當(dāng)前，煤礦智能化是煤炭企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐和必由之路這一觀點(diǎn)已成為行業(yè)共識(shí)，煤礦智能化也是煤炭安全增產(chǎn)保供的關(guān)鍵舉措。

今年以來(lái)多地煤礦資源大省相繼出臺(tái)政策，要求加快推進(jìn)煤礦智能化發(fā)展。例如山西省印發(fā)《全面推進(jìn)煤礦智能化和煤炭工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)建設(shè)實(shí)施方案》明確提出，到2027年，全省各類煤礦基本實(shí)現(xiàn)智能化。山東省提出，加快推進(jìn)煤礦智能化改造和既有裝備設(shè)施節(jié)能改造，打造煤礦智能化建設(shè)示范標(biāo)桿，提高煤炭開(kāi)發(fā)技術(shù)與裝備水平，到2025年，智能化煤礦開(kāi)采產(chǎn)量達(dá)到90%左右。

對(duì)此，《證券日?qǐng)?bào)》記者就煤礦智能化發(fā)展進(jìn)度及行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀等問(wèn)題采訪了中國(guó)工程院院士、中國(guó)煤炭科工集團(tuán)首席科學(xué)家王國(guó)法。

(資料圖)

智能化邁入全面發(fā)展新階段

“今年以來(lái)，各地加速推進(jìn)煤礦智能化建設(shè)積極性非常高。”王國(guó)法對(duì)記者表示，在2020年國(guó)家發(fā)改委等部門聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》（以下簡(jiǎn)稱《指導(dǎo)意見(jiàn)》）推動(dòng)下，3年以來(lái)煤礦智能化發(fā)展已取得積極成效，煤礦智能化建設(shè)與技術(shù)創(chuàng)新相互促進(jìn)，初步形成了適用于不同煤層賦存條件的智能化煤礦建設(shè)模式，減人、增安、提效成果顯著。

國(guó)家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，截至目前，全國(guó)已累計(jì)建成智能化采煤工作面1043個(gè)、掘進(jìn)工作面1277個(gè)，其中全國(guó)首批示范煤礦累計(jì)建成智能化采煤工作面363個(gè)、掘進(jìn)工作面239個(gè)，涵蓋產(chǎn)能6.2億噸/年，單面平均生產(chǎn)能力達(dá)到500萬(wàn)噸/年，智能化建設(shè)總投資規(guī)模近2000億元。

“第一批條件較好的示范礦井已經(jīng)陸陸續(xù)續(xù)進(jìn)入驗(yàn)收階段，預(yù)計(jì)年內(nèi)基本都能通過(guò)驗(yàn)收。”王國(guó)法表示，當(dāng)前煤礦智能化技術(shù)逐步發(fā)展成熟，在首批示范礦井建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)技術(shù)及創(chuàng)新研發(fā)技術(shù)的推動(dòng)下，煤礦智能化已邁入全面發(fā)展的新階段。

“一是煤礦安全高效生產(chǎn)要求和產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的現(xiàn)實(shí)需要，二是煤礦智能化技術(shù)與裝備保障能力提高，煤礦智能化安全生產(chǎn)效率提升，先行建設(shè)的智能化煤礦比較優(yōu)勢(shì)明顯，因此倒逼地方、企業(yè)積極推進(jìn)煤礦智能化發(fā)展謀求轉(zhuǎn)型發(fā)展。”王國(guó)法談到。

在王國(guó)法看來(lái)，煤礦智能化發(fā)展取得積極成效，離不開(kāi)采掘裝備智能化水平提高帶來(lái)的生產(chǎn)工藝變革，采掘硬件設(shè)備技術(shù)的進(jìn)步極大地推動(dòng)了煤礦生產(chǎn)效率，尤其是電液控制系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化，為煤礦智能化發(fā)展奠定了重要基礎(chǔ)。“十四五”期間至少還要新增2000左右個(gè)智能化采煤工作面，這將為相關(guān)高科技企業(yè)帶來(lái)新發(fā)展機(jī)遇。

“智能化發(fā)展最難的還是在采掘。”王國(guó)法告訴記者，“在煤礦智能化建設(shè)的過(guò)程中，基礎(chǔ)信息設(shè)施、智能安控和地面智能化系統(tǒng)等方面是相對(duì)比較容易推進(jìn)的部分，基本上只要有投入就能推進(jìn)，但各礦的采掘條件千差萬(wàn)別，對(duì)智能采掘硬件設(shè)備的適應(yīng)性和可靠性要求很高，因此要進(jìn)一步減人增安提效，采掘設(shè)備智能化技術(shù)的提升至關(guān)重要。”

隨著智能化礦山的持續(xù)推進(jìn)，相關(guān)的技術(shù)設(shè)備迭代速度也在加快，煤機(jī)設(shè)備正迎來(lái)替換周期。浙商證券指出，我國(guó)煤機(jī)設(shè)備的壽命大約為5年-10年，其中綜采設(shè)備中的采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)、刮板輸送機(jī)壽命在5年左右，液壓支架的壽命較長(zhǎng)，為8年-10年。據(jù)其測(cè)算，2023-2025年更新需求帶來(lái)的“三機(jī)一架”投資額為859億元、817億元、856億元，同比增長(zhǎng)2.5%、-4.9%、4.8%。

推進(jìn)建設(shè)煤礦“數(shù)智化”生態(tài)

在王國(guó)法看來(lái)，煤礦智能化建設(shè)在取得階段性成果的同時(shí)仍存在諸多短板，面臨諸多挑戰(zhàn)。例如面臨數(shù)字化、智能化生態(tài)脆弱，呈現(xiàn)出產(chǎn)業(yè)鏈不完善、技術(shù)鏈片面、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等問(wèn)題，以及煤礦智能裝備的可靠性及對(duì)復(fù)雜條件的適應(yīng)性、煤礦智能化建設(shè)系統(tǒng)、區(qū)域之間不平衡差異大、智能化人才匱乏等多方面問(wèn)題。

而推進(jìn)煤礦數(shù)字化智能化生態(tài)建設(shè)，已成為構(gòu)建安全高效、清潔低碳的煤炭產(chǎn)-供-銷體系的核心要素。

“礦山智能化建設(shè)需要構(gòu)建礦山全生命周期、全產(chǎn)業(yè)鏈、全要素的數(shù)字化生態(tài)，打通從礦山智能化建設(shè)到全產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展路徑，形成以‘?dāng)?shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)’為核心的系統(tǒng)智能化柔性生產(chǎn)供給運(yùn)行模式。”王國(guó)法表示。“但目前礦山行業(yè)數(shù)字化生態(tài)體系尚在形成雛形階段。”

《指導(dǎo)意見(jiàn)》指出，煤礦智能化要將人工智能、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、機(jī)器人、智能裝備等與現(xiàn)代煤炭開(kāi)發(fā)利用深度融合，形成全面感知、實(shí)時(shí)互聯(lián)、分析決策、自主學(xué)習(xí)、動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)、協(xié)同控制的智能系統(tǒng)。

但目前從礦山企業(yè)到行業(yè)供應(yīng)鏈普遍存在信息壁壘、數(shù)據(jù)孤島，數(shù)據(jù)鑒權(quán)、數(shù)據(jù)安全等問(wèn)題，導(dǎo)致數(shù)據(jù)無(wú)法流動(dòng)、知識(shí)不能共享、礦山智能化和產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)字化水平不高。

就此，為進(jìn)一步推進(jìn)煤礦數(shù)字化智能化生態(tài)建設(shè)，王國(guó)法建議，一是加快煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，亟需從行業(yè)層面上構(gòu)建數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系與法規(guī)，規(guī)范智能化煤礦建設(shè)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議與數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)；二是以業(yè)務(wù)為導(dǎo)向深化煤礦數(shù)據(jù)治理，構(gòu)建煤炭行業(yè)知識(shí)圖譜；三是加速數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下管理變革轉(zhuǎn)型，增強(qiáng)信息安全保障能力；四是建設(shè)煤礦行業(yè)云平臺(tái)，打造行業(yè)數(shù)據(jù)生態(tài)圈，構(gòu)建煤炭企業(yè)-煤機(jī)企業(yè)-軟件開(kāi)發(fā)企業(yè)-ICT企業(yè)間數(shù)據(jù)流動(dòng)、交換、共享路徑；五是建立國(guó)家級(jí)的煤礦安全生產(chǎn)智能化平臺(tái)，構(gòu)建基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的安全感知、監(jiān)測(cè)、預(yù)警、處置及評(píng)估體系；六是建立國(guó)家級(jí)的煤炭交易監(jiān)管平臺(tái)，推動(dòng)煤炭交易的透明化、公平化。

此外，針對(duì)高端人才匱乏問(wèn)題，王國(guó)法指出，煤礦智能化建設(shè)亟需具備采礦與機(jī)電信息等多專業(yè)融合的復(fù)合型人才，應(yīng)鼓勵(lì)高校加快采礦工程等傳統(tǒng)礦業(yè)類專業(yè)與數(shù)字化智能化的深度融合，大力推進(jìn)智能采礦等新工科專業(yè)建設(shè)，建立健全礦山智能化專業(yè)人才培訓(xùn)與考核評(píng)價(jià)體系，建立高水平礦山數(shù)字化智能化運(yùn)維隊(duì)伍。

萬(wàn)億元級(jí)市場(chǎng)空間待持續(xù)“采掘”

在政策和市場(chǎng)的推動(dòng)下，煤礦智能化發(fā)展駛?cè)肟燔嚨溃鲜泄炯笆袌?chǎng)機(jī)構(gòu)紛紛看好其未來(lái)發(fā)展空間。

據(jù)安永（中國(guó)）發(fā)布的《智慧賦能煤炭產(chǎn)業(yè)新萬(wàn)億市場(chǎng)》指出，結(jié)合全國(guó)煤礦的存量，依照不同產(chǎn)能等級(jí)進(jìn)行改造金額測(cè)算后，我國(guó)煤礦智能化建設(shè)將創(chuàng)造萬(wàn)億級(jí)的廣闊市場(chǎng)空間。國(guó)海證券預(yù)測(cè)，到2025年我國(guó)煤礦智能化的市場(chǎng)空間將高達(dá)3100億元。

不過(guò)，雖然近年來(lái)煤礦智能化項(xiàng)目的實(shí)施水平逐漸提高，但整體滲透率較低。目前驗(yàn)收通過(guò)的智能化礦井多為初級(jí)或中級(jí)，尚無(wú)通過(guò)驗(yàn)收的高級(jí)智能化礦井。

王國(guó)法也指出，理論與技術(shù)裝備創(chuàng)新是提升煤礦智能化建設(shè)水平的基石，當(dāng)前煤礦智能化理論、技術(shù)和裝備發(fā)展與綠色、安全、高效開(kāi)發(fā)的實(shí)際需求之間還存在著一定的差距，基礎(chǔ)理論研究滯后、關(guān)鍵核心技術(shù)瓶頸難突破，部分生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)用人多、效率低、安全隱患和安全風(fēng)險(xiǎn)雙重預(yù)防難度大。

對(duì)此他建議，應(yīng)著力突破復(fù)雜條件煤層高精度地質(zhì)探測(cè)，形成工作面綜合探測(cè)、多源數(shù)據(jù)融合、三維地質(zhì)建模、規(guī)劃截割、數(shù)字孿生、礦井云平臺(tái)等六項(xiàng)技術(shù)一體化的綜合解決方案。以智能感知、位置服務(wù)、邊緣計(jì)算、云計(jì)算應(yīng)用為平臺(tái)，打造礦山類北斗全坐標(biāo)體系位置服務(wù)。突破掘支運(yùn)并行作業(yè)、掘錨一體化、自動(dòng)支護(hù)、柔性連續(xù)運(yùn)輸、遠(yuǎn)程智能協(xié)同控制等關(guān)鍵技術(shù)。

突破智能傳感器和自校準(zhǔn)、機(jī)器人動(dòng)態(tài)編程等難題，加快井下搬運(yùn)、自動(dòng)打鉆、巷道清理、清淤等各種作業(yè)機(jī)器人研發(fā)和集群應(yīng)用，有效替代井下工人高強(qiáng)度勞動(dòng)工作崗位。搭建大數(shù)據(jù)中心及綜合管控平臺(tái)，進(jìn)一步解決系統(tǒng)數(shù)據(jù)匯聚不足、融合性差的問(wèn)題，為煤礦全礦井智能化、數(shù)字化升級(jí)賦能。

此外，面對(duì)煤炭大宗商品周期屬性，王國(guó)法建議應(yīng)以智能化煤礦建設(shè)為基礎(chǔ)，探索建設(shè)柔性煤炭開(kāi)發(fā)供給體系，開(kāi)展煤礦生產(chǎn)鏈系統(tǒng)評(píng)估及優(yōu)化、煤炭產(chǎn)供銷策略體系研究，促進(jìn)煤炭行業(yè)在需求旺盛時(shí)可快速增加產(chǎn)能，在需求低迷時(shí)可低成本抑制產(chǎn)能，同時(shí)滿足訂單式生產(chǎn)要求，這也是行業(yè)高質(zhì)量穩(wěn)定發(fā)展的必要條件。