拓智慧矿山发展空间促煤炭安全高效开采

2020-03-26 中国煤炭报 张良

近日,八部委印发的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》(以下简称《指导意见》),明确了煤矿智能化发展的目标、主要任务和保障措施,对采煤、掘进、运输、通风、供电、选煤等环节的智能化发展具有重要的指导意义。

尽管煤矿实现智能化的难度很大,但这是历史发展的必然方向,《指导意见》的出台将加快煤矿智能化的进程,在未来的5年到10年将会有上万亿元的市场空间。

单矿建成智能化矿山的投入与产多少煤、有多少综采设备、每一套综采设备的规模有关。建设一个智能化矿山,大概要5亿元到10亿元的投资。目前,最核心、最急需、最难实现自动化和智能化的煤矿生产环节有两个,一是采煤,二是掘进。这两个环节面对的地质条件和作业环境很复杂,牵扯的技术难题多,危险系数高。仅仅智能化采煤控制系统这一块,每个综采工作面就要投资2000万元。按照2021年基本实现少人化和无人化这个目标测算,将产生400多亿元的市场空间。

近年来,智能化煤矿的市场机会和潜力逐渐显现,不少企业开始参与到煤矿智能化中来。一些民营企业,比如百度公司等也在向煤矿智能化和智慧矿山方向投资和攻关。这对煤炭行业来说,尤其是对技术进步而言,是个好事情,可以以不同的视角和技术路线推动智能化开采技术的进步。

在技术方面,煤矿智能化的概念和标准还在逐渐形成阶段。在比较好的地质条件下,国内有的煤矿可以阶段性实现采煤工作面内无人生产,但是建设长期连续的无人化工作面,现在还有一些技术问题需要解决。

以中国煤炭科工集团天玛公司2014年成功研发的我国第一套智能化综采工作面控制系统为例。该系统基本能满足少人化采煤工作面的应用需要,但完全的无人化还没有达到常态化应用的程度。实现真正的无人化采煤在技术路线上基本有两个方向,一是基于自动化控制系统和视频系统的远程干预式的智能无人化,二是基于GIS系统、透明工作面技术的智能无人化。实现采煤无人化的两条路子都有需要攻关的核心技术,目前都有机构在研发,中国煤炭科工集团采用两条腿走路的方法,在其中央研究院专门分别设立研发机构,按两条路线同步开展研发工作。

技术升级必然会让一些老的设备进行更新。智能开采最关键的就是对设备进行自动控制。传统的采煤是用人工操作支架和采煤机的,现在要用智能控制系统来进行控制和操作,这些控制系统相关的设备跟技术,包括软件、传感器技术都要进行升级。简单估测,未来几年,全国每年有300套到500套综采成套设备进行数字化、智能化改造。

要实现自动化开采,设备之间的配套、协调非常关键。人工操作时,采煤机和支架、刮板运输机之间的相互干涉或互相影响可以由操作人实地调整;智能无人化,要求设备在研发之初就按无人现场调整的思路设计设备的结构、配合协调关系。所以,智能采煤成套设备如智能化控制系统、液压支架、采煤机、刮板运输机打包由同一供应商统筹设计、配套、集成交付,以达到产能为目标的整套解决方案将成为煤矿用户的需求和方向。

另外,《指导意见》明确在2021年基本实现少人化和无人化,而当前全国智能工作面供应商的产能尚存距离。对于煤炭企业而言,不是说上了智能化系统,就一定能实现智能化采煤。实现智能化采煤,需要智能化控制系统作技术支撑,需要设备的可靠性保障,还需要管理者的管理水平和操作使用人员的能力相配套。

因此,要落实好《指导意见》,加快煤矿智能化建设,实现煤矿安全、高效、绿色开采,需要国家部委的统一领导、协调和政策支持;需要技术、装备研发生产厂商切合煤矿实际下大力气攻关核心技术、提高产品的可靠程度和质量;需要广大煤矿增加人才储备,加强操作使用者、维护管理者的培训,提高管理水平。

(作者系中国煤炭科工集团天玛公司董事长,稿件由本报记者陶冉整理)

责任编辑:张莹