​诸多“黑科技”加持下，煤矿智能化还需迈过哪些槛？

诸多“黑科技”加持下，煤矿智能化还需迈过哪些槛？

图片来自 @视觉中国

近日，在山西煤矿智能化建设现场交流会上，山西省能源局副局长苗还利介绍了该省煤矿智能化的进展，2023 年，山西新建成 81 座智能化煤矿和 498 处智能化采掘工作面，目前全省拥有智能化采煤工作面的煤矿达到了 281 座，年产能达 74750 万吨，占全省生产能力的 61.91%。苗还利还表示，山西 2024 的目标是再新建 150 座智能化煤矿。

近年来，在制造业转型、降碳减排等战略驱动下，煤炭开采、生产这一曾经 " 科技含量低、安全隐患大的劳动密集型产业 " 也积极拥抱智能化、数字化。时至今日，我国煤矿智能化现状如何？其中诞生了哪些 " 黑科技 "？又面临着哪些瓶颈、困难？钛媒体 APP 搜集了相关专家的讲解和近年来的案例，以解答相关问题。

从综合机械化到智能化、数字化、绿色化

根据中国工程院院士、中国煤炭科工集团首席科学家王国法的介绍，我国煤炭工业自 80 年代以来就有一条综合机械化发展的主线，从致力于提高煤炭生产力水平的 " 百套引进 " 计划，到综合机械化开采方式成为主流，再到 21 世纪初煤炭 " 黄金十年 " 期间高端设备国产化、自动化的巨大进步，我国煤矿生产才具备了智能化转型的基础。在 2010 年左右，国家发展改革委、国家工业和信息化部等着手组织开展智能制造专项研究，智能开采也逐渐成为了煤炭产业、科技发展的新课题。而当下业内所说的 " 智能化 "，主要目的就是实现基于工作面全时空信息感知、智能决策、全自动化运行，换言之，就是工作面内不需要人工操作。

钛媒体 APP 注意到，在相关技术研发、示范项目建设渐趋成熟之际，政策端的推动对煤矿智能化、数字化、绿色化发展起到了重要作用。首先是2020 年 2 月国家发展改革委、国家能源局等八部门联合发布的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，相关政策提出 " 到 2025 年，大型煤矿和灾害严重煤矿基本实现智能化……井下重点岗位机器人作业，露天煤矿实现智能连续作业和无人化运输 "" 到 2035 年，各类煤矿基本实现智能化，构建多产业链、多系统集成的煤矿智能化系统，建成智能感知、智能决策、自动执行的煤矿智能化体系 " 等目标。

此后，2020 年 9 月，我国明确提出 2030 年 " 碳达峰 " 与 2060 年 " 碳中和 " 的 " 双碳 " 目标，煤炭等高排放行业也加速向绿色开采方面努力，山西等产煤大省还出台了煤炭行业的碳达峰实施方案或行动规划。

政策推动下，煤矿智能化建设明显加快，也出现了陕西陕煤黄陵矿业常态化工作面无人操作的 " 黄陵模式 "、陕北张家峁煤矿 "5G+ 智能化煤矿巨系统 " 等样板案例，愈发体现出了 " 减人、增安、提效 " 的特征和趋势。

通过人工智能、5G 等打造 " 黑科技 "

煤矿的智能化一方面要符合上文提及的发展方向，另一方面也要依托现有技术的发展水平。关于煤矿智能化的技术发展方向，王国法曾用三个 " 自 " 来概括，即装备的自感知、自决策、自执行。而近年来快速发展的人工智能、5G、大数据等新技术也都深入参与着煤矿智能化的进程，还形成了"ABCD+ 煤矿技术 " 的融合体系，所谓 "ABCD"，即人工智能（A：Artificial Intelligence）、区块链（B：Blockchain）、云计算（C：Cloud computing）、大数据（D：big Data）。

在感知层面，AI 的赋能起到了核心作用，尤其是视觉识别技术。通过视觉识别，风门检测、环境勘察等都可以通过机器来完成。而随着相关技术的发展，未来智能传感设备有望更高效地实现对人、机、环的多维主动感知；

在决策层面，大数据技术手段催生了许多智慧决策系统，核心是通过数据采集汇聚与智能化分析实现数据驱动决策，为矿山整体的可视化管控和智能化运行打下基础；

在执行层面，一些示范项目目前都应用了 "4G+5G+WiFi6 三频立体网络 "，其中 4G 专网负责集群调度、监控；5G 专网提供安全高效的网络通道，使无人矿卡等露天矿无人驾驶运输车群的 " 启、装、运、卸、停 " 全作业场景自主运行；WiFi6 网络则覆盖到办公区等，方便后台工作人员监测、管理。

在 2023 中国国际煤炭采矿技术交流及设备展览会上，华为、中国联通、新华三等展出了自身的最新产品；在去年四季度的北京链博会上，钛媒体 APP 也在多个展台看到了科技感十足的高端煤矿设备和控制系统，包括终端智能通信设备、无人矿用卡车、智能采煤机等等。

根据中国煤炭工业协会发布的报告，在数字化、智能化、绿色化持续推进过程中，我国煤炭行业实现了重特大事故、死亡人数、百万吨死亡率、事故总量的大幅下降。

适应性、稳定性、技术供给能力仍制约着煤矿智能化的进一步发展

在我国能源工业、制造业整体转型加速之际，煤矿智能化虽然取得了不少成绩，但也面临着一些制约发展的瓶颈。

根据中国能源报此前的报道，中国煤矿机械装备有限责任公司总工程师袁智曾指出，我国煤矿智能化目前面临的主要是系统性、实用性需求与技术供给能力不足之间的矛盾，具体来看，智能化开采工艺适应性差、系统深度融合能力不足、设备和传感装置可靠性、稳定性欠佳等问题制约着智能化的进一步发展。针对此类情况，袁智建议通过 " 高端智能装备 + 现代信息技术 + 示范煤矿 " 的路径推动煤矿智能化向更加实用、常态化的方向上发展。

在 2023 中国国际煤炭发展论坛上，中国煤炭工业协会副会长刘峰也指出，在采煤工作面智能常态化运行、辅助运输连续化作业和智能化管理等方面，煤矿智能化之路还有很多问题要攻克。此外，智能化目前还在从被动建设向主动建设的转变过程之中，虽然涌现了不少示范项目、样板案例，但更多的煤矿还是要转变思想，积极推动智能化进程。

王国法也曾在研究中指出，目前 5G 煤矿应用的关键技术和业务模式尚未突破，智能巨系统则在兼容协同方面表现不佳，在 "ABCD+" 方面，也面临着未构建开放的大数据平台、煤矿数据训练样本缺失等诸多问题。

但与此同时，王国法也表示，虽然我国煤矿智能化处于初级阶段，关键技术方面的瓶颈不少，但其发展速度很快，市场需求也高，预计煤矿智能化很快也会像曾经的综合机械化一样，迅速走向完善和成熟。（本文首发于钛媒体 APP，作者｜胡珈萌，编辑｜刘洋雪）

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