日期:[2023年08月30日]
-- 智慧生活报 --
版次:[A14]
煤矿智能化发展论坛
煤炭行业数字化转型与智能化建设高质量发展
当今世界，全球产业结构向高信息化、高技术和高服务化调整，世界产业格局正在加速重塑和重构，未来世界发展将呈现出数字化和绿色化两大趋势。这两大趋势对于中国来说是一个战略性的机遇，数字经济正在成为驱动我国经济高质量发展的重要引擎，百年变局是推动产业格局进入数字化重构新阶段的关键节点。
我国能源形势
当下，我国经济还处在一个中高速发展阶段，必将带来能源需求的持续增长。我国的油气进口保供面临多挑战，石油的依存度已经达到72%以上，天然气进口依存度接近45%。新形势下，我国煤炭的战略属性与压舱石作用更加突出，能源可靠稳定供给是能源转型的前提条件，煤炭是可以实现安全高效开采与清洁低碳利用的最可靠、最安全能源。煤炭清洁高效利用技术已经取得重大突破，煤炭不仅是原料，也是油气的补充能源，合理的化石能源和非化石能源耦合系统是最可行的能源组合模式。
除此之外，我国可再生能源电力装机快速增长，稳定可靠的电力供应面临挑战。光伏、风力、水电等能源受气候因素影响很大，具有不稳定性的特征，在大规模储能技术没有取得突破的前提下，难以实现稳定可靠供给，难以承担“去煤化”的大任。新能源的大规模接入，对电网形成较大冲击，使得电网必须为风光发电系统建设相应的旋转备用和误工补偿功能，以解决调峰调频，及对电压进行有效的控制和调整。当下，我国现有的电力系统仍然依靠火电的调峰来实现可再生能源消纳，现有电力系统缺乏煤电大规模退出的条件。
盲目“去煤化”将制约新能源发展，影响区域社会稳定。越是大力发展新能源，可靠的调峰电源在电力系统中的作用就越大。如果煤电大幅度退出，则难以保障电力系统的安全稳定运行。
能源安全和粮食安全位列国家六大安全之前列，是国家安全的基石。能源安全是能源转型的前提条件，只有立足我国能源资源禀赋，尊重能源发展规律，先立后破，才是实施“双碳”战略的基本原则。“双碳”目标要讲给世界听，但能源的饭碗要端在自己手中。
煤矿智能化建设范式及理论与技术装备支撑体系
2020年2月，国家发改委、国家能源局八部委联合发布指导意见，全国煤矿进入了快速发展阶段，智能化示范煤矿建设取得了显著成效。
煤矿智能化发展的愿景，就是要实现煤矿全时空多元信息实时感知，安全风险双重预防闭环管控，生产现场全自动化作业。
近十年来，煤矿智能化建设与技术创新相互推进，煤矿融合通信系统、工业互联网平台等先进技术得到广泛应用，一些固定系统实现了无人值守、智能采掘、智能辅助运输，已经形成了适合于不同煤层赋存条件的智能化煤矿建设模式，减人增安成效显著。
下一步智能化煤矿发展的目标就是要完善井工煤矿的技术体系、露天煤矿的技术体系、洗选与利用技术体系，建立绿色与生态完整的技术体系。可采取的措施有，构建以矿山数字逻辑模型、多源异构数据处理理论方法，为智能化煤矿建设和智能化开采提供理论基础。构建智能化煤矿顶层架构，基于一套标准体系，构建一张全面感知网络，建设一条高速数据传输通道，建设以“运营一大脑、矿山一张网，数据一片云，资源一视图和1+N应用系统”为中心的智能化煤矿系统。建立智能化煤矿的支撑技术体系，开发全流程应用系统，包括煤矿从开拓掘进到生产全流程的智能化系统，形成系统耦合分析的方法、信息感知系统、高速传输网络、大数据支撑平台及其视觉等技术。用机器视觉的方式，形成煤矿从人员行为监测、设备运行状态的监测到测量全方位的应用，建立安全管控系统，建立矿井时空信息感知与互联机制、井下跨系统全时空感知体系架构，感知数据通过有线、无线网络实施互联。
建立井下施工多源信息的感知技术，使井下灾害信息传感技术由接触式向非接触式感知发展。智能高精准传感器不断取得新的进展，使智能传感器具备数据预处理、自校准、自诊断、自适应、双向通信、智能组态等功能。
煤矿智能化建设和技术创新面临的挑战与对策
煤矿智能化是煤炭系统的一次重大技术变革，在这个重大技术变革中，必然会有认识理念的分歧和冲突。只有统一认识，形成内生动力，才能更好地推进这个重大变革。
新一轮的煤矿智能化变革，是新时代煤矿发展的必由之路。煤矿智能化发展是个迭代发展的过程，不是一次性的工程。它不可能一次到位，技术是在不断发展的，智能化的发展过程一定是迭代发展、不断进步的过程。
矿山智能化建设需要构建矿山全生命周期、全产业链、全要素的数字化生态，要形成以数据驱动为核心的系统智能化柔性生产运行供给模式。目前我国矿山行业数字化生态还处在形成初期，只有雏形，数字化生态环境十分脆弱，呈现出产业链不完整、技术链片面、资源投入不平衡、标准体系难统一、机制体制不协同等问题。
要加快建设煤矿智能化标准体系。在国家有关部门的领导下，近两年来，已经构建了一个煤矿智能化标准体系的框架，规划了580多项煤矿智能化标准，起草了一批重要标准。加速数据驱动下的管理变革转型，增强信息安全保障能力，加快煤炭产业行业数据驱动管理变革的顶层设计，建立以数字化平台为载体的企业组织模式和管理模式。
煤炭产业数字化和智能化是一场广泛而深刻的系统性变革，将彻底改变煤炭传统业态，以煤矿智能化为支撑的新业态高质量发展，是新百年煤炭可持续高质量发展的根本保障，需要举行业内外之力量，吸收最新高科技发展成果，在相关“产学研用”力量通力合作下，持续推进煤矿智能化建设，促进煤炭新业态健康发展。
我国能源形势
当下，我国经济还处在一个中高速发展阶段，必将带来能源需求的持续增长。我国的油气进口保供面临多挑战，石油的依存度已经达到72%以上，天然气进口依存度接近45%。新形势下，我国煤炭的战略属性与压舱石作用更加突出，能源可靠稳定供给是能源转型的前提条件，煤炭是可以实现安全高效开采与清洁低碳利用的最可靠、最安全能源。煤炭清洁高效利用技术已经取得重大突破，煤炭不仅是原料，也是油气的补充能源，合理的化石能源和非化石能源耦合系统是最可行的能源组合模式。
除此之外，我国可再生能源电力装机快速增长，稳定可靠的电力供应面临挑战。光伏、风力、水电等能源受气候因素影响很大，具有不稳定性的特征，在大规模储能技术没有取得突破的前提下，难以实现稳定可靠供给，难以承担“去煤化”的大任。新能源的大规模接入，对电网形成较大冲击，使得电网必须为风光发电系统建设相应的旋转备用和误工补偿功能，以解决调峰调频，及对电压进行有效的控制和调整。当下，我国现有的电力系统仍然依靠火电的调峰来实现可再生能源消纳，现有电力系统缺乏煤电大规模退出的条件。
盲目“去煤化”将制约新能源发展，影响区域社会稳定。越是大力发展新能源，可靠的调峰电源在电力系统中的作用就越大。如果煤电大幅度退出，则难以保障电力系统的安全稳定运行。
能源安全和粮食安全位列国家六大安全之前列，是国家安全的基石。能源安全是能源转型的前提条件，只有立足我国能源资源禀赋，尊重能源发展规律，先立后破，才是实施“双碳”战略的基本原则。“双碳”目标要讲给世界听，但能源的饭碗要端在自己手中。
煤矿智能化建设范式及理论与技术装备支撑体系
2020年2月，国家发改委、国家能源局八部委联合发布指导意见，全国煤矿进入了快速发展阶段，智能化示范煤矿建设取得了显著成效。
煤矿智能化发展的愿景，就是要实现煤矿全时空多元信息实时感知，安全风险双重预防闭环管控，生产现场全自动化作业。
近十年来，煤矿智能化建设与技术创新相互推进，煤矿融合通信系统、工业互联网平台等先进技术得到广泛应用，一些固定系统实现了无人值守、智能采掘、智能辅助运输，已经形成了适合于不同煤层赋存条件的智能化煤矿建设模式，减人增安成效显著。
下一步智能化煤矿发展的目标就是要完善井工煤矿的技术体系、露天煤矿的技术体系、洗选与利用技术体系，建立绿色与生态完整的技术体系。可采取的措施有，构建以矿山数字逻辑模型、多源异构数据处理理论方法，为智能化煤矿建设和智能化开采提供理论基础。构建智能化煤矿顶层架构，基于一套标准体系，构建一张全面感知网络，建设一条高速数据传输通道，建设以“运营一大脑、矿山一张网，数据一片云，资源一视图和1+N应用系统”为中心的智能化煤矿系统。建立智能化煤矿的支撑技术体系，开发全流程应用系统，包括煤矿从开拓掘进到生产全流程的智能化系统，形成系统耦合分析的方法、信息感知系统、高速传输网络、大数据支撑平台及其视觉等技术。用机器视觉的方式，形成煤矿从人员行为监测、设备运行状态的监测到测量全方位的应用，建立安全管控系统，建立矿井时空信息感知与互联机制、井下跨系统全时空感知体系架构，感知数据通过有线、无线网络实施互联。
建立井下施工多源信息的感知技术，使井下灾害信息传感技术由接触式向非接触式感知发展。智能高精准传感器不断取得新的进展，使智能传感器具备数据预处理、自校准、自诊断、自适应、双向通信、智能组态等功能。
煤矿智能化建设和技术创新面临的挑战与对策
煤矿智能化是煤炭系统的一次重大技术变革，在这个重大技术变革中，必然会有认识理念的分歧和冲突。只有统一认识，形成内生动力，才能更好地推进这个重大变革。
新一轮的煤矿智能化变革，是新时代煤矿发展的必由之路。煤矿智能化发展是个迭代发展的过程，不是一次性的工程。它不可能一次到位，技术是在不断发展的，智能化的发展过程一定是迭代发展、不断进步的过程。
矿山智能化建设需要构建矿山全生命周期、全产业链、全要素的数字化生态，要形成以数据驱动为核心的系统智能化柔性生产运行供给模式。目前我国矿山行业数字化生态还处在形成初期，只有雏形，数字化生态环境十分脆弱，呈现出产业链不完整、技术链片面、资源投入不平衡、标准体系难统一、机制体制不协同等问题。
要加快建设煤矿智能化标准体系。在国家有关部门的领导下，近两年来，已经构建了一个煤矿智能化标准体系的框架，规划了580多项煤矿智能化标准，起草了一批重要标准。加速数据驱动下的管理变革转型，增强信息安全保障能力，加快煤炭产业行业数据驱动管理变革的顶层设计，建立以数字化平台为载体的企业组织模式和管理模式。
煤炭产业数字化和智能化是一场广泛而深刻的系统性变革，将彻底改变煤炭传统业态，以煤矿智能化为支撑的新业态高质量发展，是新百年煤炭可持续高质量发展的根本保障，需要举行业内外之力量，吸收最新高科技发展成果，在相关“产学研用”力量通力合作下，持续推进煤矿智能化建设，促进煤炭新业态健康发展。
