王國法院士:煤礦智能化建設的十大“痛點”為(wei)推(tui)動煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)智(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)化高質量發(fa)(fa)(fa)展(zhan)(zhan)(zhan),2020年2月(yue),國(guo)(guo)家發(fa)(fa)(fa)改(gai)委等(deng)八部委聯合印發(fa)(fa)(fa)了《關于加快煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)智(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)化發(fa)(fa)(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)的指(zhi)導意見》,明確了煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)智(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)化發(fa)(fa)(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)目標和(he)任務(wu);同年9月(yue)召開的全(quan)國(guo)(guo)煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)智(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)化現(xian)場推(tui)進會進一步(bu)明確提出了加快推(tui)進智(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)化煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)建設(she)的要(yao)求,全(quan)面(mian)推(tui)動了我(wo)國(guo)(guo)煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)智(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)化發(fa)(fa)(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)。但(dan)是,我(wo)國(guo)(guo)煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)智(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)化建設(she)仍處于培育示范階段,距離實現(xian)全(quan)面(mian)智(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)化還(huan)有不小差距。目前,我(wo)國(guo)(guo)煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)智(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)化建設(she)還(huan)存在諸多“痛點”須全(quan)力消(xiao)除。 智能化認識和理念不統一 部分地區和煤礦企業沒(mei)有(you)認識到智能化是(shi)行業發(fa)展的必然趨勢(shi),片(pian)面強調投入(ru)大、技術難(nan)、要求高,甚至是(shi)“面子工(gong)程(cheng)”。既怕增加負擔(dan)、影響經濟效益,又怕承擔(dan)失(shi)敗的風(feng)險,有(you)畏難(nan)情緒和消極心理,發(fa)展腳步相對滯后(hou)。 智(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)(neng)化(hua)(hua)煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)建設是(shi)高(gao)新技術融入(ru)礦(kuang)(kuang)山場景(jing)、漸(jian)進迭代的(de)發展過程(cheng),不(bu)(bu)是(shi)一(yi)次性結(jie)果,更(geng)不(bu)(bu)是(shi)“交鑰(yao)匙工(gong)程(cheng)”。對煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)智(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)(neng)化(hua)(hua)認(ren)識(shi)和理念的(de)不(bu)(bu)統(tong)一(yi),本質上(shang)不(bu)(bu)是(shi)對智(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)(neng)化(hua)(hua)概念的(de)糾纏,而是(shi)因循守舊(jiu)的(de)保守思維對技術變革的(de)不(bu)(bu)適應。在煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)智(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)(neng)化(hua)(hua)發展尚不(bu)(bu)充分(fen)、技術裝備還不(bu)(bu)完(wan)善的(de)初級(ji)階段,這(zhe)是(shi)自然存在的(de)分(fen)歧(qi),與煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)綜(zong)合機械化(hua)(hua)發展之初的(de)情況類似。但是(shi),我們(men)不(bu)(bu)能(neng)(neng)全面否定和濫用(yong)智(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)(neng)化(hua)(hua)概念。 各地智能化發展不平衡 由于我國煤層(ceng)賦存條件(jian)復雜(za)多樣(yang),不(bu)同(tong)條件(jian)礦(kuang)井進(jin)行智能化(hua)建(jian)設的技(ji)術(shu)路徑、難易(yi)程(cheng)度、可實現效(xiao)果(guo)等均(jun)不(bu)相同(tong)。 目前(qian),我國煤礦(kuang)智能(neng)化(hua)發(fa)(fa)展不(bu)(bu)(bu)平(ping)衡(heng)(heng)主(zhu)要表現(xian)在:不(bu)(bu)(bu)同(tong)礦(kuang)區智能(neng)化(hua)建設基礎不(bu)(bu)(bu)平(ping)衡(heng)(heng),不(bu)(bu)(bu)同(tong)地區智能(neng)化(hua)建設水(shui)平(ping)發(fa)(fa)展不(bu)(bu)(bu)平(ping)衡(heng)(heng),煤礦(kuang)不(bu)(bu)(bu)同(tong)系統智能(neng)化(hua)水(shui)平(ping)發(fa)(fa)展不(bu)(bu)(bu)平(ping)衡(heng)(heng),智能(neng)化(hua)技術需求與技術發(fa)(fa)展現(xian)狀不(bu)(bu)(bu)平(ping)衡(heng)(heng),硬件與軟件投入(ru)不(bu)(bu)(bu)平(ping)衡(heng)(heng),煤礦(kuang)智能(neng)化(hua)相關投入(ru)與產出比不(bu)(bu)(bu)平(ping)衡(heng)(heng)。 5G應用場景和生態匱乏 5G作為(wei)新一代信(xin)息(xi)技(ji)術,具(ju)有大帶寬、廣(guang)連接、低時延等優點。聯(lian)合網絡切片、邊緣計算等核(he)心技(ji)術,5G可以為(wei)垂直行業(ye)帶來變革性的應用場景。 煤礦5G應用(yong)經(jing)過(guo)第一(yi)階段的探索和實(shi)踐,取得了(le)很多(duo)寶貴經(jing)驗,比如提出了(le)5G融(rong)合(he)一(yi)張網的煤礦通(tong)信融(rong)合(he)的核心訴求,并開(kai)展了(le)初步融(rong)合(he)探索等。但同時也(ye)發現了(le)諸多(duo)實(shi)際問(wen)題,如5G網絡系統(tong)架構不(bu)統(tong)一(yi)、5G應用(yong)場景有待挖(wa)掘、5G技(ji)術及終端生態匱乏等。 “透明地質”技術支撐能力不足 地(di)質(zhi)(zhi)探(tan)測技(ji)術與(yu)(yu)裝備的(de)(de)智能化(hua),探(tan)測信(xin)(xin)息的(de)(de)數字(zi)化(hua)、模(mo)(mo)型(xing)化(hua)及地(di)質(zhi)(zhi)信(xin)(xin)息與(yu)(yu)工(gong)程信(xin)(xin)息的(de)(de)有(you)(you)效融合(he),是打造“透明(ming)(ming)地(di)質(zhi)(zhi)”或“透明(ming)(ming)工(gong)作面”的(de)(de)基(ji)礎。目前,受地(di)質(zhi)(zhi)探(tan)測理論、技(ji)術與(yu)(yu)裝備發展水平的(de)(de)限(xian)制,“透明(ming)(ming)地(di)質(zhi)(zhi)”技(ji)術保(bao)障支(zhi)撐能力明(ming)(ming)顯不足(zu)(zu)。主要表現(xian)(xian)在:地(di)質(zhi)(zhi)數據尚未(wei)全(quan)部(bu)實現(xian)(xian)數字(zi)化(hua),地(di)質(zhi)(zhi)探(tan)測技(ji)術的(de)(de)探(tan)測精度和范圍尚難以滿足(zu)(zu)煤礦智能化(hua)建設要求,地(di)質(zhi)(zhi)體三維高精度建模(mo)(mo)技(ji)術有(you)(you)待提升,現(xian)(xian)有(you)(you)技(ji)術難以建立(li)高精度“透明(ming)(ming)地(di)質(zhi)(zhi)”模(mo)(mo)型(xing),地(di)質(zhi)(zhi)信(xin)(xin)息與(yu)(yu)工(gong)程信(xin)(xin)息尚未(wei)實現(xian)(xian)融合(he),地(di)質(zhi)(zhi)探(tan)測技(ji)術與(yu)(yu)裝備的(de)(de)智能化(hua)程度較低(di)。 采掘失衡、掘支失衡問題尚未解決 目前(qian),我國煤(mei)礦巷道(dao)掘(jue)(jue)進(jin)的(de)機械化(hua)程(cheng)度(du)約為60%,且(qie)普遍(bian)存在采(cai)掘(jue)(jue)失衡、掘(jue)(jue)支(zhi)(zhi)失衡等問題,巷道(dao)掘(jue)(jue)進(jin)智(zhi)能(neng)化(hua)尚處于起步(bu)(bu)階段(duan),主要表現在:掘(jue)(jue)進(jin)工作(zuo)(zuo)面空間(jian)狹小、作(zuo)(zuo)業(ye)工序復雜(za),掘(jue)(jue)、支(zhi)(zhi)、錨、運(yun)協(xie)同作(zuo)(zuo)業(ye)困難(nan);截割與支(zhi)(zhi)護設(she)備的(de)可靠性和(he)適應(ying)性有待(dai)提高;受強(qiang)干擾、高粉塵、狹長作(zuo)(zuo)業(ye)空間(jian)等因素影響,難(nan)以實現掘(jue)(jue)進(jin)設(she)備定姿和(he)定位(wei);智(zhi)能(neng)化(hua)快速掘(jue)(jue)進(jin)相關技(ji)術與裝備投入(ru)少(shao)、技(ji)術進(jin)步(bu)(bu)緩慢。 智能化技術難以適應復雜工作面條件 截至2020年上(shang)半(ban)年,我國已經建成不(bu)同(tong)類型、模式和效(xiao)(xiao)果的(de)智能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)化(hua)綜(zong)采工(gong)(gong)作(zuo)面(mian)(mian)338個,形成了(le)4種(zhong)智能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)化(hua)工(gong)(gong)作(zuo)面(mian)(mian)開(kai)采模式,但工(gong)(gong)作(zuo)面(mian)(mian)智能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)化(hua)開(kai)采效(xiao)(xiao)果有待提高,主(zhu)要(yao)表現(xian)在:綜(zong)放工(gong)(gong)作(zuo)面(mian)(mian)智能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)化(hua)放頂煤(mei)技術(shu)(shu)(shu)未能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)有效(xiao)(xiao)突(tu)破;煤(mei)機裝備(bei)(bei)的(de)可靠性(xing)及自(zi)適(shi)應(ying)控制(zhi)技術(shu)(shu)(shu)有待突(tu)破;智能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)化(hua)開(kai)采技術(shu)(shu)(shu)對(dui)復雜(za)煤(mei)層(ceng)條件(jian)的(de)適(shi)應(ying)性(xing)差(cha)(cha),綜(zong)采設(she)備(bei)(bei)群(qun)智能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)協(xie)同(tong)控制(zhi)效(xiao)(xiao)果有待提升(sheng);工(gong)(gong)作(zuo)面(mian)(mian)端(duan)頭支架、超前(qian)支架智能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)化(hua)水平較(jiao)(jiao)低(di);工(gong)(gong)作(zuo)面(mian)(mian)設(she)備(bei)(bei)的(de)智能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)決策(ce)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力有待提升(sheng),相關感知(zhi)(zhi)信(xin)息有效(xiao)(xiao)利用(yong)率較(jiao)(jiao)低(di),不(bu)同(tong)類型感知(zhi)(zhi)信(xin)息的(de)融合分(fen)析效(xiao)(xiao)果較(jiao)(jiao)差(cha)(cha),尚未形成完善的(de)感知(zhi)(zhi)、分(fen)析、決策(ce)、控制(zhi)閉(bi)環(huan)管理。 智能化巨系統兼容協同困難 智能化煤礦(kuang)需要建(jian)設基礎應用平(ping)臺、掘(jue)進系(xi)(xi)統(tong)、開(kai)采系(xi)(xi)統(tong)等近百個子系(xi)(xi)統(tong),是一個復雜的(de)巨系(xi)(xi)統(tong)。不同(tong)系(xi)(xi)統(tong)之間的(de)數據(ju)兼容(rong)、網(wang)絡兼容(rong)、業(ye)務(wu)兼容(rong)和控制兼容(rong)效(xiao)果較差(cha),難(nan)以實現(xian)系(xi)(xi)統(tong)間智能協(xie)同(tong)作業(ye)。主(zhu)要表現(xian)在:數據(ju)格式尚未實現(xian)統(tong)一,網(wang)絡通信協(xie)議(yi)兼容(rong)性差(cha),業(ye)務(wu)系(xi)(xi)統(tong)兼容(rong)性較差(cha),系(xi)(xi)統(tong)間協(xie)同(tong)控制兼容(rong)性差(cha)。 智能作業技術有待突破 應(ying)用技術將工人從(cong)繁重危險的地下(xia)采礦作(zuo)業中解放出來,是實現(xian)煤礦智(zhi)能(neng)化的重要途徑。井上下(xia)智(zhi)能(neng)作(zuo)業技術有(you)待突破(po)。 突(tu)破點主要(yao)表現(xian)在(zai):煤(mei)(mei)礦機(ji)器(qi)(qi)人基礎共性(xing)關鍵技(ji)術(shu)有待(dai)突(tu)破,機(ji)器(qi)(qi)人精準(zhun)定位、自主感(gan)知與決策、精準(zhun)導(dao)航與調(diao)度、避(bi)障、集(ji)群管(guan)控與續航管(guan)理(li)以及(ji)輕型防爆材料等相關技(ji)術(shu)尚未突(tu)破;現(xian)有煤(mei)(mei)礦機(ji)器(qi)(qi)人主要(yao)通(tong)過(guo)集(ji)成各(ge)類傳感(gan)器(qi)(qi)對(dui)(dui)井下各(ge)類環(huan)境信息進行感(gan)知,功能(neng)比較(jiao)單(dan)一,智能(neng)化程度較(jiao)低。按照井下防爆要(yao)求,現(xian)有機(ji)器(qi)(qi)人比較(jiao)笨重、靈活性(xing)較(jiao)差,對(dui)(dui)復雜煤(mei)(mei)層條件(jian)的(de)適應性(xing)較(jiao)差;現(xian)有煤(mei)(mei)礦機(ji)器(qi)(qi)人以巡(xun)檢為(wei)主,且多(duo)為(wei)軌道(dao)巡(xun)檢機(ji)器(qi)(qi)人,性(xing)能(neng)有待(dai)提升;掘(jue)進機(ji)器(qi)(qi)人、噴漿機(ji)器(qi)(qi)人、支護機(ji)器(qi)(qi)人、救援(yuan)機(ji)器(qi)(qi)人等相關機(ji)器(qi)(qi)人亟待(dai)開發。 智能化煤礦管理與人才儲備不足 目前,智(zhi)能(neng)(neng)(neng)化(hua)煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)建設仍(reng)然采用傳(chuan)統(tong)(tong)的管理模式(shi)(shi),受(shou)我(wo)國人(ren)口老齡化(hua)、勞動力(li)不足等因素的影(ying)響,煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)智(zhi)能(neng)(neng)(neng)化(hua)專(zhuan)業(ye)技術(shu)人(ren)才不足,主(zhu)要表現在:傳(chuan)統(tong)(tong)管理模式(shi)(shi)難以適應智(zhi)能(neng)(neng)(neng)化(hua)煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang),煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)缺(que)少智(zhi)能(neng)(neng)(neng)化(hua)專(zhuan)業(ye)職能(neng)(neng)(neng)部門,智(zhi)能(neng)(neng)(neng)化(hua)煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)從業(ye)人(ren)員整體技術(shu)水平偏(pian)低(di),智(zhi)能(neng)(neng)(neng)化(hua)人(ren)才培養體系不健全,缺(que)少專(zhuan)業(ye)化(hua)運維團(tuan)隊。 智能化煤礦投入保障不足 煤(mei)礦智(zhi)能化(hua)建設需要較(jiao)大的(de)資(zi)金(jin)投入(ru)。不過,一些效益較(jiao)差的(de)企業(ye)(ye)智(zhi)能化(hua)發展資(zi)金(jin)不足,特別是短期收益不明顯,影響企業(ye)(ye)投資(zi)的(de)決心。 主要(yao)表現在煤(mei)礦(kuang)智(zhi)能化投入(ru)整體強度仍然偏低(di),企(qi)業(ye)間差距(ju)較大;煤(mei)礦(kuang)智(zhi)能化短期收益主要(yao)表現為安(an)全(quan)效(xiao)益,經(jing)濟效(xiao)益不顯著;智(zhi)能化煤(mei)礦(kuang)運營過(guo)程中形(xing)成的(de)大量數據(ju)資源價值(zhi)尚未得(de)到(dao)充分(fen)挖(wa)掘(jue);缺少(shao)客觀、專業(ye)、真實反(fan)映(ying)煤(mei)礦(kuang)智(zhi)能化投入(ru)與(yu)效(xiao)益的(de)評(ping)價方(fang)法。(作(zuo)者(zhe):中國(guo)工程院院士)
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