)域，煤礦擁抱工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是比較早的，其探索也從未停止。

在網(wǎng)絡系統(tǒng)方面，目前，我國大多數(shù)煤礦已建成工業(yè)環(huán)網(wǎng)及通信系統(tǒng)。除了Wi-Fi 和4G 通信系統(tǒng)，國有大型煤礦正在積極試點5G 通信系統(tǒng)應用。陽煤集團新元公司、焦煤集團龐龐塔煤礦率先建成井下5G 網(wǎng)絡，為井下海量數(shù)據(jù)傳輸筑起一條大帶寬、低時延、廣連接的“高速公路”?！靶略菊谕七M5G 技術(shù)井下3 個場景的應用。”陽煤集團信息化部部長鄭海山介紹：一是綜采系統(tǒng)智能化；二是掘進系統(tǒng)自動化；三是機電硐室無人巡檢。

除了網(wǎng)絡系統(tǒng)，煤礦工作面采掘控制系統(tǒng)、膠帶運輸控制系統(tǒng)、地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)、主扇、壓風機、井下排水系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、瓦斯抽放系統(tǒng)、電力控制系統(tǒng)等，也實現(xiàn)了設備數(shù)據(jù)的實時采集與自動化控制，達到了減人提效的目的。

在人員和環(huán)境監(jiān)測方面，全國煤礦已全部建成安全監(jiān)控、人員定位、緊急避險、壓風自救、供水施救、通信聯(lián)絡六大系統(tǒng)和工業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

不僅要網(wǎng)絡，還要有平臺。煤炭工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)管理平臺的建設步伐正在加快。

2018年9月，中國煤炭工業(yè)協(xié)會信息化分會、兗礦集團、山東能源集團、華為集團、煤礦安全管理云服務技術(shù)創(chuàng)新中心聯(lián)合發(fā)布了國內(nèi)第一個礦山工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺——“中國礦山安全云”，實現(xiàn)了煤炭工業(yè)生產(chǎn)智能化、管理高效化、產(chǎn)業(yè)互聯(lián)化、決策數(shù)據(jù)化。

山西科達自控股份有限公司提出了基于“裝備云”平臺的礦山與建筑智能設備上云解決方案。中煤集團自主開發(fā)運營的煤礦機械制造行業(yè)“億礦云”平臺被列入工業(yè)和信息化部2019 年制造業(yè)“雙創(chuàng)”平臺試點示范項目名單。

兗礦集團深入實施“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略，啟動三化建設攻堅行動，加強與IBM、SAP合作，加快實施大數(shù)據(jù)工程總體規(guī)劃及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的研發(fā)。

山東能源臨礦集團融合大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，在私有云部署構(gòu)建RPA機器人生產(chǎn)平臺，上線應用以數(shù)據(jù)機器人為代表的數(shù)字員工。

作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識解析體系為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)連接的對象提供統(tǒng)一的身份標識和解析服務。2019年底，由山西省大同市政府和同煤集團共同建設的國家首個煤炭行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識解析二級節(jié)點正式上線運行，并與國家頂級節(jié)點對接，為同煤集團實現(xiàn)跨企業(yè)、跨行業(yè)、跨地區(qū)的數(shù)據(jù)查詢和共享奠定了基礎。

2020 年3月14 日，工業(yè)和信息化部、應急管理部、國家煤礦安全監(jiān)察局聯(lián)合召開煤炭行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用工作座談會。會議當天，由國家煤礦安全監(jiān)察局科技裝備司副司長、信息辦主任王素鋒牽頭的專項工作小組成立。

“我們成立了由中國安全生產(chǎn)科學研究院、中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究院、中國礦業(yè)大學（北京）、中國煤炭科工集團、兗礦集團、同煤集團、浪潮集團等業(yè)務骨干組成的業(yè)務工作小組，形成了‘2+3+2’（兩院、三企、兩IT 公司）的工作模式，目的是發(fā)揮各自優(yōu)勢，高效推進工作。”王素鋒說。

◆工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用為煤礦賦能

加快發(fā)展煤炭工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，不僅可以大力推動煤炭行業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化建設，也是實現(xiàn)煤炭行業(yè)安全發(fā)展的必然要求和基本路徑。

“對于煤礦本質(zhì)安全來說，主抓兩方面：一是安全生產(chǎn)，二是風險管控?！蓖跛劁h表示，一方面，煤礦生產(chǎn)實現(xiàn)了智能化、無人化，將人從危險的崗位上解放出來；另一方面，對煤礦生產(chǎn)過程中的危險因素、變化情況全部掌握，進而作出預判，消除隱患、降低風險，實現(xiàn)本質(zhì)安全。

煤炭工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)包含的鏈條很多，怎樣賦能煤礦本質(zhì)安全？王素鋒認為，主要通過煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控，也就是說，將國家煤礦安全監(jiān)察局建立的全國煤礦安全生產(chǎn)風險監(jiān)測預警系統(tǒng)納入進來，實現(xiàn)對煤礦安全管理、生產(chǎn)環(huán)境、工業(yè)視頻等信息的全面掌握，輔助監(jiān)察執(zhí)法，通過分析研判及時排除隱患。

“掌握的安全數(shù)據(jù)越多，對于未來煤礦開采過程中的風險研判就越準確，就越有利于安全生產(chǎn)?！蓖跛劁h舉例說，通過建設煤炭工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，井下一氧化碳、瓦斯、風速、溫度等參數(shù)可監(jiān)測，人員數(shù)量及所在位置能掌握，設備運行情況看得到，人、機、環(huán)、管安全四要素摸得清，擺在人們面前的就是一座透明礦山。

“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對煤礦安全生產(chǎn)的賦能主要體現(xiàn)為掌握安全參數(shù)，進而對煤礦的安全風險進行預知預判，做到可防可控。2018年、2019年、2020年，國家煤礦安全監(jiān)察局開展了全國煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造工程，用3年的時間全面提升煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性和數(shù)字化、智能化水平，為全國煤礦安全風險監(jiān)測預警奠定了基礎?！蓖跛劁h表示。

王素鋒介紹，目前，全國煤礦安全生產(chǎn)風險監(jiān)測預警系統(tǒng)已聯(lián)網(wǎng)2600多處煤礦，預計2020年底聯(lián)網(wǎng)煤礦數(shù)量將達到3000余處。同時，利用聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)開展綜合風險動態(tài)分析評估的系統(tǒng)也在建設中。

除了對本質(zhì)安全的追求，煤炭企業(yè)還迫切希望利用智能化創(chuàng)新驅(qū)動來促使企業(yè)轉(zhuǎn)型升級。煤炭企業(yè)將工業(yè)化與信息化融合，是一個把新技術(shù)轉(zhuǎn)化為新動能的賦能過程。從礦井內(nèi)部講，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不但可以實現(xiàn)礦井設備間的互聯(lián)互通，還可實現(xiàn)生產(chǎn)條件與生產(chǎn)組織的智能決策，使得生產(chǎn)組織更安全、更科學、更高效；從礦井外部講，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將實現(xiàn)設備智能診斷、全生命周期管理，還可以根據(jù)生產(chǎn)情況確定材料采購，也可以根據(jù)銷售情況，科學確定生產(chǎn)組織，制定生產(chǎn)計劃，從而打造智能礦山、智慧礦山。

“5G 技術(shù)跟智能化相結(jié)合后，能更好地為煤炭企業(yè)賦能，有助于解決高效生產(chǎn)的問題?！睆埮d凱說，比如井下實現(xiàn)智能化、無人化生產(chǎn)后，就可以根據(jù)生產(chǎn)條件決定送風量的大小，從而節(jié)約能源資源、降低生產(chǎn)成本。

智能化生產(chǎn)不只是煤炭企業(yè)內(nèi)部的問題。目前，全國正常生產(chǎn)礦井約3300 處，涉及二三百萬名煤礦工人、數(shù)千萬套設備，上游連接電網(wǎng)、制造廠家、通信企業(yè)等，下游用戶涉及電力、鋼鐵、化工、建材、鐵路、港口等企業(yè)，缺少任何一個環(huán)節(jié)，煤炭行業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)都不完整。

◆打牢基礎、破除障礙，積極擁抱工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

煤炭作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)站在轉(zhuǎn)型升級的風口，積極擁抱工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是趨勢更是必然。但煤炭工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)覆蓋面廣、數(shù)據(jù)量大，實現(xiàn)行業(yè)上中下游全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈的全面連接任重道遠。

王素鋒表示，當前，構(gòu)建煤炭工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)還存在一些障礙：一是認識問題，行業(yè)和企業(yè)對煤炭工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的認識不足；二是煤礦數(shù)字化、信息化的基礎打得不牢，發(fā)展不平衡；三是煤炭工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)尚缺乏頂層設計；四是跟上下游打通過程中存在業(yè)務協(xié)同和數(shù)據(jù)共享的問題。在這些方面，還有很多基礎工作要做?！皵?shù)字化是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基石，數(shù)字化、信息化的基礎打得不牢，就無法與上下游打通，但目前整個行業(yè)的發(fā)展不均衡?！蓖跛劁h說。

另外，缺乏行業(yè)技術(shù)規(guī)范標準的支撐引領(lǐng)、網(wǎng)絡建設體系尚不完善、煤炭工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)支撐能力不足、井下互聯(lián)裝備升級改造進展緩慢、煤炭行業(yè)平臺產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)尚未形成、網(wǎng)絡安全體系建設亟待加強等問題同樣阻礙著煤炭工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展。

對此，王素鋒表示，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)落地到煤炭行業(yè)，要分步走。首先，要讓全行業(yè)認識到煤炭工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的重要性，積極參與進來。其次，政府部門要強力推動煤炭工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設，爭取更多的扶持，先搞試點，再擴大覆蓋面。通過試點，可以發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，從而加快推動煤炭工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。再次，對于煤炭企業(yè)而言，要加速提升數(shù)字化、信息化水平。

5G 技術(shù)是發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的一個重要支撐。在這方面，陽煤集團、焦煤集團已率先建成井下5G網(wǎng)絡，解決了數(shù)據(jù)升井的問題?！?G作為新基建的主要內(nèi)容之一，具有重要的戰(zhàn)略意義，政府部門、科研機構(gòu)和安標中心應持開放態(tài)度支持新技術(shù)在煤礦領(lǐng)域發(fā)揮優(yōu)勢，推動煤礦智能化發(fā)展?！蓖跛劁h說，“對于5G等新一代信息技術(shù)，如果采取封閉、拒絕的態(tài)度，將不利于行業(yè)的發(fā)展?！?/p>

“煤炭工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不會一蹴而就，應該是逐步發(fā)展完善的。有點才有網(wǎng)，由局部向全面，再由煤炭向上下游發(fā)展?！眹颐旱V安全監(jiān)察局副局長宋元明在“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在煤炭行業(yè)應用”視頻會上說。

宋元明表示，支持從安全入手，開始建網(wǎng)。支持從煤礦安全工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)逐步向生產(chǎn)、經(jīng)營、運銷、制造擴展。以國家煤礦安全監(jiān)察局在建的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、工業(yè)視頻系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)工程為基礎，逐步擴大數(shù)據(jù)的匯聚。比如，在安全數(shù)據(jù)方面，要從現(xiàn)有的產(chǎn)能、通風等數(shù)據(jù)，向沖擊地壓、水害、頂板等數(shù)據(jù)擴展；要從安全數(shù)據(jù)向智能化采煤、掘進、運輸、供電、排水等擴展；要從煤炭生產(chǎn)、安全數(shù)據(jù)，向煤炭生產(chǎn)原材料供應、設備管理、煤炭洗選、運輸、營銷擴展；要以煤炭行業(yè)內(nèi)鏈條向行業(yè)上下游擴展，逐步發(fā)展為縱橫交錯的格局。在第四次工業(yè)革命的浪潮中，煤炭行業(yè)正在搶抓機遇，以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能化、5G為工具，實現(xiàn)數(shù)字化、智能化、智慧化的臺階性邁進，努力實現(xiàn)習近平總書記要求的能源技術(shù)革命，使煤炭工業(yè)實現(xiàn)更高質(zhì)量、更有效率、更加公平、更可持續(xù)、更為安全的發(fā)展，讓煤礦工人更有獲得感、幸福感、安全感。

（來源：中國煤炭報）