權(quán)威數(shù)據(jù)顯示,截至2025年底,我國(guó)已建成智能化煤礦1066處,智能化產(chǎn)能占比突破65%,煤礦智能化建設(shè)從示范試點(diǎn)邁向規(guī)模化應(yīng)用新階段。智能化礦井采煤掘進(jìn)工作面單班減人比例超過(guò)20%,災(zāi)害嚴(yán)重礦井事故率下降40%。另有資料顯示,全國(guó)煤礦已有超1.6萬(wàn)個(gè)固定崗位實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守,危險(xiǎn)崗位機(jī)器人替代率從2022年的15%提升至2025年的35%。
然而,在看到煤炭行業(yè)通過(guò)現(xiàn)代智能技術(shù)加持實(shí)現(xiàn)提效升級(jí)的同時(shí),我們還應(yīng)該看到,全國(guó)還有占比超過(guò)2/3的礦井沒(méi)有進(jìn)入智能化礦井之列,以相對(duì)落后的生產(chǎn)技術(shù)工藝,苦苦支撐著35%的煤炭產(chǎn)能。這至少說(shuō)明兩大問(wèn)題:一是我國(guó)煤礦要全面實(shí)現(xiàn)智能化還需要繼續(xù)努力,還有相當(dāng)長(zhǎng)的路程要走。二是我國(guó)煤炭產(chǎn)能還有相當(dāng)大的潛力可挖,在那兩千多座未實(shí)現(xiàn)智能化的煤礦中,除掉那些資源量少、資源秉賦差、自然條件限制確實(shí)無(wú)法或者無(wú)須進(jìn)行智能化改造的礦井之外,其它礦井通過(guò)智能化升級(jí)改造之后,不僅安全生產(chǎn)條件會(huì)得到更好的改善,其產(chǎn)能也必將得到極大提升。
為了更快、更大范圍地推進(jìn)煤礦智能化工作,煤礦智能化應(yīng)走向智能定制化。
從過(guò)去的情況看,2020年國(guó)家啟動(dòng)“煤礦智能化建設(shè)三年行動(dòng)”,初衷是解決“人海戰(zhàn)術(shù)”帶來(lái)的高風(fēng)險(xiǎn)。早期建設(shè)中,不少煤礦生搬硬套“標(biāo)準(zhǔn)方案”,結(jié)果在薄煤層礦區(qū)遭遇采煤機(jī)“卡殼”,在高瓦斯區(qū)域因傳感器精度不足導(dǎo)致預(yù)警失靈,通用型智能綜采系統(tǒng)在煤層傾角陡變的區(qū)域無(wú)法動(dòng)態(tài)調(diào)整液壓支架支撐力。一系列問(wèn)題暴露了智能化建設(shè)的“中初級(jí)”困境——設(shè)備可靠性不足、感知不精準(zhǔn)、數(shù)據(jù)交互不暢、設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)不適配。解決這些問(wèn)題的過(guò)程,已經(jīng)讓我們?cè)趯?shí)踐中真切地感覺(jué)到,煤礦智能化必須走智能定制化之路。
從當(dāng)前的現(xiàn)實(shí)情況看,我國(guó)幅員遼闊,各個(gè)煤礦地質(zhì)條件、煤層賦存情況、開(kāi)采難度、環(huán)境約束條件千差萬(wàn)別,這些都是智能定制化的核心邏輯。因此,無(wú)論是在理念層面還是技術(shù)層面,都應(yīng)充分體現(xiàn)和落實(shí)這一核心邏輯。
在理念層面,需要堅(jiān)持兩個(gè)觀念:一是堅(jiān)持創(chuàng)新。創(chuàng)新是智能定制化的基礎(chǔ)。每一個(gè)礦井的實(shí)際情況都不可能完全相同。對(duì)于智能開(kāi)采的匹配條件而言,每一個(gè)礦都是“新的”,過(guò)去的、其他煤礦的成功經(jīng)驗(yàn),只可借鑒,不可重復(fù),更不可抄襲。要立足于每一個(gè)礦井的實(shí)際需要進(jìn)行應(yīng)用型創(chuàng)新,讓每一個(gè)場(chǎng)景應(yīng)用都是跨越。二是堅(jiān)持實(shí)事求是,因礦制宜。只有實(shí)事求是才能創(chuàng)新,在建設(shè)煤礦智能化過(guò)程中,應(yīng)堅(jiān)持各取所需,適用的才是最好的。要讓每一座煤礦,都能按自己獨(dú)有的“基因”實(shí)現(xiàn)智能化。為此,在具體操作上,要打破“設(shè)備供應(yīng)商主導(dǎo)”的傳統(tǒng)模式,讓礦方成為煤礦智能定制化主導(dǎo)方。煤礦提要求,研發(fā)及設(shè)備制造方去實(shí)現(xiàn)。
從當(dāng)前的技術(shù)層面看,至少需要通過(guò)三重技術(shù)突破,來(lái)促進(jìn)和實(shí)現(xiàn)煤礦智能定制化的“精準(zhǔn)適配”。
一要實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)條件的精確感知和精準(zhǔn)預(yù)判。其中,首要的是加強(qiáng)地質(zhì)基礎(chǔ)工作,加強(qiáng)現(xiàn)代地質(zhì)技術(shù)在煤礦的應(yīng)用,根據(jù)煤礦井下的特殊工作環(huán)境,推廣應(yīng)用礦井“輕量化地質(zhì)探測(cè)”設(shè)備,運(yùn)用數(shù)字大模型技術(shù)和數(shù)字孿生技術(shù),加快煤礦透明地質(zhì)系統(tǒng)建設(shè),適時(shí)快速高精度生成三維地質(zhì)模型,將煤層厚度、斷層分布、地層變化等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)映射到智能設(shè)備上。通過(guò)“5G+AI”構(gòu)建“全礦井?dāng)?shù)字孿生體”,從地質(zhì)勘探到災(zāi)害推演,每個(gè)環(huán)節(jié)都可進(jìn)行模擬優(yōu)化,使采煤、掘進(jìn)、機(jī)電、運(yùn)輸、通風(fēng)、安全各系統(tǒng)得以實(shí)時(shí)調(diào)整跟進(jìn),及時(shí)適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)新的變化,確保效率發(fā)揮和安全保障。
二要實(shí)現(xiàn)多傳感器及多源數(shù)據(jù)融合,實(shí)現(xiàn)感知與動(dòng)作的快速響應(yīng)。煤礦智能化系統(tǒng)涉及采煤、掘進(jìn)、運(yùn)輸、通風(fēng)等多個(gè)環(huán)節(jié),每個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生海量數(shù)據(jù),但這些數(shù)據(jù)如果格式不統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)不一致,不能實(shí)現(xiàn)“多源數(shù)據(jù)融合”,必將導(dǎo)致系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)“一盤(pán)棋”的協(xié)同決策。這樣的整合已經(jīng)在實(shí)踐中得到很好的驗(yàn)證。一些已建成的智能化煤礦,在智能工作面運(yùn)用“多傳感器融合+邊緣計(jì)算”技術(shù),讓采煤機(jī)集成瓦斯?jié)舛取㈨敯鍓毫Α⒚嘿|(zhì)硬度等10余種傳感器,數(shù)據(jù)在設(shè)備端即時(shí)處理,無(wú)需回傳云端,響應(yīng)速度從秒級(jí)提升至毫秒級(jí)。這些技術(shù),都值得持續(xù)探索與優(yōu)化推廣。
三要兼顧“通用性”和“針對(duì)性”,實(shí)現(xiàn)“軟件定義”的可視化和靈活配置,實(shí)現(xiàn)操作上的便捷化。給煤礦裝上“智能操作系統(tǒng)”,降低操作上的技術(shù)門(mén)檻,使煤礦智能化設(shè)備能像手機(jī)App一樣具有自由定制功能,讓非技術(shù)人員通過(guò)圖形化界面拖拽模塊,就能完成符合現(xiàn)場(chǎng)需要的設(shè)置方案及調(diào)整。
當(dāng)前,煤礦智能化建設(shè)已從追求“有無(wú)”轉(zhuǎn)向追求“優(yōu)劣”,從“通用化”向“精準(zhǔn)定制化”轉(zhuǎn)型。實(shí)踐證明,智能化不是盲目追求“大而全”,而是聚焦“精而準(zhǔn)”,國(guó)家能源局的規(guī)劃已清晰指向這一方向——到2035年,基本實(shí)現(xiàn)各類煤礦智能化。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),必須走好智能定制化之路。根據(jù)每個(gè)礦井的地質(zhì)條件、開(kāi)采環(huán)境“量體裁衣”,以適用、好用為主,兼顧開(kāi)發(fā)成本和維護(hù)難度,在“通用能力”與“定制需求”間找到平衡點(diǎn),最終以智能定制化,保障安全、提升效率,促進(jìn)煤礦產(chǎn)業(yè)全面升級(jí)優(yōu)化、筑牢保障國(guó)家能源安全“壓艙石”底線。(中國(guó)能源報(bào))