煤矿智能化建设，按下“加速键

煤炭产业是同煤集团主业，更是企业发展的支柱与根基，能否做优做强煤炭主业关系着企业的发展大计。很长一段时间以来，尽管煤炭市场形势严峻，但同煤集团凭借70多年在煤炭开采方面的深厚积淀，以“36951”发展战略为引领，不断加大技术攻关力度，大力推广应用先进开采技术，全面提升标准化建设水平，加快推进煤炭产业转型升级步伐，在全省能源革命进程中作出了表率。特别是全国首个特厚煤层智能综放工作面在同忻煤矿公司建成，同煤集团从此开启了煤炭产业智能化发展的新纪元。塔山煤矿公司、麻家梁煤业公司等千万吨级现代化矿井紧随其后，相继上马智能化采煤工作面，并取得显著成效，使同煤集团智能化矿井建设步入了快车道，实现了从“出煤不见煤”向“采煤不见煤”的大跨越。

十年磨剑锻利刃

2019年10月26日，中央电视台在《新闻联播》中播出了一条塔山煤矿井下智能化采煤工作面的报道，对同煤集团煤矿智能化建设给予了高度评价。一石激起千层浪。很快，关于“国家‘十三五’ 科技 攻关项目——1500万吨级智能化放顶煤开采技术、装备及示范工程在同煤集团塔山煤矿公司8222工作面成功投用”的消息，就被央视《晚间新闻》《中国新闻》和《人民日报》《经济日报》等多家主流媒体宣传报道，同煤集团一跃成为全行业特厚煤层智能化开采的领跑者。然而，只有同煤人自己知道，在成功攻克井下煤炭智能化开采这一难题的背后，是十年如一日的 探索 与付出。

时间回到2009年，当时同煤集团建成了全煤系统第一个循环经济示范园区——塔山循环经济园区，正当全行业都为之赞叹时，同煤人心中却定下了更高的目标——向实现智能化开采、打造智慧矿山迈进。

作为行业领先的千万吨级矿井、塔山循环经济园区的支柱企业，塔山煤矿、同忻煤矿在同煤集团智能化开采 探索 道路上责无旁贷，必须先行先试。当时，这两座矿井所面对的特厚煤层开采在全世界尚属首次，在这样的背景下，要搞智能化开采困难可想而知。经过几年的钻研与摸索，到2014年，塔山煤矿在“千万吨级特厚煤层智能化综放开采关键技术研究及示范”项目上取得重大突破，跨出了向智能化迈进的关键一步。2016年8月，同忻煤矿再传捷报——国家发改委“千万吨级高效综采关键技术创新及产业化示范工程”项目在8202综采工作面成功投用，这标志着同煤集团首个具有智能化水平的生产工作面正式建成，为煤炭产业向数字化、信息化、智能化发展开辟了一条新路径。

技术攻坚再发力

如今，在塔山和同忻两座矿井，员工坐在调度室里操作采煤机开采煤炭早已不是新鲜事儿。煤矿工人“坐在办公室采煤”的夙愿变成了现实，这一切都得益于近年来同煤集团在 科技 攻关上的大量投入。

特别是2018年，同煤集团新一届领导班子上任后，进一步明确了“ 科技 创新能力就是核心竞争力”的理念，仅2018到2019年，全集团共投入科研经费10多亿元，先后获得省部级科学技术奖50项，其中5项还荣获中国煤炭工业科学技术一等奖，参与和承担了3个国家 科技 重大专项项目，获得国家专利授权138项，其中特厚煤层智能放煤技术、小煤柱开采技术、煤矸精准识别技术、国产采煤机惯导技术等更是填补了国内煤炭行业技术空白。这些成果为同煤集团加快推进矿井智能化建设奠定了坚实基础。

去年，塔山煤矿承担了国家“十三五”资源领域重点研发计划“深地资源勘查开采”重点专项“千万吨级特厚煤层智能化综放开采关键技术研究及示范”项目研究。项目以千万吨级特厚煤层智能化综放开采为核心，以“智能群组放煤机理－智能放煤方法－煤矸精准识别技术－智能放煤控制技术及装备－工程示范”为主线，旨在全面攻克“特厚煤层运移和冒放理论与自动化放煤机理研究、特厚煤层采放协调智能放煤工艺模型及方法、特厚煤层综放开采煤矸精准识别技术、综放工作面智能化放煤控制关键技术与装备、特厚煤层智能化综放开采成套技术装备及示范工程”5个课题。其中，自动化放煤系统、基于高光谱及音频振动的煤矸识别样机、国产采煤机惯性导航系统、顶煤厚度测量装置几项关键技术目前已开始工业试验，并达到了预期效果，为同煤集团智能化开采技术向更高水平跨越创造了有利条件。

升级提效 蹚 新路

智能化综采工作面究竟怎么样？实际效果最有说服力。

从第一个工作面建成到现在，同忻煤矿公司在5年时间里，已经先后建成了5个智能化工作面，完成了从1.0到10.1的智能化升级，现在正在开采的8102智能化工作面，是同煤集团首个双侧临空小煤柱工作面，高集成度、全自动的智能化水平，使该工作面员工人数进一步减少到6人，并创造了同忻煤矿稳装质量最优、效率最佳 、智能化程度最高、安全最有保障的 历史 最好纪录。随着智能化水平的不断升级，同忻煤矿公司由传统每年人均生产330吨煤，提升至464吨，原煤回采率提高了20.8%，仅去年一年就增加收益2.964亿元，实现了效率、效益“双提升”。

现在，“安全、精准、高效”已成为同煤集团上下对煤矿智能化综采工作面的共识。塔山煤矿、同忻煤矿在智能化建设中收到的实效也让其他生产矿井紧随其后，加大了智能化工作面的建设力度。从今年开始，同煤集团在智能化建设过程中捷报频传：3月15日，挖金湾煤业公司智能化综采设备联合试运转成功，并在4月30日投入生产；8月29日，晋华宫矿智能化综采设备联合试运转成功；9月12日，麻家梁矿智能化综采设备试运转成功；9月20日，马脊梁矿智能化综采设备试运转成功，与此同时，燕子山矿智能化综采设备也已准备就绪，正在紧张有序地进行最后调试。到今年年底，同煤集团将有10个智能化工作面同时进行生产，智能化工作面占比将达到13.6%。

相信随着矿井智能化工作面建设不断加速，同煤集团智能化水平将大幅提升，一座座本质安全型智慧矿山将会遍布同煤大地，在未来更加激烈的能源产业竞争中取得先机，为加快全煤行业转型升级蹚出一条新路。（文/刘振华 兰培德）

“十三五”期间，我国持续推进供给侧结构性改革，煤炭工业全面落实能源安全新战略，推进自身消费革命、供给革命、技术革命、体制革命、国际合作，全面实施煤炭绿色开采和清洁高效利用，支撑我国能源结构全面优化和多能互补的现代能源体系建设，促进国民经济和社会高质量发展。

面对“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”的目标，煤炭作为我国最重要的基础能源和能源安全的压舱石，必须走智能绿色低碳开发利用创新之路，以煤矿智能化为标志的煤炭技术革命和技术创新成为行业发展的核心驱动力，煤炭资源智能绿色开发与清洁低碳利用是发展主题，技术创新将支撑煤炭资源成为最有竞争力的能源和原材料资源。

“十四五”时期及未来一段时间内，同步推进“四化”——工业化、城镇化、信息化和农业现代化，依旧是我国发展的重要目标。在此背景下，能源消费—供给关系将更加合理，能源需求将稳步增长。

我国能源需求仍将保持增长。2019年，我国人均一次能源消费为3.47吨标准煤/年，居全球第48位，远低于发达国家。美国、加拿大等发达国家人均用电量超1000千瓦时，而我国人均用电量刚达到其一半水平。

中等收入群体在我国经济发展过程中势必出现消费变化，形成消费升级，而能源作为保障性支撑，其需求与碳达峰之间仍有很大发展空间。

但是，我国经济发展方式不断转型，从高速发展逐渐转变为健康持续发展，经济发展以人为本，以发展质量为核心，经济增速放缓带来节能减排技术不断进步将使能源利用效率显著提升，能源需求在未来的增速将缓慢下降。

煤炭在能源消费结构中的占比将持续下降。2017年以前，煤炭在我国能源消费结构中的比重一直在60%以上，2020年降至57%，在进一步发挥煤炭、煤电对能源稳定保障作用的同时，“碳达峰、碳中和”的目标愿景将推动我国能源绿色、低碳、和谐发展，促进化石能源清洁高效利用。建立多能融合供应体系将是“十四五”时期及未来一段时间能源发展的重要任务，促进化石能源的清洁高效低碳利用，大力发展可再生能源，安全有序发展核电。我国提出，到2030年非化石能源在能源供应中的比率将达到25%左右。到2030年煤炭占一次能源消费的比率有望降至50%以下。

各种能源

10月12日，百度Apollo联合华能伊敏煤电公司正式对外展示矿用卡车无人示范应用成果，将加速矿山无人化应用的产业进程。目前，百度Apollo首先在伊敏露天矿投入使用的自动驾驶矿卡，已经实现自动化作业效率达到人工水准，向着矿山无人化运输进程迈出一大步。同时，这也是目前国内首个面向矿山场景，以超高计算能力为支撑，并具有机器学习能力的单车智能方案案例；在国内率先实现了无安全员情况下，人工驾驶车辆与无人驾驶车辆混编作业。

合作两年来，百度Apollo与华能伊敏煤电公司联合打造了无人化矿用卡车、自动驾驶智能调度平台等，目前已经完成伊敏露天矿白天和夜间作业测试，实现了车铲对位、自主导航、自主卸载、主动避障，可在多岔路口、复杂路况进行无人驾驶，并完成排土场等指定区域的精准卸载，矿山自动化作业的功能种类和效率位居行业领先位置。

从行业角度来看，矿山智能化转型已是大势所趋。目前，我国部分矿山已进入地下深部开采期，开采难度大、成本和安全环保准入门槛高、招工难等问题攀升。加快推进煤矿智能化建设，是落实党中央国务院重大决策部署的具体行动，是保障能源安全的关键举措，是助推能源低碳转型的有效手段，是煤炭行业自身发展的内在需求。截至今年8月末，71处国家首批智能化示范煤矿顺利开工建设，已完成建设投资近60亿元。

伊敏煤电公司长期以来深入贯彻“四个革命、一个合作”能源安全新战略，充分发挥伊敏露天矿的资源优势，坚持绿色环保、智能高效的战略思维。2020年，在国家发改委、国家能源局提出了智能化技术与现代煤炭产业深度融合，实现煤矿智能化的发展要求后，伊敏煤电公司积极响应，在当年5月就开始与百度Apollo展开深度合作，对伊敏露天矿的矿用卡车进行无人化升级改造。

目前，在百度Apollo与华能伊敏煤电公司联合运营过程中，煤矿运输作业已经实现了“采—运—排”的自动化流程，可实现24小时三班倒连续作业，并保证在全工况条件下自动作业效率达到人工水准，为缓解目前东北地区严峻的煤炭紧张形势提供保证。2020年11月，与Apollo合作开展智能化改造的伊敏露天矿被正式列为国家首批智能化示范建设煤矿，在全行业处于示范地位。

与Robotaxi运行的城市交通场景相比，矿山场景相对封闭可控且障碍物、矿车等交通流运行复杂度不高，将更容易实现全无人的自动驾驶。今天，百度Apollo与华能伊敏煤电公司携手公布阶段性合作效果，意味着在零售、载人、清扫、巡检赛道之外，百度Apollo在8年自动驾驶技术研发成果的基础上，又新增一个商业化运营场景。

未来，百度Apollo将与华能伊敏煤电公司等矿山合作伙伴一起，充分发挥技术优势，深耕自动驾驶+AI技术与矿山场景的结合与应用，打造行业领先的智能矿山解决方案，助力煤矿智能化升级。

中国煤炭工业将继续保持旺盛的发展趋势，今后一个较长时期内，中国煤炭行业的发展前景都将非常广阔。

近年来，煤矿智能化建设不断提速，山西、内蒙古等地持续推进煤炭智能化开采。公开信息显示，截至 2021 年底，全国已建成 800 多个智能化采掘工作面，实现智能化工作面从薄煤层、中厚煤层到特厚煤层的综采、综放开采的全覆盖。但业内人士也指出，当前煤炭行业的科技创新体系。

目前国家正大力推动煤炭开采企业的整合，煤炭流通市场也将趋向集中，这将逐步提高煤炭流通企业的市场进入壁垒，小规模煤炭流通企业的生存空间将不断缩减，大规模、跨区域的流通服务商将成为主流。

在碳达峰碳中和背景下，控制煤炭消费是推动能源绿色低碳转型的重点方向，同时煤炭也肩负着保障我国能源安全的重要责任。中国要实现“3060”目标，需要优化产业结构和能源结构。煤炭是我国重要的基础能源，为国民经济和社会发展提供了可靠的能源保障。在智能化发展大潮之下，煤炭行业亟待借势转型。

科技推送煤炭行业“高能”运转，全方位推动选煤厂精细化管理工作，实现减人增效的目的。

随着人工智能、5G 等新一代信息技术的迅猛发展，正处于从工业经济向数字经济转型过渡的大变革时代。

以“黑色煤炭、绿色发展、高碳能源、低碳利用”的管理理念，以精细化的管理模式，建立的智能化洗煤厂平台，最大限度以用户需要提供优质信息，发掘业务协同价值，多维度多层次展现，帮助用户迅速做出决策，提高选煤厂业务效率及质量。搭建选煤厂区建筑及生产设备、管线等设施的三维场景，将生产数据采集、安全监测监控与生产时空有机结合，构建了集智能巡检、设备安全监测、预警功能、企业管理于一体的三维可视化管理系统。

整体场景采用航拍建模方式获取，利用飞机或无人机搭载多台传感器，对选煤厂进行拍摄采集，快速高效获取真实反映厂区情况的数据信息。在线监测核心设备运行情况，对选煤厂智能管控实现全覆盖，避免监控不到位、工作人员疏忽等问题所造成的各类事故的出现，确保了选煤厂机电设备的正常、平稳、持续、高效的工作。

日常管控、企业历程、应急管控为主体进行展示。系统聚焦产品运输、洗选加工关键流程管控，化繁为简，从根本上堵塞管理漏洞，通过精准监督推动企业高质量发展。系统可实时显示重介旋流器、精煤皮带、振动筛、原煤皮带等重要设备的动态数据，当点选不同楼层设备时，自动弹出设备多重信息，创建多参数实时在线监测。

数据信息包括运行设备的振动频率、温度、故障信号、趋势信号等数据，管理人员可通过此功能，进行调用查看设备运行状态、故障属性及导致故障发生的相关联信息历史数据。

搭建的压滤车间可视化管理系统，通过引擎将压滤车间的压滤机以及楼层分布进行 1:1 还原，可随时查看设备基本信息、运行信息、故障信息等。点击左侧面板压滤机以及楼层展开，即可查看车间楼层分布情况以及压滤机工作状态。

实时监测系统内压滤机状态信息，包括松开、压紧、进料等各进程状态，打破压滤机与压滤机之间、压滤机与智能压滤检测系统相关辅助设备之间的信息孤岛。实现智能压滤检测系统内所有设备及相关信息的统一集中监管，降低岗位巡检工的劳动强度，方便生产监管。

展示了厂区所有建筑用能、重要设备或工艺的能源消耗。点选内场景建筑图标，可以清晰明了地看出对应建筑当日及一周内用水、用电、用气的累计值以及变化趋势，能源管理一键触达。

支持模拟无人机视角漫游，当经过厂区建筑时，可自动弹出对应设备信息及瞬时带煤量变化趋势、在线统计设备故障数量，值班人员根据实时显示的数据进行复查留存，实现对煤炭产量的实时准确监管，有效解决职工不履职、工作疏忽容易造成事故隐患的现象，防止皮带断带等事故的发生。

打造健康舒适厂区

系统对接环境监测系统，实时采集厂区内各监测指标，以及选煤厂房内各有害气体，并选用Hightopo丰富的图表、平面图等形式形象展示，通过设置环境数据预警值和告警值实现平台环境监测的自动告警。

优化选煤厂用能

能耗监测系统的监测范畴涵盖厂区的电、水、气，通过智能设备对能源消耗进行全面感知，对各类能耗进行采集统计，并经过能耗分析挖掘对厂区生产生活的整体用能优化。

完善选煤厂安全建设

通过搭载智慧化物联网设备，对厂区资产信息进行统计分析，实现厂区资产的数字化管理。同时也能进行物资定位与盘点，实现管理人员对物资的全生命周期管理。

保障厂区生产生活安全

对每日巡更计划的实施情况进行有效监测，并可联动 3D 场景查看巡更计划在厂区中路线、视频点位等信息。同时图表化展示巡更过程中的异常上报趋势，分析出巡更异常的高发时间段与区域。

煤炭智能精准开采3.0关键技术简述如下：

1、远程人工干预技术液压支架自动化运作

液压机运作环境较为复杂，为了使液压机能够正常运作，一般需要大量技术员工对液压机进行实时动态监控，那么这必然会造成大量人力资源的浪费以及公司成本的增加，更重要的是针对出现的问题不能够及时发现，就会导致信息反馈不及时。

最终会造成整体煤炭开采工作的整个运作效率低下。如果可以实现液压机的运作能够处于实时的监控状态之下，那么这将会大大提高煤炭开采工作的运作效率。

2、视频监控技术实现综采工作面实时监控

对于煤矿企业来说，在煤矿开采的过程当中，必然会面临开采人员的人身安全问题，尤其是地下煤矿开采活动，为了能够降低安全事故的发生概率，并且对已发生的事故能够做出及时的响应，就需要在综采工作面安装监控系统，从而对地下环境实现实时动态监控。

通过监控中心与指挥中心的互联互通以及相互协作，不仅能够实现工作面的可视化，同时还提高了井下作业的安全性，实现了地面指挥中心对井下作业相关情况的及时捕获，并针对突发事故做出及时的反应。

3、综采自动化集中控制技术实现设备全面监控

我国大多数煤矿企业已经建立起了一套比较完整的自动化综采集中控制系统，在煤炭开采过程中，可以实现机械设备处于全面控制并且被实时监控的状态。例如，采煤专用设备，液压支架、供电设备等。此外，根据实际工作环境，设计合理的施工工序。

实现井下作业控制系统与地面控制中心控制系统集中控制综采工作面，不仅可以实现煤炭开采流程全自动，还可以实现井下作业的可视化，从而在很大程度上提升了井下作业的安全性以及提高煤炭开采的工作质量。

能源局将推动智能化技术和煤炭产业融合发展，煤炭行业要大变样。煤炭作为我国最大的最多的储备能源，拥有非常非常高的经济发展的战略价值。但是我国传统的煤炭运用效率及其低下，需要进行一些资源的供给改革，和一些技术发展壁垒的突破。提高煤炭的资源运用效率，现在是重中之重的问题。

传统煤炭运用

新技术下的煤炭

煤炭管理控制

煤炭最为我国比较基础的资源，陪伴共和国走过了漫长的历史。传统煤炭行业的运用，也有着自己的弊端，已经不合适现在中国国情的发展。煤炭环境污染大，运用效率低，我国的人均资源本来就少，这样的运用下去，自然也不是办法。所以资源管理的新方式也就势在必行了。

技术加持下的煤炭资源的合理分配，将会使我们国家的煤炭行业大变样，供给改革，对重要产业的优先配置，既可以解决生产问题，也可以减轻资源的消耗，还有污染物排放的降低。智能化技术可以将我国煤炭资源更加具有效率的进行处理和分配，是我国资源管理的一项巨大的尝试，这样的尝试肯定也会影响到我们生活的方方面面。

虽然我国的煤炭储备含量丰富，但是我国人员较多，地区发展的差异较大。人均资源低，所以合理地运用资源就是重中之重。资源的控制管理是势在必行的产物。对煤炭资源的运用效率也会进一步的提升，获得较多的资源合理分配才是国家的重大战略，而且减碳计划也在开始实施。智能化技术和煤炭产业的融合，也将为我们国家的减碳计划提供助力。