日前，國家能源局、國家礦山安全監察局印發《煤礦智能化建設指南(2021版)》要求，“科學規范有序開展煤礦智能化建設，加快建成一批多種類型、不同模式的智能化煤礦”。針對我國煤礦智能化建設基礎與生產條件復雜多樣、發展不平衡不充分等現狀，《指南》面向井工煤礦、露天煤礦及選煤廠等對象，分別提出技術路徑、建設要求，并將通過分類建設與分級達標相結合等方式，因礦施策、培育典型。
自去年2月，國家發改委等八部委聯合發布《關于加快煤礦智能化發展的指導意見》以來，多地紛紛掀起建設浪潮。目前，首批71處示范礦井啟動建設，部分先行先試煤礦取得初步成效。但據中國工程院院士王國法表示，我國煤礦智能化發展還存在多個“不平衡”，不同煤層賦存條件導致技術路徑、難易程度、效果等均不相同，為全面推行智能化埋下“堵點”。
“我們是早年的小木屋，千萬噸級礦井從一開始就建成高樓大廈”
“無人跟進作業、有人安全巡視、地面遠程操控”，在晉能控股集團塔山煤礦早已不是新鮮事兒。坐在地面調度中心，綜采隊機電副隊長曹平點擊“一鍵啟動”，通過大屏幕，即可看到井下各類設備運轉起來。“各巡視人員請注意，智能化采煤遠控模式現在開啟”——在中間的主屏幕上，監測數據不斷跳動，兩旁幾十塊小屏幕實時顯示井下不同區域的場景。
塔山煤礦是“十一五”期間我國建成的首個千萬噸級現代化礦井，現已構建起一大平臺、十大系統、27個子系統的智能化礦山雛形，涵蓋全面感知、5G傳輸、自主決策、協同控制等功能。“礦井基本實現回采、掘進、運輸、通風、供電等過程的自動化、智能化運行，探索出了以數據決策為導向的全新生產管理模式，跨出機械化換人、自動化減人的一大步。”曹平稱。
約30公里外的晉華宮礦，同屬于晉能控股集團，這里的智能化綜采工作面于去年底剛剛投產，今年計劃建成首個智能化掘進工作面。“下一步全面實現智能化，在目前單班25人的基礎上，一個班可減少20人左右，真正實現減人提效。”該礦總工程師張曉東稱。
張曉東同時坦言，作為一座有著60多年開采歷史的老礦井，推行智能化建設難度更大。“晉華宮礦先后經歷刀柱式采煤、壁式采煤等傳統方式，直到2011年才首次實現大采高一次采全厚采煤方法。就像蓋房子，我們是早年的小木屋，千萬噸級礦井從一開始就建成高樓大廈，井下條件千差萬別，基礎設施也不一樣。”
張曉東舉例，同樣是5G下井，現代化礦井條件相對較好，為基站安裝打下良好基礎，在老礦井找一處合適區域卻不那么容易。“同樣的設備，到了我們這里安裝條件更加苛刻，實施起來任務更加艱巨。”
存在軟件與硬件、投入與產出、技術需求與開發等多項不平衡
上述對比，正是智能化發展“不平衡”的一個縮影。王國法表示，由于不同礦井的煤層賦存條件差異較大，建設基礎首先存在不平衡。“西部晉陜蒙大型煤炭基地煤層賦存條件較好，礦井經濟效益好，智能化投入較大，基礎較好。西南云貴川礦區的煤層賦存條件復雜，礦井產量低，經濟效益較差，建設基礎相對薄弱。”
記者了解到，受此影響，西部大型礦區智能化開采技術、裝備相對成熟，人才儲備相對豐富，智能化建設速度快、效果好。而中東部、西南部礦區智能化開采技術與裝備的適應性較差，高端技術人才匱乏，建設速度緩慢、效果較差。
此外，“不平衡”還體現在硬件與軟件、投入與產出等方面。王國法指出，為提高智能化水平，決策層更傾向于采購高性能計算機、布設萬兆以太網環網、購置進口采掘裝備等硬件設施，但對于相關軟件開發、大數據中心建設、智能化綜合管控平臺建設等投入相對不足，導致軟件開發速度明顯滯后于硬件功能，造成設備性能難以發揮、計算資源與網絡資源浪費等，反過來對智能化發展形成制約。
“開展全面智能化建設需要投入大量的資金、人力、物力資源，需要高素質的技術人員支撐。部分礦區取得了一定的技術、經濟與社會效益，但大部分礦井的投入產出比明顯較低，導致建設意愿不強烈。”王國法稱。
中國礦業大學礦業工程學院王方田告訴記者，越是條件復雜、災害嚴重的礦井，實際越需要采用先進的智能化技術，以實現減人提效、安全開采。但現有技術在煤層賦存條件相對簡單的礦井，使用效果較好，智能化技術與裝備對復雜條件的適應性還不夠強。“比如，精準地質探測、智能快速掘進、復雜條件智能綜采等，都是目前需要克服的難題。技術需求與開發之間的不平衡值得關注。”
凝練出一批可復制的模式、經驗，逐步向類似條件礦井推廣應用
多位專家一致表示，煤礦智能化建設不可一蹴而就，是一項久久為功的長期任務。“業內已建成多個具有不同特色的智能化采煤工作面，掘進工作面也在開展多種新型設備的應用實驗。多種模式并存，是當前智能化建設的發展途徑。”中國煤炭工業協會副會長劉峰表示。
劉峰認為，我國煤礦智能化發展尚處于示范培育階段。針對不同礦區的開采地質條件、復雜程度，以及企業智能化建設基礎參差不齊等現狀，應當因礦施策，示范先行，在智能化采煤工作面取得突破后，繼續推進生產輔助系統的遠程監控、無人值守以及智能掘進工作面等研發。
王方田提出，面對多個“不平衡”，政策制定者與決策者應實事求是、不盲目指揮、不“一刀切”。煤炭企業應以提升煤礦智能化水平為己任，根據實際地質、生產等條件提出具體需求，加大對智能化采掘科技項目的投入，使得智能采掘裝備更好地適應特定條件。裝備企業積極推進相關設備的研發與應用，從小處著手解決制約智能采礦發展的關鍵科學問題。“煤礦智能化發展是一項系統工程，需要政策激勵、裝備投入、技術創新、管理科學等多個環節支撐。不同煤礦條件差異大、技術管理積累不等，操之過急予以推廣，易造成投入過大、加重企業負擔，形成前期一陣風、后期發展乏力的局面。”
王國法也稱，破解“痛點”既需要理論、技術、裝備、管理模式等一系列創新，也離不開保障措施。對此，建議分區域、煤層賦存條件、技術基礎、發展現狀等，制定煤礦智能綠色中長期發展戰略及分階段發展目標和任務。堅持典型示范與全面推進相結合，建成智能綠色示范煤礦，凝練出一批可復制推廣的智能綠色開采模式、技術裝備、管理經驗等，逐步向類似條件礦井進行推廣應用。(朱妍)
