近日，國(guó)家八部委出臺(tái)了《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》，各界廣泛關(guān)注。信達(dá)煤炭研究團(tuán)隊(duì)相繼組織多次會(huì)議，圍繞煤礦智能化市場(chǎng)空間、技術(shù)路徑、相關(guān)投資、應(yīng)用效果與前景等開展研討?？傮w上看，煤礦智能化是煤炭行業(yè)現(xiàn)階段的一個(gè)現(xiàn)實(shí)需求，是煤炭行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，前景廣闊，同時(shí)也是國(guó)家新基建領(lǐng)域的重要環(huán)節(jié)，其在減人提效、安全環(huán)保等方面呢具有突出優(yōu)勢(shì)，企業(yè)積極性普遍較高，加之政府相關(guān)政策推動(dòng)，即將迎來一個(gè)快速增長(zhǎng)期。
加快研發(fā)用好技術(shù) 開拓智慧礦山發(fā)展空間
(張良 北京天地瑪珂有限公司董事長(zhǎng))
國(guó)家八部委出臺(tái)的《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》，明確了煤礦智能化發(fā)展的目標(biāo)、主要任務(wù)和保障措施，對(duì)采煤、掘進(jìn)、運(yùn)輸、通風(fēng)、供電、選煤等環(huán)節(jié)的智能化發(fā)展具有重要的指導(dǎo)意義。
目前，最核心也最難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化的環(huán)節(jié)有兩個(gè)，一是采煤，二是掘進(jìn)。這兩個(gè)環(huán)節(jié)面對(duì)的地質(zhì)條件和作業(yè)環(huán)境很復(fù)雜，牽扯的技術(shù)難題多，危險(xiǎn)系數(shù)高。
盡管智能化開采難度很大、應(yīng)用環(huán)境非常惡劣，但我認(rèn)為，整個(gè)智慧礦山在未來的5年到10年會(huì)有上萬億元的市場(chǎng)空間。
單礦建成智慧礦山的投入，與產(chǎn)多少煤、有多少綜采設(shè)備、每一套綜采設(shè)備的規(guī)模有關(guān)。建設(shè)一個(gè)智慧化礦山，大概要5億元到10億元的投資，僅僅智慧化這一塊，每個(gè)綜采工作面要投資2000萬元左右。按照2021年基本實(shí)現(xiàn)少人化和無人化這個(gè)目標(biāo)測(cè)算，將大體產(chǎn)生400多億元的市場(chǎng)空間。
近年來，智慧礦山市場(chǎng)的機(jī)會(huì)和潛力也在逐漸顯現(xiàn)，不少企業(yè)開始參與到煤礦智能化中來。一些民營(yíng)企業(yè)，如百度公司等，也在向煤礦智能化和智慧礦山方向投資和攻關(guān)。這對(duì)煤炭行業(yè)來說，尤其是對(duì)技術(shù)進(jìn)步而言，是個(gè)好事情，但煤炭行業(yè)實(shí)現(xiàn)智能化開采尚存障礙。
在技術(shù)方面，很多智慧礦山的建設(shè)項(xiàng)目還在籌劃階段。在最好的條件下，國(guó)內(nèi)已有企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)階段性采煤工作面無人，但是長(zhǎng)期連續(xù)的無人化工作面，現(xiàn)在還有很多技術(shù)問題需要解決。以2014年成功研發(fā)我國(guó)第一套智能化綜采工作面控制系統(tǒng)的中國(guó)煤炭科工集團(tuán)天瑪公司為例，目前，該公司基本能滿足少人化，但完全的無人化還沒有達(dá)到常態(tài)化應(yīng)用的程度。實(shí)現(xiàn)真正的采煤無人化基本上有兩個(gè)方向，一是基于遠(yuǎn)程視頻干預(yù)式的無人化，二是基于GIS系統(tǒng)、通過透明工作面實(shí)現(xiàn)智能化。實(shí)現(xiàn)采煤無人化的兩條路子，目前都有機(jī)構(gòu)在研發(fā)，但仍需比較深入的攻關(guān)和研究。
在設(shè)備方面，技術(shù)升級(jí)必然會(huì)讓一些老的設(shè)備進(jìn)行更新。智能開采最關(guān)鍵的就是對(duì)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制。傳統(tǒng)的采煤用支架加采煤機(jī)來進(jìn)行，是用人工操作的。現(xiàn)在要用智能控制系統(tǒng)來進(jìn)行控制和操作，這些控制系統(tǒng)相關(guān)的設(shè)備跟技術(shù)，包括軟件、傳感器技術(shù)都要進(jìn)行升級(jí)。智慧礦山要針對(duì)整個(gè)煤礦生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)全環(huán)節(jié)在原有設(shè)備基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)字化、智能化改造。簡(jiǎn)單估測(cè)，全國(guó)綜采設(shè)備大概有3000套，按照5年的生命周期計(jì)算，大概每年有600套設(shè)備需更新升級(jí)。
要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化開采，設(shè)備之間的協(xié)調(diào)也相當(dāng)重要。例如采煤機(jī)和支架、溜子之間的相互配合，以前人工操作時(shí)，設(shè)備之間互不干涉、互不影響。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化以后，配合關(guān)系就非常突出。因此，智能化以后大的方向是以智能化控制系統(tǒng)為控制中心，把整個(gè)設(shè)備成套來給用戶提供，這是最好的解決方案。
另外，《指導(dǎo)意見》明確在2021年基本實(shí)現(xiàn)少人化和無人化，而當(dāng)前全國(guó)智能工作面供應(yīng)商的產(chǎn)能距這一要求尚存距離。對(duì)于煤炭企業(yè)而言，不是說上了智能化系統(tǒng)，就一定能實(shí)現(xiàn)智能化開采。智能化系統(tǒng)需要技術(shù)支撐，需要設(shè)備的可靠性保障，還需要管理者的管理水平，還有操作使用人員的技術(shù)維護(hù)。上了智能化系統(tǒng)，能不能用好?這是個(gè)問題。
因此，對(duì)于煤炭行業(yè)而言，需要積極參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，加快研發(fā)的進(jìn)度。對(duì)于煤炭企業(yè)而言，不僅要用好技術(shù)，還要加強(qiáng)組織管理和系統(tǒng)運(yùn)用，真正發(fā)揮系統(tǒng)效能。
智能化改造讓老舊礦井煥發(fā)生機(jī)
(亓玉浩 兗礦集團(tuán)設(shè)備管理中心主任)
隨著人員結(jié)構(gòu)的變化和社會(huì)的發(fā)展，煤炭行業(yè)正在發(fā)生巨大的變化。在過去20年的時(shí)間里，煤炭行業(yè)完成了從人工作業(yè)向機(jī)械化作業(yè)的轉(zhuǎn)變，目前正在從機(jī)械化向智能化方向轉(zhuǎn)變。《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》的出臺(tái)，符合當(dāng)前煤炭行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展需要。
智能化改造不僅是煤炭行業(yè)發(fā)展方向，還將讓老舊礦井重新煥發(fā)生機(jī)，給仍有生產(chǎn)潛力的老舊礦井帶來“第二春”。
兗礦集團(tuán)鮑店煤礦是上世紀(jì)80年代建成的相對(duì)比較老舊的礦井，采用機(jī)械化采煤，正常年產(chǎn)量在600萬噸左右，核定產(chǎn)能650萬噸/年。
2019年，兗礦集團(tuán)對(duì)其在山東省內(nèi)的7個(gè)礦井進(jìn)行了智能化改造，單純采掘智能化方面的投入就將近10億元，其中包括鮑店煤礦。
一個(gè)老舊礦井的生產(chǎn)規(guī)模在500萬噸/年至800萬噸/年的水平，投資額應(yīng)該是在8000萬元到1億元，當(dāng)然也要看設(shè)備總體狀態(tài)和以前的基礎(chǔ)條件。
鮑店煤礦參與智能化改造的工作面是G302綜采工作面。兗礦集團(tuán)對(duì)其進(jìn)行了液壓支架的改造，包括電液控制系統(tǒng)，慣導(dǎo)系統(tǒng)等，還有電氣設(shè)備的升級(jí)，總投資近5000萬元(僅為改造費(fèi)用，不含基礎(chǔ)設(shè)備投資)。兗礦集團(tuán)對(duì)該礦的主干網(wǎng)絡(luò)、巡檢崗位監(jiān)測(cè)的投資在2000萬元至3000萬元之間。
投資帶來的效益是可觀的。在進(jìn)行自動(dòng)化改造之前，鮑店煤礦采煤工作面每班一般控制在20人至25人。目前，鮑店煤礦每班在班人數(shù)控制在7人至10人，減人效果顯著。同時(shí)，職工勞動(dòng)強(qiáng)度降低40%至50%，改造效果顯著。長(zhǎng)期來看，自然減員基本上能夠補(bǔ)償投資的額度，這其中有一個(gè)長(zhǎng)期效益和短期效益的關(guān)系。
為何對(duì)老舊礦井進(jìn)行智能化改造如此必要?
從社會(huì)整體經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平來看，傳統(tǒng)的煤炭企業(yè)依靠人力傳統(tǒng)作業(yè)方式難以為繼。一方面，老舊礦井招收年輕職工有困難，年輕人從事體力勞動(dòng)的意愿大大下降;另一方面，年輕職工對(duì)于智能化和信息化的手段接受程度，遠(yuǎn)比二三十年前的職工要好得多。而對(duì)老舊礦井進(jìn)行智能化改造，正是解決這個(gè)問題的根本手段。
從企業(yè)自身需求的角度來講，自動(dòng)化升級(jí)改造是必然趨勢(shì)，是社會(huì)發(fā)展的需要。作為煤炭企業(yè)，是有足夠的內(nèi)生動(dòng)力去推動(dòng)智能化升級(jí)和改造工作的。兗礦集團(tuán)從2017年開始著手這方面的工作，2019年下了大力氣，取得了較好的成效。
兗礦集團(tuán)和兗州煤業(yè)過去一年用于智能化改造的費(fèi)用有10多億元，主要是對(duì)山東本部礦井做一些智能化的升級(jí)和改造。未來，一些智能化方面的控制設(shè)備和控制技術(shù)，比如智能刮板機(jī)的智能控制系統(tǒng)、液壓支架的電源控制系統(tǒng)、遠(yuǎn)程智能化系統(tǒng)等，都是智能化升級(jí)改造過程中的重要投資方向。
建一個(gè)網(wǎng)，做一張圖，集六大平臺(tái)
(王留根 中國(guó)平煤神馬集團(tuán)信息技術(shù)公司副總經(jīng)理)
《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》的印發(fā)，為煤炭企業(yè)智能化發(fā)展增加了信心。
不少企業(yè)在剛接觸智能化時(shí)，止步于高投入和高門檻，望而生畏。煤礦智能化到底是干什么的?煤炭企業(yè)應(yīng)該怎么干?
其實(shí)理解起來很簡(jiǎn)單，要搞煤礦智能化，就是要建一個(gè)網(wǎng)，做一張圖。所謂的建一個(gè)網(wǎng)，就是在井下要建萬兆網(wǎng)絡(luò)，原來我們網(wǎng)絡(luò)一般都是千兆網(wǎng)，要升級(jí)成萬兆網(wǎng)，還要建5G的無線網(wǎng)。所謂的一張圖，就是井下采、掘、機(jī)、運(yùn)、通所有的系統(tǒng)在一張數(shù)字化圖紙中。這就需要煤炭企業(yè)有一個(gè)集成平臺(tái)。
目前，平煤集團(tuán)集成了六大平臺(tái)。一是綜采工作面和綜掘工作面平臺(tái)，以平煤集團(tuán)十礦為例，該礦綜采工作面24130工作面，從轉(zhuǎn)載機(jī)、刮板機(jī)、皮帶機(jī)和集中控制系統(tǒng)全部更新。二是井下所有可視化項(xiàng)目平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)礦井可視。三是所有自動(dòng)化系統(tǒng)平臺(tái)。四是集成全六大系統(tǒng)平臺(tái)，比如瓦斯監(jiān)測(cè)、人員定位等。五是集成大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)平臺(tái)，為集團(tuán)決策提供數(shù)據(jù)支撐。六是移動(dòng)信息平臺(tái)，讓決策者通過手機(jī)、平板電腦隨時(shí)掌控整個(gè)礦井。
煤炭企業(yè)可以先從示范礦井入手，分門別類推進(jìn)。2019年，平煤集團(tuán)搞了3個(gè)智能化示范礦，分別是中煤層煤礦、薄煤層煤礦、厚煤層煤礦。
在投資方面，十礦為全投資，2019年投資了2億元。下一步，平煤集團(tuán)計(jì)劃2019年至2021年讓15個(gè)礦井全部實(shí)現(xiàn)智能化，總預(yù)算大概為25億元。
關(guān)于設(shè)備的投資，在整個(gè)投資中的比例分為三部分：基礎(chǔ)設(shè)施占10%，集成平臺(tái)占10%，滑板機(jī)、運(yùn)輸?shù)仍O(shè)備類投資占80%。關(guān)于供應(yīng)商的選擇問題，主要是兩類，一類是設(shè)備供應(yīng)商，另一類是集成商。
在收益方面，從目前來看，智能化不會(huì)特別明顯地增加企業(yè)短期成本，長(zhǎng)期來看成本是下降的。首先說減人，十礦24130工作面上了智能化工作面以后，現(xiàn)在是每班9人，原來每班需要25人至30人。綜采隊(duì)由原來的160人減到現(xiàn)在的59人，減少的101人被安排到平煤集團(tuán)其他產(chǎn)業(yè)。通過智能化改造，首先做到“兩個(gè)取消”，一是取消夜班，原來三班倒，現(xiàn)在晚上的班不用上;二是周六、周日上班。
另外，智能化直接帶來了生產(chǎn)效率的提高。目前，十礦每個(gè)月新增產(chǎn)量3萬噸，一年可增加30多萬噸，噸煤成本顯著降低。平煤神馬集團(tuán)人員成本占噸煤成本的一半左右，人員的減少對(duì)成本增加有正向作用。更重要的是，井下的人少了就安全了，安全是更大的事，這是最好的社會(huì)效益。
我建議煤炭企業(yè)一定要有一個(gè)自己的智能化運(yùn)維團(tuán)隊(duì)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一運(yùn)維。讓專業(yè)人員滿足智能化改造進(jìn)化升級(jí)的需求不是一蹴而就的，需要煤炭企業(yè)在項(xiàng)目的建設(shè)中鍛煉團(tuán)隊(duì)，在學(xué)習(xí)中掌握這些技術(shù)，這是一個(gè)過程。
給煤炭企業(yè)帶來三大利好
(王進(jìn)軍 寧夏天地奔牛公司總經(jīng)理)
《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》的發(fā)布，與煤炭市場(chǎng)對(duì)先進(jìn)裝備、技術(shù)及成套解決方案的需求相契合，與國(guó)家、行業(yè)對(duì)安全、高效、綠色、智能的高質(zhì)量發(fā)展要求相契合。
對(duì)于煤炭企業(yè)而言，有三方面利好：一是市場(chǎng)利好。煤礦智能化全面加速發(fā)展為煤機(jī)裝備帶來新的、更大的需求。二是技術(shù)利好。一些煤炭企業(yè)近年來在智能化技術(shù)開發(fā)方面做了大量工作，智能化的市場(chǎng)需求有利于技術(shù)成果市場(chǎng)轉(zhuǎn)化。三是政策利好。各級(jí)政府和行業(yè)會(huì)隨著指導(dǎo)意見的發(fā)布出臺(tái)一系列引導(dǎo)實(shí)施政策，將在資金、項(xiàng)目上給予更大更多支持。
新形勢(shì)、新要求以及新的發(fā)展機(jī)遇下，煤炭企業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)的同時(shí)，也促進(jìn)自身轉(zhuǎn)型升級(jí)發(fā)展。
《指導(dǎo)意見》對(duì)智能化礦山投資水平及未來投資趨勢(shì)的影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
從煤炭行業(yè)層面來看，《指導(dǎo)意見》的覆蓋面非常廣。既要加快現(xiàn)有煤礦的智能化改造，又要提升新建煤礦智能化水平，以“2035年實(shí)現(xiàn)所有各類煤礦實(shí)現(xiàn)智能化”為最終目標(biāo)，涉及所有生產(chǎn)礦井和新建礦井。
具體到煤礦層面來看，《指導(dǎo)意見》提出要實(shí)現(xiàn)煤礦開拓、采掘、運(yùn)輸、通風(fēng)、洗選以及安全保障、經(jīng)營(yíng)管理等過程的智能化運(yùn)行。從煤礦垂直角度分析，煤礦智能化既需要覆蓋現(xiàn)有礦井及新建礦井，又要覆蓋煤礦的各個(gè)環(huán)節(jié)。從設(shè)備角度分析，寧夏天地奔牛公司的刮板輸送機(jī)只是井下工作面生產(chǎn)系統(tǒng)中的一種裝備，還需要其他的設(shè)備、系統(tǒng)在智能化方面得以提升改進(jìn)，如液壓支架、采煤機(jī)、皮帶機(jī)、安全系統(tǒng)等，智能化還將從智能工作面到礦井，從礦井?dāng)U展到智慧礦山的建設(shè)。
從煤礦智能化發(fā)展層面來說，一是需要智能系統(tǒng)基站、遠(yuǎn)端控制平臺(tái)等基礎(chǔ)建設(shè);二是需要煤機(jī)等裝備智能化改造或購(gòu)置;三是需要交互式信息平臺(tái)、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)平臺(tái)等軟硬件建設(shè);四是需要各子(分)控制系統(tǒng)和控制技術(shù)的相互銜接與融合，如綜采的子系統(tǒng)、綜掘的子系統(tǒng)、安全的子系統(tǒng)、提升的子系統(tǒng)等融合形成整個(gè)礦山的智能化成套控制系統(tǒng)。
我認(rèn)為，實(shí)現(xiàn)《指導(dǎo)意見》提出的煤礦智能化目標(biāo)，投入和投資是巨大的。
關(guān)于煤礦智能化建設(shè)，煤炭企業(yè)的內(nèi)生動(dòng)力主要體現(xiàn)在四方面：一是智能化可促進(jìn)煤礦安全保障能力不斷提高;二是智能化建設(shè)可使設(shè)備故障停機(jī)率降低，如采煤高度自動(dòng)化、自主化以及超前預(yù)知的主動(dòng)性故障診斷等能力，可大幅提升設(shè)備可靠性和故障維護(hù)便利性;三是可通過機(jī)械化、電氣化和信息化等手段提高人均工效;四是可提高回采率和資源利用率?；诿簩淤x存條件的自適應(yīng)感知控制等智能化技術(shù)將使煤炭開采更精準(zhǔn)，資源浪費(fèi)更少。
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