陳石斌　胡超　張志超

摘 要：煤礦智能化作為煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐已成為煤礦智能轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。本文從標(biāo)準(zhǔn)化視角出發(fā)，以山西省煤礦從業(yè)人員作為研究對象，對煤礦目前的智能化建設(shè)和智能標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研，分析山西省煤礦智能標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)中存在的問題，并提出發(fā)展建議。研究發(fā)現(xiàn)，山西省煤礦智能化發(fā)展已取得一定的成績，但智能標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)速度明顯不足。煤礦中高層管理者與一線從業(yè)人員對智能標(biāo)準(zhǔn)化理解不足，也缺乏相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)支撐煤礦智能標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展。基于此，本文認(rèn)為應(yīng)通過強化煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系與其相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究和制修訂工作、提高煤礦智能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)并加強企業(yè)人員智能標(biāo)準(zhǔn)化培訓(xùn)力度等方法，加強智能標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。

關(guān)鍵詞：煤礦智能化，煤礦智能標(biāo)準(zhǔn)化，煤礦標(biāo)準(zhǔn)體系

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.04.017

0 引 言

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，對于提升煤礦安全生產(chǎn)水平、保障煤炭穩(wěn)定供應(yīng)具有重要意義。隨著“四個革命、一個合作”的能源安全新戰(zhàn)略的全面實施，煤炭行業(yè)智能化開采已成為煤炭產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵。目前，我國正大力推動煤礦智能化發(fā)展。2020年2月，國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》，為煤礦智能化提供了發(fā)展方向[1]。山西省人民政府在2023年1月發(fā)布了《2023年度全省加快推進(jìn)煤礦智能化建設(shè)工作方案》，為山西省煤礦智能化發(fā)展提出了具體的任務(wù)與發(fā)展目標(biāo)，提出要力爭全省各類煤礦在2027年全部實現(xiàn)智能化[2]。

山西省煤礦智能化建設(shè)發(fā)展迅速，已取得不小成績。根據(jù)山西能源局發(fā)布的《煤礦智能化建設(shè)典型案例匯編》顯示，山西省煤礦智能化建設(shè)已覆蓋信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、智能掘進(jìn)系統(tǒng)建設(shè)、智能綜采系統(tǒng)建設(shè)、全礦井智能化建設(shè)、露天煤礦智能化建設(shè)和智能洗選建設(shè)等多個方面[3]。截至2023年6月，山西省已建成46座智能化煤礦、1161處智能化采掘工作面，煤炭先進(jìn)產(chǎn)能占比達(dá)80%，整體處于全國領(lǐng)先水平。這表明山西省煤礦智能化建設(shè)已從典型示范發(fā)展到了規(guī)?；茝V階段，煤礦智能化發(fā)展速度越來越快。然而，煤礦作為傳統(tǒng)高危行業(yè)，開采環(huán)境復(fù)雜多樣，目前的智能化工作設(shè)施尚不能實現(xiàn)理想的智能化，且煤礦企業(yè)對智能化管理理念不統(tǒng)一，煤礦工作人員往往對煤礦智能化認(rèn)知不足，從而導(dǎo)致煤礦企業(yè)的智能化建設(shè)水平和智能煤礦開采的應(yīng)用效果不理想等問題，阻礙了煤礦智能化建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展[4-5]。究其原因，這是由于煤礦智能化發(fā)展速度過快，而智能標(biāo)準(zhǔn)化配套不足，包括標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)制定、煤礦智能生產(chǎn)和管理標(biāo)準(zhǔn)化等內(nèi)容缺失，導(dǎo)致煤礦員工對智能化理解有所欠缺，也缺乏對煤礦智能標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展實際效果的評判標(biāo)準(zhǔn)[6-9]。

綜上所述，建立完善的煤礦智能標(biāo)準(zhǔn)化管理是煤礦智能化建設(shè)中的重要工作。然而，目前針對煤礦智能開采標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)情況的研究相對較少，僅王國法與杜毅博（2020）在深入研究煤礦智能化技術(shù)架構(gòu)的基礎(chǔ)上構(gòu)建了煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系總體框架，但標(biāo)準(zhǔn)化實際實施情況與應(yīng)用效果并不明確[10]?；诖?，本文選取了山西省部分煤礦作為觀測對象，針對山西省煤礦智能標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展情況進(jìn)行分析，并提出完善煤礦智能標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展意見，以促進(jìn)煤礦智能開采的深入發(fā)展。

1 煤礦智能標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 煤礦標(biāo)準(zhǔn)與煤礦智能標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展現(xiàn)狀

根據(jù)全國標(biāo)準(zhǔn)信息公共服務(wù)平臺（https：//std.samr.gov.cn/）統(tǒng)計顯示，截至2023年9月，我國煤礦方面現(xiàn)行有效的國家標(biāo)準(zhǔn)僅有91項，即將實施的國家標(biāo)準(zhǔn)10項，煤炭行業(yè)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)（MT）1335項。這些標(biāo)準(zhǔn)對于煤礦領(lǐng)域的一般術(shù)語、關(guān)鍵技術(shù)規(guī)范、設(shè)備要求及檢驗標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容進(jìn)行規(guī)范，基本覆蓋了煤礦行業(yè)生產(chǎn)需求。而關(guān)于煤礦智能化方面的標(biāo)準(zhǔn)相對不足。表1統(tǒng)計了與煤礦智能化相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)果顯示，煤礦智能化相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相對較少，且主要集中在智能化煤礦的信息系統(tǒng)建設(shè)與數(shù)據(jù)信息處理技術(shù)方面，而對智能化技術(shù)、智能煤礦分級分類與應(yīng)用級別的煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)相對涉及不足。

1.2 煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系發(fā)展現(xiàn)狀

構(gòu)建煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系是煤礦智能標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展基礎(chǔ)，確立完善的煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系，不但是推動煤炭產(chǎn)業(yè)和數(shù)字技術(shù)一體化融合發(fā)展的關(guān)鍵，也是保障煤礦智能化發(fā)展的重要步驟[11-12]。

王國法與杜毅博（2020）首先提出煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系框架，提出包括通用基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、支撐技術(shù)與平臺標(biāo)準(zhǔn)、煤礦信息互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)、智能控制系統(tǒng)及裝備標(biāo)準(zhǔn)、安全監(jiān)測及防控裝備標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)保障標(biāo)準(zhǔn)等6個部分組成。而山西省2023年出臺了《山西省煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》提出應(yīng)按照井工煤礦、露天煤礦與選煤廠的不同特征構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)體系。以井工煤礦為例，提出應(yīng)從智能化通用基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、信息基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)、智能地質(zhì)保障系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)、智能生產(chǎn)控制系統(tǒng)及裝備標(biāo)準(zhǔn)、智能安全管控系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)、智能生產(chǎn)經(jīng)營管理標(biāo)準(zhǔn)共6部分構(gòu)建煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系。完整的山西省煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

然而，上述兩個標(biāo)準(zhǔn)體系出現(xiàn)時間均相對較晚，其中不少標(biāo)準(zhǔn)存在空缺，這可能導(dǎo)致目前煤礦智能開采發(fā)展規(guī)范不足與標(biāo)準(zhǔn)化程度不高等問題。因此，本文針對山西省部分煤礦實施標(biāo)準(zhǔn)化的情況進(jìn)行分析，了解山西煤礦智能標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展現(xiàn)狀，總結(jié)其存在的主要問題。

2 山西省煤礦智能標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)研與結(jié)果分析

本文主要通過5位煤礦中高層管理者的訪談和煤礦工作的160名從業(yè)人員（煤礦一線工作的工人和少量的中低層管理人員）發(fā)放問卷，了解山西省煤礦智能化發(fā)展水平和標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)水平，獲取山西煤礦智能標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展的整體情況。

2.1 訪談過程與結(jié)果

本文針對山西潞安集團(tuán)余吾煤業(yè)有限責(zé)任公司、山西西山煤電股份有限公司西曲礦和山西汾西礦業(yè)集團(tuán)南關(guān)煤業(yè)有限責(zé)任公司的5位煤礦中高層管理者進(jìn)行了面對面訪談，深入了解山西煤礦智能化信息建設(shè)、基礎(chǔ)設(shè)施、設(shè)備與標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的具體情況。主要的訪談結(jié)果如下：

（1）山西省煤礦智能化基本設(shè)施建設(shè)已取得一定的進(jìn)展。應(yīng)國家與山西政府要求，目前受訪煤礦均已實現(xiàn)智能化煤礦數(shù)據(jù)傳送與信息處理。通過建設(shè)雷達(dá)監(jiān)控系統(tǒng)和設(shè)備傳感器來監(jiān)測設(shè)備的運行情況，讀各種設(shè)備的電壓、電流、瓦斯風(fēng)量等，收集數(shù)據(jù)，由光纜傳送到5G基站，再由基站傳送給終端。

（2）山西省煤礦智能化開采與安全基礎(chǔ)設(shè)施較為完備。大多數(shù)煤礦采煤都是綜合機械化采礦設(shè)備，通過在礦下鋪設(shè)軌道，采煤機沿著軌道前進(jìn)，進(jìn)行左右挖掘，一般擁有采煤機、液壓支架、刮板輸送機、轉(zhuǎn)載機、破碎機、帶式輸送機等設(shè)備，搭建智能化采煤機、智能化輸送系統(tǒng)、智能化掘進(jìn)系統(tǒng)，整個煤炭開采過程基本實現(xiàn)智能化作業(yè)。礦下都有各種安全監(jiān)管設(shè)施，也可通過系統(tǒng)跟蹤收集不同隱患信息，如安全監(jiān)管系統(tǒng)、人員分布定位系統(tǒng)、壓風(fēng)施救系統(tǒng)等，通過傳感器收集信息，傳給基站，由基站再傳送到終端。

（3）山西省煤礦智能標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)水平依然落后。目前煤礦僅有礦井實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化管理，通過標(biāo)準(zhǔn)化評分將礦井分為十一級，幾個較大的受訪礦井標(biāo)準(zhǔn)化評分均達(dá)到了90分以上（一級礦井）。而智能標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)水平則不夠規(guī)范，受訪者認(rèn)為煤礦對標(biāo)準(zhǔn)化管理投入力度不足，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)缺失，短時間內(nèi)很難提升對智能煤礦建設(shè)的促進(jìn)。

2.2 問卷調(diào)研對象

本次問卷調(diào)研的主要目的是了解在煤礦工作的從業(yè)人員對所在煤礦智能標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展情況的調(diào)查，主要考查從業(yè)人員對煤礦智能化的基礎(chǔ)情況的了解、煤礦智能化發(fā)展現(xiàn)狀、智能標(biāo)準(zhǔn)化推行情況與智能標(biāo)準(zhǔn)化效果等方面。調(diào)研對象為山西省內(nèi)的在煤礦一線工作的工人和少量的中低層管理人員，其主要工作地分布在太原市、陽泉市、晉中市、呂梁市和長治市5個城市，分別為屬于山西焦煤集團(tuán)、潞安化工集團(tuán)和華陽新材料科技集團(tuán)的下屬煤礦，基本涵蓋了山西智能化煤礦發(fā)展較早的幾大煤炭公司，共搜集到了有效問卷160份。

表2顯示了調(diào)研對象的基本情況。問卷調(diào)查的對象中男性占比71.25%，年齡在20～40歲之間占比50.63%。這表明煤礦從業(yè)人員主要以男性為主，且年輕人依然占較大比例。而從學(xué)歷分布來看，中專、高中學(xué)歷及初中以下學(xué)歷占比64.38%，本科及以上學(xué)歷占比35.62%，煤礦從業(yè)人員的文化水平依然相對偏低，這可能會對煤炭智能標(biāo)準(zhǔn)化推行造成一定的影響。

2.3 問卷調(diào)查結(jié)果分析

首先，調(diào)查了煤礦從業(yè)人員對煤礦智能化發(fā)展的了解程度。圖2反映了調(diào)查對象對概念“煤礦智能化轉(zhuǎn)型升級”的了解途徑，圖3反映了調(diào)查對象對概念“煤礦智能標(biāo)準(zhǔn)化”的了解情況，圖4反映了調(diào)查對象對煤礦生產(chǎn)中使用智能化設(shè)施的了解情況。

圖2顯示，超過80%的煤礦從業(yè)人員了解煤礦智能化轉(zhuǎn)型升級的概念，但通過煤礦得知煤礦智能化轉(zhuǎn)型的人不足50%（其中，所在煤礦告知的占比45.63%，而自己通過網(wǎng)絡(luò)或其他途徑獲知的占比41.87%）。這表明雖然從業(yè)人員對煤礦智能化發(fā)展有所了解，但煤礦自身的宣發(fā)力度不足，導(dǎo)致部分員工對煤礦智能化建設(shè)與發(fā)展的認(rèn)知存在一定的偏差。圖3顯示，從業(yè)人員對煤礦智能標(biāo)準(zhǔn)化的了解相對較少，僅有55%的人了解這一概念。而圖4顯示了煤礦生產(chǎn)中使用智能化設(shè)施的情況推廣不足，50%的從業(yè)人員煤礦未實現(xiàn)智能化設(shè)施，或?qū)χ悄芑O(shè)施缺乏認(rèn)識。這表明，山西省從業(yè)人員對煤礦智能化發(fā)展的了解不夠，這就造成了煤礦從業(yè)人員很難在實際工作中意識到智能化和標(biāo)準(zhǔn)化對煤炭開采工作及煤礦轉(zhuǎn)型升級的重要性。

其次，本文調(diào)查了煤礦從業(yè)人員所在煤礦的智能標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展情況，包括勘探技術(shù)和裝備、開采技術(shù)、安全防范技術(shù)與運輸技術(shù)四方面技術(shù)問題，以及災(zāi)害報警、經(jīng)營管理、5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和智能化系統(tǒng)四方面智能管理問題。圖5和圖6顯示，無論是技術(shù)水平還是管理水平，煤礦智能標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展的大部分受訪者均認(rèn)為自身煤礦發(fā)展處于“較好”和“一般”水平。其中技術(shù)水平中勘探技術(shù)和裝備評價為“差”的人數(shù)最多，而管理水平中經(jīng)營管理系統(tǒng)評價為“差”的人數(shù)最多。這可能是由于部分煤炭企業(yè)并未積極引進(jìn)相關(guān)智能勘探和裝備設(shè)施，智能化開采工作的完成度不高。而這一結(jié)果也有可能是由于受訪者并不了解國內(nèi)外相關(guān)方面智能化發(fā)展設(shè)施設(shè)備發(fā)展情況，限制了調(diào)查結(jié)果的準(zhǔn)確性。這也是本文補充煤礦中高層管理者的訪談研究主要原因。

最后，圖7反映了制約煤礦智能標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展主要原因，其中橫坐標(biāo)表示制約煤礦智能標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展的主要影響因素，左縱坐標(biāo)表示各因素出現(xiàn)的頻數(shù)，右縱坐標(biāo)表示各影響因素的累計占比。結(jié)果顯示，主要制約煤礦智能化發(fā)展的因素主要是管理水平和政策導(dǎo)向，而技術(shù)原因和資金原因是次要原因和一般原因。由此可見，在山西政府政策指導(dǎo)下，建立智能標(biāo)準(zhǔn)體系和智能標(biāo)準(zhǔn)化管理制度，是提高煤礦智能標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展的主要發(fā)展路徑。

綜上所述，山西省煤礦智能化建設(shè)已取得一定的成績，但智能標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)速度明顯不足。無論是智能化開采相關(guān)技術(shù)還是管理標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)整體不夠完善，尤其是勘探技術(shù)與經(jīng)營管理系統(tǒng)建設(shè)相對欠缺。制約煤礦智能標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展主要原因是管理水平不足和政策支撐不足，導(dǎo)致智能標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)發(fā)展滯后。此外，煤礦中高層管理者和一般從業(yè)人員對智能標(biāo)準(zhǔn)化的理解較淺，這也影響了煤礦智能標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。

3 煤礦智能標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)發(fā)展建議

針對上述山西省煤礦智能標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)中存在的問題，本文提出如下發(fā)展建議。

3.1 強化煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)與其相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究和制修訂工作

煤礦智能標(biāo)準(zhǔn)體系雖然已建立，但針對企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)工作依然沒有完成，煤礦企業(yè)應(yīng)依據(jù)《山西省煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》，根據(jù)煤礦智能化發(fā)展方向和煤炭行業(yè)特性，建設(shè)企業(yè)自身的智能化標(biāo)準(zhǔn)體系。重點研究并制修訂相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，完善已有標(biāo)準(zhǔn)體系，如煤礦大數(shù)據(jù)平臺與軟件平臺的支撐技術(shù)、煤礦智能控制和裝備標(biāo)準(zhǔn)、安全監(jiān)控及防控裝置標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)保障標(biāo)準(zhǔn)等方面。通過煤礦智能發(fā)展相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的完善，研制煤礦智能化建設(shè)的基礎(chǔ)性和共性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，提升智能化相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)量與質(zhì)量，推動科研成果標(biāo)準(zhǔn)化，增強智能標(biāo)準(zhǔn)之間的協(xié)調(diào)配套，完善現(xiàn)有的煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系。

3.2 提高煤礦智能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)

煤礦智能化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)是煤礦智能標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展的核心，主要包括：將煤礦管理中涉及的各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)信息匯總，并根據(jù)需求傳輸，以保證其溝通的時效性，最大程度地確保信息傳輸安全；推行此系統(tǒng)能夠確保各環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)效率的提升；根據(jù)煤礦管理中的要點，做好其開采、運輸?shù)劝踩芽毓ぷ?，并結(jié)合煤礦作業(yè)特征來完善技術(shù)，實現(xiàn)礦井語音通信和視頻圖像的實時高效傳輸；充分體現(xiàn)其容量大且覆蓋范圍廣的優(yōu)勢，保證在井下作業(yè)時也能夠具備較高的數(shù)據(jù)傳輸效率，并做好相應(yīng)的工作人員定位，從安全角度來提高煤礦智能化建設(shè)效果，實現(xiàn)煤礦智能標(biāo)準(zhǔn)化。通過全面技術(shù)迭代與標(biāo)準(zhǔn)制修訂，實現(xiàn)煤礦智能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的完善。

3.3 加強企業(yè)人員智能標(biāo)準(zhǔn)化培訓(xùn)力度

煤礦智能標(biāo)準(zhǔn)化比起傳統(tǒng)煤礦標(biāo)準(zhǔn)化而言是全新的概念，應(yīng)當(dāng)要加強煤礦從業(yè)人員智能標(biāo)準(zhǔn)化教育培訓(xùn)力度。通過對領(lǐng)導(dǎo)層煤礦智能標(biāo)準(zhǔn)體系中相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)制定與學(xué)習(xí)，明確煤礦企業(yè)具體的智能化建設(shè)路徑，從而促進(jìn)煤礦企業(yè)智能標(biāo)準(zhǔn)化政策制定，引領(lǐng)企業(yè)發(fā)展。通過開展公開講座，也可以聘請專業(yè)的教師進(jìn)行授課，讓煤礦人員掌握智能化設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)化操作流程，保證企業(yè)智能標(biāo)準(zhǔn)化工作全面開展。并通過標(biāo)準(zhǔn)化實踐反過來促進(jìn)煤礦智能標(biāo)準(zhǔn)化的持續(xù)推進(jìn)與更新。

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作者簡介

陳石斌，通信作者，博士，講師，研究方向為標(biāo)準(zhǔn)化管理與技術(shù)創(chuàng)新管理。

胡超，本科，研究方向為標(biāo)準(zhǔn)化管理。

張志超，本科，研究方向為標(biāo)準(zhǔn)化管理。

（責(zé)任編輯：張瑞洋）