为什么说我国煤矿智能化发展处于示范培育阶段

什么是智能矿山?专家认为,基于5G+工业互联网的智能矿山,是将物联网、大数据、人工智能、5G、边缘计算、虚拟现实等新一代信息技术与煤炭开发深度融合,贯穿于采煤、掘进、机电、运输、洗选、安全、管理等生产活动的各个环节,建立具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的煤炭煤矿生产方式,建成数字资源管理,智能生产管控,少人、无人化生产,基于工业大数据决策的智能矿山。

在7月15日的煤矿智能化技术创新论坛上,中国煤炭工业协会副会长、中国煤炭学会理事长、煤矿智能化创新联盟理事长刘峰对煤矿智能化进行了系统性阐述。在主旨报告中他指出,我国煤矿智能化建设发展处于示范和培育阶段。

当前,我国大型煤炭生产企业都已启动了煤矿智能化建设,制定了煤矿智能化建设的规划,明确了建设任务和目标。然而,我国煤矿分布区域广泛,开采地质条件差距特别大,智能化建设的难度很大,各煤炭生产企业智能化建设的力度和进展也不尽相同。

新中国成立以来,我国煤炭生产从人工落煤、炮采起步,由半机械化、机械化逐步向综合机械化采煤、智能化开采转变,大型煤炭生产企业采煤机械化程度由新中国成立初期的0.73%提高到了2018年的97.9%,掘进机械化程度由1.99%提高到了56.3%。全国煤矿人均生产效率由1949年的100吨左右提高到目前的1000吨,每年增长了9倍,部分煤矿人均效率达到了两万吨/年。煤矿智能化建设对于提升煤矿安全生产水平,保障煤炭稳定供应有重要的意义,是煤矿智能化是煤炭行业迈向高质量发展的必然选择,是行业转型升级的核心动力。

刘峰介绍,我国煤矿智能化于“十二五”期间开始萌芽,目前进入了智能化示范培育阶段。根据相关规划,2025年到2030年,我国煤矿智能化发展将进入形成和成熟阶段,2030年到2035年将进入再造和提升阶段。

据悉,2013年底,国家能源集团在锦界煤矿建成了首个井工煤矿的数字矿山示范矿井;2014年,陕煤集团黄陵矿业在一号煤矿率先实现了工作面有人巡视、无人操作的智能开采工作模式;2015年,国家能源集团构建了大柳塔区域亿吨级中央指挥中心,实现了神东亿吨级矿井群协同智能管控的新模式。

从未来发展趋势来看,煤炭行业将从五个方面提升智能化水平:

第一,横向覆盖范围方面,从单个工作面向单个煤矿,再向煤炭企业集团甚至整个矿区延伸。第二,产业链延伸方面,从煤炭生产数字化向煤矿生产经营数字化,再向煤化工、煤电、物流等整个产业链的数字化延伸,就是整个产业的纵向延伸。第三,应用系统集成程度方面,从专业系统集成向部分业务局部集成,再向相关系统全面集成应用等扩展。第四,操作手段方面,从人工近距离的操作,向无人远程遥控再向系统自适应遥控延伸。第五,发展层次方面,从技术应用向更高层次的商业模式应用创新、提升。

刘峰表示,夯实地基与增强内核成为当前两大的主要任务。5G、工业互联网等数字基础设施可看作是煤矿智能化的地基。

当前,煤炭生产企业和高校还有通信技术服务商,已经组建了多种形式的联合实验室和研发中心,合作建成了先进的通信网络、数据中心、大数据服务、云计算服务、工业互联网平台等数字基础设施,如国家能源集团与华为签署战略合作协议;兖矿集团与中国联通、中兴通讯成立了5G联合实验室;中国煤炭科工集团、中国矿业大学(北京)与中国联通组建了地下空间5G技术创新应用的联合实验室;阳煤集团、中国移动、华为公司签约组建了5G业务框架合作协议。

“5G、工业互联网,在垂直行业大有可为,但实际上煤炭行业在垂直行业中走在前列的。5G+工业互联网正在为煤炭转型发展注入新的活力。”刘峰说。

生产技术与系统是智能化建设的内核,应从基础理论和关键技术以及创新应用方面不断增强内核。

以煤矿智能化基础原理,模型和算法为重点,布局煤矿智能化的基础理论。一是时空变化条件下的矿井地质精准建模理论方法;二是面向矿井复杂环境的自适应感知理论和方法;三是矿山多源异构数据融合及信息动态关联的理论和方法;四是复杂条件下,采掘设备群的智能控制理论和方法,五是面向复杂矿井环境的动态协同控制与决策理论和方法。

以智能装备和机器人为基础,以数据和算法为核心,全面提升矿井感知、数据处理、装备系统、智能控制等能力,突破煤矿智能化共性的关键技术。有以下十个方面,一是4D-GIS透明地质技术;二是井下视频高效处理及VR技术;三是井下大容量、快速通信技术;四是井下精确定位与设备导航技术;五是辅助运输系统连续化和无人化技术;六是智能化无人快速掘进技术;七是重大危险源智能感知与预警、预报技术;八是高可靠性智能装备终端技术;九是煤矿机器人路径规划与常识供电需求;十是露天开采无人化连续作业技术。

点赞

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注