5月19日，國家安監(jiān)總局、國家煤監(jiān)局在陜西黃陵召開全國煤礦自動(dòng)化開采技術(shù)現(xiàn)場會(huì)。會(huì)議要求相關(guān)單位提升煤礦機(jī)械化、自動(dòng)化、信息化和智能化“四化”水平。國家安監(jiān)總局副局長、國家安全生產(chǎn)生產(chǎn)應(yīng)急救援指揮中心孫華山指出，隨著信息化與工業(yè)化的深度融合，和“互聯(lián)網(wǎng)＋”的迅猛發(fā)展，推進(jìn)煤礦“四化”是提高煤礦本質(zhì)安全水平，促進(jìn)煤礦安全發(fā)展的必由之路，也是推進(jìn)煤礦工業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的根本出路。
    隨著煤礦機(jī)械化、信息化和自動(dòng)化程度的提高，根據(jù)煤礦生產(chǎn)需求，通過提升采煤技術(shù)裝備水平，實(shí)現(xiàn)煤礦安全、綠色、高效、智能生產(chǎn)，已提上日程。
 
逐步實(shí)現(xiàn)無人開采
 
    專家指出，實(shí)現(xiàn)采礦機(jī)械化是礦井安全高效開采的核心，需要不斷發(fā)展適合不同煤層條件的綜合機(jī)械化開采技術(shù)裝備。
    業(yè)內(nèi)人士透露，我國綜合機(jī)械化采煤技術(shù)與裝備取得很大進(jìn)步，大采高綜采技術(shù)裝備已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平，液壓支架、大運(yùn)量長運(yùn)距帶式輸送機(jī)等裝備已經(jīng)完全替代進(jìn)口。但是，與深部資源開采步伐的加快相比，高強(qiáng)度開采條件下圍巖活動(dòng)規(guī)律、深部地層煤巖體力學(xué)特性等開采基礎(chǔ)理論研究還是較為滯后，一些關(guān)鍵部件和技術(shù)等方面需要依賴進(jìn)口。
    此外，中國煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)《關(guān)于加快推進(jìn)大型現(xiàn)代化煤礦建設(shè)的指導(dǎo)意見》（以下簡稱意見）指出：“煤礦大型裝備國產(chǎn)化關(guān)鍵技術(shù)急需攻關(guān)。”一位煤機(jī)制造業(yè)的人士坦言，我國一些關(guān)鍵元件的可靠性與國外產(chǎn)品還是有一定差距的，因此一些高端裝備需要進(jìn)口。他表示，國內(nèi)煤機(jī)裝備的自動(dòng)化水平還有待提高。
    今年1月，國家能源局、環(huán)境保護(hù)部、工業(yè)和信息化聯(lián)合發(fā)布《促進(jìn)煤炭安全綠色開發(fā)和清潔高效利用的意見》，提出目標(biāo)：到2020年，全國煤礦采煤機(jī)械化程度達(dá)到85%以上，掘進(jìn)機(jī)械化程度達(dá)到62%以上。
    “我國綜合機(jī)械化采煤技術(shù)裝備將朝著裝備成套化、自動(dòng)化、高可靠性和高出采率的方向發(fā)展。”中國煤炭科工集團(tuán)副總工程師、科技部部長申寶宏指出。
    據(jù)悉，陜西省煤礦采煤機(jī)械化程度已達(dá)到90%以上，平均單井規(guī)模超過100萬噸。自動(dòng)化排水、集控運(yùn)煤系統(tǒng)等新技術(shù)在一批大中煤礦廣泛應(yīng)用，其中黃陵礦業(yè)公司智能無人化開采技術(shù)廣泛應(yīng)用，開創(chuàng)了國產(chǎn)裝備智能化開采的先河，達(dá)到國際先進(jìn)水平。
    下一步，國內(nèi)各煤炭生產(chǎn)單位將陸續(xù)推廣黃陵礦業(yè)公司智能化無人開采技術(shù)等先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，提高煤礦安全生產(chǎn)水平。
 
不斷“讀懂”礦井
 
    我國煤礦已廣泛將信息技術(shù)用于生產(chǎn)、安全、管理、市場等各個(gè)領(lǐng)域，以計(jì)算機(jī)為核心的電牽引采煤機(jī)、全數(shù)字直流提升機(jī)、用計(jì)算機(jī)監(jiān)控的掘進(jìn)機(jī)、礦井供電設(shè)備、膠帶運(yùn)輸機(jī)等設(shè)備，為煤礦生產(chǎn)信息化奠定了基礎(chǔ)。
    隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、傳感器技術(shù)、數(shù)字視頻技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)等的不斷發(fā)展應(yīng)用，煤炭行業(yè)信息化建設(shè)將呈快速發(fā)展態(tài)勢。
    近年來，國家出臺(tái)相關(guān)政策，要求推進(jìn)煤礦信息化進(jìn)程，鼓勵(lì)相關(guān)單位采用先進(jìn)技術(shù)裝備，提高煤礦裝備現(xiàn)代化、系統(tǒng)自動(dòng)化、管理信息化水平。
    中國礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院張申教授認(rèn)為：“煤礦自動(dòng)化的過程，本質(zhì)上就是一個(gè)煤礦信息技術(shù)與煤礦物理世界相融合的過程。”他同時(shí)指出，實(shí)際礦山的物理世界，除了機(jī)器設(shè)備外，還涉及許多礦壓、地質(zhì)、水文、瓦斯等不確定因素，因此，煤礦自動(dòng)化在很長一段時(shí)間里還需要人的參與。
    據(jù)了解，目前礦井下WiFi、3G等礦井通信系統(tǒng)已經(jīng)得以推廣應(yīng)用，4G礦井移動(dòng)通信系統(tǒng)也已研制成功。中國礦業(yè)大學(xué)（北京）副校長孫繼平表示，今后一段時(shí)間內(nèi)，煤礦井下移動(dòng)通信主要是4G和WiFi技術(shù)，還需研究5G礦井移動(dòng)通信系統(tǒng)，其工作頻率更好，更適用于煤礦井下。
    目前，礦用高清攝像機(jī)、萬兆以太網(wǎng)、礦山物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)已經(jīng)逐步應(yīng)用于煤礦井下。孫繼平指出，應(yīng)根據(jù)礦井圖像監(jiān)視具有照度低、礦塵大、噴霧影響大、機(jī)械振動(dòng)大、電源電壓波動(dòng)適應(yīng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)，對礦用機(jī)器視覺進(jìn)行進(jìn)一步研究，用于礦用機(jī)器人、救災(zāi)機(jī)器人、采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)等自動(dòng)導(dǎo)航控制方面。煤礦大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)的研究和應(yīng)用，是煤礦信息化研究的重點(diǎn)，需要研究基于大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)的煤與瓦斯突出、沖擊地壓、水害、火災(zāi)等煤礦重大災(zāi)害預(yù)警，采、掘、機(jī)、運(yùn)、通等重大關(guān)機(jī)設(shè)備故障診斷與遠(yuǎn)程維修等方面。
 
建設(shè)有“智慧”的礦山
 
    從黃陵礦業(yè)一號(hào)煤礦了解到，2014年5月，該礦在國內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)了地面遠(yuǎn)程操控采煤，運(yùn)行一年來，真正實(shí)現(xiàn)了“無人開采”常態(tài)化。在去年1001智能化無人綜采工作面成功運(yùn)行的基礎(chǔ)上，該礦全面開展“智能化煤礦”各項(xiàng)創(chuàng)建工作。目前，該礦第二套智能化綜采設(shè)備也已經(jīng)完成設(shè)備選型，預(yù)計(jì)到今年9月，井下兩個(gè)綜采工作面均能實(shí)現(xiàn)智能化開采。
    據(jù)陜煤集團(tuán)黃陵礦業(yè)公司董事長范京道介紹，一號(hào)煤礦智能化無人綜采工作面運(yùn)行一年來，生產(chǎn)原煤190萬噸，開機(jī)率97.3％，完全能夠滿足礦井正常生產(chǎn)需要。成本比國外同類設(shè)備降低一半以上的同時(shí)，每年可節(jié)約人工成本500萬－600萬元。
    專家表示，智能化無人開采技術(shù)在實(shí)現(xiàn)了“減人、增效”的同時(shí)，更核心的意義在于保證了井下安全，從根本上提高了作業(yè)安全系數(shù)。
    煤機(jī)裝備系統(tǒng)比較龐大，需要控制的動(dòng)作既多又要求高。一位不愿具名的業(yè)內(nèi)人士指出，我國大型煤炭綜采設(shè)備在自動(dòng)化供能配置，以及控制系統(tǒng)智能化水平等方面還存在一些問題，還應(yīng)繼續(xù)推進(jìn)大型煤炭綜采成套智能系統(tǒng)的研究。
    實(shí)現(xiàn)智能和無人采煤，孫繼平指出：“還需進(jìn)一步研究采煤工作面地面遠(yuǎn)程控制和煤巖界面智能識(shí)別等技術(shù)。”
    中國煤炭行業(yè)協(xié)會(huì)副會(huì)長劉峰指出，智能礦山建設(shè)采用先進(jìn)的技術(shù)與裝備實(shí)現(xiàn)智能化開采和自動(dòng)化生產(chǎn)，注重節(jié)能與環(huán)保，將極大地提高自動(dòng)化、數(shù)字化和信息化水平，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的低消耗和低排放，極大提高了生產(chǎn)效率，將有力地推動(dòng)煤炭生產(chǎn)方式的變革，實(shí)現(xiàn)以最小資源擾動(dòng)獲取最大資源收益的目標(biāo)。
    目前，我國智能化無人開采技術(shù)已形成了針對煤礦各種復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境的多種解決方案。全國范圍內(nèi)已在神華集團(tuán)、陜煤集團(tuán)、冀中能源、陽煤集團(tuán)等15個(gè)礦區(qū)推廣應(yīng)用。為確保綜采設(shè)備連續(xù)、協(xié)調(diào)、高效、安全運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)工作面少人化甚至無人化操作，業(yè)內(nèi)人士指出，還需要不斷提升采煤技術(shù)裝備水平，也為自主研發(fā)的煤機(jī)成套裝備參與國際市場競爭創(chuàng)造條件。