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| 煤礦智能化建設(shè)的十大“痛點” |
作者： 時間：2021-09-01 瀏覽次數(shù)：2102 |
為推動煤礦智能化高質(zhì)量發(fā)展，2020年2月，國家發(fā)改委等八部委聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》，明確了煤礦智能化發(fā)展目標(biāo)和任務(wù)；同年9月召開的全國煤礦智能化現(xiàn)場推進會進一步明確提出了加快推進智能化煤礦建設(shè)的要求，全面推動了我國煤礦智能化發(fā)展。但是，我國煤礦智能化建設(shè)仍處于培育示范階段，距離實現(xiàn)全面智能化還有不小差距。目前，我國煤礦智能化建設(shè)還存在諸多“痛點”須全力消除。 智能化認(rèn)識和理念不統(tǒng)一 部分地區(qū)和煤礦企業(yè)沒有認(rèn)識到智能化是行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，片面強調(diào)投入大、技術(shù)難、要求高，甚至是“面子工程”。既怕增加負(fù)擔(dān)、影響經(jīng)濟效益，又怕承擔(dān)失敗的風(fēng)險，有畏難情緒和消極心理，發(fā)展腳步相對滯后。 智能化煤礦建設(shè)是高新技術(shù)融入礦山場景、漸進迭代的發(fā)展過程，不是一次性結(jié)果，更不是“交鑰匙工程”。對煤礦智能化認(rèn)識和理念的不統(tǒng)一，本質(zhì)上不是對智能化概念的糾纏，而是因循守舊的保守思維對技術(shù)變革的不適應(yīng)。在煤礦智能化發(fā)展尚不充分、技術(shù)裝備還不完善的初級階段，這是自然存在的分歧，與煤礦綜合機械化發(fā)展之初的情況類似。但是，我們不能全面否定和濫用智能化概念。 各地智能化發(fā)展不平衡 由于我國煤層賦存條件復(fù)雜多樣，不同條件礦井進行智能化建設(shè)的技術(shù)路徑、難易程度、可實現(xiàn)效果等均不相同。 目前，我國煤礦智能化發(fā)展不平衡主要表現(xiàn)在：不同礦區(qū)智能化建設(shè)基礎(chǔ)不平衡，不同地區(qū)智能化建設(shè)水平發(fā)展不平衡，煤礦不同系統(tǒng)智能化水平發(fā)展不平衡，智能化技術(shù)需求與技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀不平衡，硬件與軟件投入不平衡，煤礦智能化相關(guān)投入與產(chǎn)出比不平衡。 5G應(yīng)用場景和生態(tài)匱乏 5G作為新一代信息技術(shù)，具有大帶寬、廣連接、低時延等優(yōu)點。聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)切片、邊緣計算等核心技術(shù)，5G可以為垂直行業(yè)帶來變革性的應(yīng)用場景。 煤礦5G應(yīng)用經(jīng)過第一階段的探索和實踐，取得了很多寶貴經(jīng)驗，比如提出了5G融合一張網(wǎng)的煤礦通信融合的核心訴求，并開展了初步融合探索等。但同時也發(fā)現(xiàn)了諸多實際問題，如5G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)不統(tǒng)一、5G應(yīng)用場景有待挖掘、5G技術(shù)及終端生態(tài)匱乏等。 “透明地質(zhì)”技術(shù)支撐能力不足 地質(zhì)探測技術(shù)與裝備的智能化，探測信息的數(shù)字化、模型化及地質(zhì)信息與工程信息的有效融合，是打造“透明地質(zhì)”或“透明工作面”的基礎(chǔ)。目前，受地質(zhì)探測理論、技術(shù)與裝備發(fā)展水平的限制，“透明地質(zhì)”技術(shù)保障支撐能力明顯不足。主要表現(xiàn)在：地質(zhì)數(shù)據(jù)尚未全部實現(xiàn)數(shù)字化，地質(zhì)探測技術(shù)的探測精度和范圍尚難以滿足煤礦智能化建設(shè)要求，地質(zhì)體三維高精度建模技術(shù)有待提升，現(xiàn)有技術(shù)難以建立高精度“透明地質(zhì)”模型，地質(zhì)信息與工程信息尚未實現(xiàn)融合，地質(zhì)探測技術(shù)與裝備的智能化程度較低。 采掘失衡、掘支失衡問題尚未解決 目前，我國煤礦巷道掘進的機械化程度約為60%，且普遍存在采掘失衡、掘支失衡等問題，巷道掘進智能化尚處于起步階段，主要表現(xiàn)在：掘進工作面空間狹小、作業(yè)工序復(fù)雜，掘、支、錨、運協(xié)同作業(yè)困難；截割與支護設(shè)備的可靠性和適應(yīng)性有待提高；受強干擾、高粉塵、狹長作業(yè)空間等因素影響，難以實現(xiàn)掘進設(shè)備定姿和定位；智能化快速掘進相關(guān)技術(shù)與裝備投入少、技術(shù)進步緩慢。 智能化技術(shù)難以適應(yīng)復(fù)雜工作面條件 截至2020年上半年，我國已經(jīng)建成不同類型、模式和效果的智能化綜采工作面338個，形成了4種智能化工作面開采模式，但工作面智能化開采效果有待提高，主要表現(xiàn)在：綜放工作面智能化放頂煤技術(shù)未能有效突破；煤機裝備的可靠性及自適應(yīng)控制技術(shù)有待突破；智能化開采技術(shù)對復(fù)雜煤層條件的適應(yīng)性差，綜采設(shè)備群智能協(xié)同控制效果有待提升；工作面端頭支架、超前支架智能化水平較低；工作面設(shè)備的智能決策能力有待提升，相關(guān)感知信息有效利用率較低，不同類型感知信息的融合分析效果較差，尚未形成完善的感知、分析、決策、控制閉環(huán)管理。 智能化巨系統(tǒng)兼容協(xié)同困難 智能化煤礦需要建設(shè)基礎(chǔ)應(yīng)用平臺、掘進系統(tǒng)、開采系統(tǒng)等近百個子系統(tǒng)，是一個復(fù)雜的巨系統(tǒng)。不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)兼容、網(wǎng)絡(luò)兼容、業(yè)務(wù)兼容和控制兼容效果較差，難以實現(xiàn)系統(tǒng)間智能協(xié)同作業(yè)。主要表現(xiàn)在：數(shù)據(jù)格式尚未實現(xiàn)統(tǒng)一，網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議兼容性差，業(yè)務(wù)系統(tǒng)兼容性較差，系統(tǒng)間協(xié)同控制兼容性差。 智能機器人作業(yè)技術(shù)有待突破 應(yīng)用機器人技術(shù)將工人從繁重危險的地下采礦作業(yè)中解放出來，是實現(xiàn)煤礦智能化的重要途徑。井上下智能機器人作業(yè)技術(shù)有待突破。 突破點主要表現(xiàn)在：煤礦機器人基礎(chǔ)共性關(guān)鍵技術(shù)有待突破，機器人精準(zhǔn)定位、自主感知與決策、精準(zhǔn)導(dǎo)航與調(diào)度、避障、集群管控與續(xù)航管理以及輕型防爆材料等相關(guān)技術(shù)尚未突破；現(xiàn)有煤礦機器人主要通過集成各類傳感器對井下各類環(huán)境信息進行感知，功能比較單一，智能化程度較低。按照井下防爆要求，現(xiàn)有機器人比較笨重、靈活性較差，對復(fù)雜煤層條件的適應(yīng)性較差；現(xiàn)有煤礦機器人以巡檢為主，且多為軌道巡檢機器人，性能有待提升；掘進機器人、噴漿機器人、支護機器人、救援機器人等相關(guān)機器人亟待開發(fā)。 智能化煤礦管理與人才儲備不足 目前，智能化煤礦建設(shè)仍然采用傳統(tǒng)的管理模式，受我國人口老齡化、勞動力不足等因素的影響，煤礦智能化專業(yè)技術(shù)人才不足，主要表現(xiàn)在：傳統(tǒng)管理模式難以適應(yīng)智能化煤礦，煤礦缺少智能化專業(yè)職能部門，智能化煤礦從業(yè)人員整體技術(shù)水平偏低，智能化人才培養(yǎng)體系不健全，缺少專業(yè)化運維團隊。 智能化煤礦投入保障不足 煤礦智能化建設(shè)需要較大的資金投入。不過，一些效益較差的企業(yè)智能化發(fā)展資金不足，特別是短期收益不明顯，影響企業(yè)投資的決心。 主要表現(xiàn)在煤礦智能化投入整體強度仍然偏低，企業(yè)間差距較大；煤礦智能化短期收益主要表現(xiàn)為安全效益，經(jīng)濟效益不顯著；智能化煤礦運營過程中形成的大量數(shù)據(jù)資源價值尚未得到充分挖掘；缺少客觀、專業(yè)、真實反映煤礦智能化投入與效益的評價方法。 （作者系中國工程院院士） |
