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云计算、AI和工业互联网高效协同 煤矿智能化搭上“新基建”快车

2020-03-06 05:37  来源:中国证券报

    《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》(简称《指导意见》)日前发布。中国工程院院士、中国煤炭科工集团首席科学家、天地科技开采设计事业部总工程师王国法3月4日接受中国证券报记者采访时表示,煤矿智能化是实现煤炭工业高质量发展的核心技术支撑。煤矿智能化的资本投入比煤矿综合机械化增加约30%,将开辟煤炭行业新一轮“新基建”空间。

    王国法透露,已经起草制定“智能化煤矿分类、分级技术条件与评价指标体系”“智能化综采工作面分类、分级评价技术条件与指标体系”等相关标准,针对不同矿井煤层赋存条件与建设基础,制定具有差异性的评价指标体系,引导煤炭企业合理投资智能化建设。

    尚处初级阶段

    3月2日,国家发改委、国家能源局、应急管理部等八部委联合发布了《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》,为煤炭行业高质量发展明确了目标并提出了主要任务和保障措施?!吨傅家饧分赋?,煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑,将人工智能、工业物联网、云计算、大数据、机器人、智能装备等与现代煤炭开发利用深度融合,形成全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的智能系统,实现煤矿开拓、采掘(剥)、运输、通风、洗选、安全保障、经营管理等过程的智能化运行,对于提升煤矿安全生产水平、保障煤炭稳定供应具有重要意义。

    王国法介绍,煤矿智能化是煤矿综合机械化发展的新阶段,是煤炭生产力发展的新方向。经过四十多年的发展,全国已基本实现煤矿机械化和综合机械化,为煤矿智能化奠定了良好基础。“十三五”以来,我国煤矿智能化发展很快,取得了一些重要成果,但总体上还处于煤矿智能化发展的初级阶段。我国是世界第一大产煤国,目前我国井工煤矿智能化发展总体上处于世界先进水平,在一些方面引领世界煤矿智能化发展。但我国煤矿智能化发展水平不平衡,一些国有大型骨干煤矿可以实现无人采矿、远程控制等,但一些中小型煤矿的智能化水平远远不足。

    王国法说:“煤矿智能化是一个系统工程,智能化煤矿必须实现开拓、采掘(剥)、运输、通风、洗选、安全保障、经营管理等全过程的智能化运行,各个环节缺一不可。数字化、信息化的升级改造为煤矿智能化开采奠定了很好的基础,但仍存在系统间信息交互难、实时性差、可靠性低、数据利用率不高和多智能系统协调难等难题。”他表示,目前我国煤矿智能化开采系统发展较好,已建成近200个智能化工作面,而工人数最多的掘进环节是煤矿智能化的难点。

    形成长效机制

    平安证券认为,智能化开采是未来煤炭产业发展趋势,将开辟煤炭行业的“新基建”空间。受疫情影响,大多数煤矿面临人员无法到位、原材料无法充分供应、运输等问题?;祷?、智能化对能源安全保障的重要性凸显。目前,全国煤炭在建产能10亿吨,现有产能40亿吨左右,新建项目和现有项目改造的投资空间较大。

    王国法介绍,煤矿智能化建设需要有一定资金的投入,比现有综合机械化煤矿投入可能增加30%以上,但能实现更高的效率和安全效益。“煤矿智能化可根本上改变煤矿工人的作业方式和条件,是煤矿工人的福祉,也是煤炭企业发展的内在要求。在去年召开的煤炭骨干企业代表与专家座谈会上,煤矿智能化将是未来煤炭企业技术变革方向达成高度共识。煤炭企业也面临招工难的窘境,技术与生产方式变革倒逼煤炭企业进行智能化建设。”

    《指导意见》提出了2021年、2025年、2035年三阶段煤矿智能化的推进目标。到2021年,建成多种类型、不同模式的智能化示范煤矿,初步形成煤矿开采设计、地质保障、生产、安全等主要环节的信息化传输、自动化运行技术体系,基本实现掘进工作面减人提效、综采工作面少人或无人操作、井下和露天煤矿固定岗位的无人值守与远程监控。

    王国法指出,2021年煤矿智能化推进目标是一个既紧迫又现实的任务。近些年来,重点煤炭企业已在煤矿智能化建设中取得重要进展,技术装备研发取得一批重要成果,为煤矿智能化发展提供了支撑条件。目前,地方煤炭主管部门与煤炭生产企业对煤矿智能化建设均表现出较高的热情。山东省、河南省、贵州省、山西省等地煤炭主管部门已经出台了煤矿智能化建设、升级改造方案与措施,国家能源投资集团、陕煤集团、兖矿集团等大型煤炭企业的智能化煤矿建设初见成效,各大煤炭集团均在积极开展智能化矿井升级改造。

    《指导意见》提出,将加大政策支持力度,建立智能化发展长效机制,将研究相关产业扶持政策,鼓励金融机构加大对智能化煤矿的支持力度。鼓励企业发起设立相关市场化基金,形成支持煤矿智能化发展的长效机制。

    多元合作促发展

    王国法介绍,煤矿是一个复杂的巨系统,煤矿智能化涉及地质保障、煤炭开采、巷道掘进、主辅运输、通风、排水、供电、安全保障、洗选运输、生产经营等整个流程,煤炭与物联网、大数据、云计算、自动控制、人工智能等交叉融合创新将是煤矿智能化建设的基础。

    王国法表示,5G技术的大带宽、低延时和广连接能够解决煤矿智能化开采中的大数据同步传输、远程实时控制和多传感器集中接入的难题,云计算、AI和工业互联网的结合能够充分调动计算资源,高效挖掘和利用数据,综合智能优化决策,实现煤炭智能化开采各系统的协调高效运行。“要充分借鉴‘他山之石’,在5G、云、AI和工业互联网技术方面开展多元合作,发挥各自优势,为推进煤矿智能化建设服务。”

    据悉,中国煤炭学会和中国煤炭科工集团发起成立了“煤矿智能化创新联盟”,协同推进相关技术发展;中国煤炭科工集团、中国矿业大学(北京)和中国联通成立了“5G地下空间创新实验室”,跨行业合作进行专项技术攻关,逐步构建起创新包容的煤矿智能化产业生态。

    根据公开资料,华为、百度等科技公司已注意到煤矿智能化的行业需求,并深入参与其中?;斡?G矿车投入运行,煤矿生产可实现盲区监控;百度参与了中国煤炭云建设,与阳泉煤业达成战略合作;中兴通讯、中国联通与兖矿开展合作,成立了“5G+智慧矿业联合实验室”等。

    《指导意见》提出,以数据为核心资源,推动煤矿智能化技术开发和应用模式创新;开展大型煤矿企业、大数据专业服务商等数据平台之间的应用与交易,培育煤矿大数据开发、融资租赁、数据征信等服务新模式。

    上市公司层面,煤机龙头公司天地科技是我国目前煤矿智能化综合实力较高的央企上市公司,先后主持863计划重大项目“煤炭智能化掘采技术与装备”、国家智能制造发展专项“煤炭综采成套装备智能系统”等多个煤炭智能化项目。公司研发了世界首套8m以上超大采高综采成套技术与装备,2016年在金鸡滩煤矿8m特厚煤层实现智能化开采,年产1500万吨,综采高度、产量及效率创世界最高纪录。

    王国法表示,煤矿智能装备是煤矿智能化核心,推进煤矿智能化对煤机企业提出了新的要求。煤机企业需要从煤矿设计之初就介入到整个系统建设中,要给煤矿客户提供全生命周期的技术支持。要延伸智能煤机制造产业链,从主要提供煤机产品向提供产品与服务转变、向提供整体解决方案转变、向提供系统集成总承包转变,推动制造与服务的协同发展。

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