机器人挖煤，远没有那么简单！大数据、人工智能目前已应用

发表时间：2018/9/12 来源：《电力设备》2018年第14期 作者：靳志勇

[导读] 摘要：现阶段，煤炭产业是我国的主要能源产业，在能源消费结构中需有所下降，但仍占65%左右。我国一次能源结构是多煤、少气、缺油不均衡状况，在较长时间内难以改变，清洁能源、可再生能源等在短时期内难以替代化石能源。在煤炭开采的过程中，我国95%的煤矿开采为井工开采，如何提高煤炭的开采效率，减少对采煤作业人员的人工操作依赖，减少或杜绝安全事故是降低企业开采成本、避免作业人员人身伤害及重大财产损失的关键问题

（山西兰花科技创业股份有限公司唐安煤矿分公司综放队 山西省晋城市 048407）

摘要：现阶段，煤炭产业是我国的主要能源产业，在能源消费结构中需有所下降，但仍占65%左右。我国一次能源结构是多煤、少气、缺油不均衡状况，在较长时间内难以改变，清洁能源、可再生能源等在短时期内难以替代化石能源。在煤炭开采的过程中，我国95%的煤矿开采为井工开采，如何提高煤炭的开采效率，减少对采煤作业人员的人工操作依赖，减少或杜绝安全事故是降低企业开采成本、避免作业人员人身伤害及重大财产损失的关键问题。随着工业控制技术和大型煤炭开采设备的推广使用，可以通过使用机械化装备提高效率，降低事故发生的概率。为此，煤矿机械化装备在操作者的技术中的广泛应用对我国煤炭行业的发展具有重要的意义。

关键词：煤矿；机械化；设备；技术

引言

我国是煤炭开采大国，2017年原煤产量达34.5亿吨，2020年预计产量为39亿吨、消费量为41亿吨，随着煤炭需求量的不断增加，传统的人工开采技术已不能适应当前的需求。由于煤炭开采环境复杂恶劣，通过传统的开采技术无法实现信息的快速传递，信息化程度较低，不能满足现阶段煤炭开采的需求。此外，由于相关技术人员技术水平较低，无法操作现代化煤炭开采设备，因此，国内煤炭开采行业与国外相比存在一定的差距。在国外，大型的煤炭开采机械化设备已经应用的十分广泛，由于机械设备的自动化程度和信息化水平较高，相关技术人员的技术知识扎实，人工管理水平较高，大大提高了煤炭的开采效率，降低了由于人工开采出现安全事故的几率。

1机械化采煤简述

所谓机械化采煤，就是利用机械进行煤矿开采，从而代替人工形式的采煤，并且在开采时需要结合不同的煤矿种类，合理地选用采煤机械，通过人力、计算机进行科学控制煤矿开采。一般情况下，机械化采煤是根据具体的实际情况来定，从而采取优质方法进行采煤工作，如在不同的工作过程中，需要应用不同的开采手段，比如长壁模式比较合适在长工作面中，断壁模式比较合适在短工作面中。所以，在开始机械化采煤前，需要针对性地对其进行研究，根据其中的特点选择合适的机械仪器，从而保障煤矿开采的效率与安全。

2机械化设备在煤炭行业中的应用分析

随着生产加工中对自动化技术和信息技术的要求不断提高，机械化设备也越来越多的应用在煤炭开采领域，现主要从煤矿装备科技进步要求、煤矿作业安全形势、人员文化技术素质三个方面阐述机械化设备在煤炭开采领域应用的必要性。煤炭开采领域的采煤机械是将煤炭从煤层中采落下来的机械设备，采煤机械化设备不仅包括采煤机械，还包括运煤机械、装煤机械等。我国煤矿井下使用最多的三种机械化采煤设备有三种，分别是刨煤机、滚筒式采煤机、连续采煤机。

2.1借鉴发达国家的经验

因为我国应用机械化采煤比较晚，所以与发达国家相比，有很多方面的不足，如技术、设备等。所以，在进行机械化采煤中需要向发达国家学习，借鉴他们的先进技术与设备，从而让自身的技术得以提高。其实无论是巷道支护技术还是其他，我国都需要向发达国家学习，积极参考他们的成功经验，进而积累自己的开采工作经验，让机械化采煤技术得到优化，最终确保煤矿开采的工作效率与安全。

煤炭是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物。煤炭被人们誉为黑色的金子，工业的食粮，它是十八世纪以来人类世界使用的主要能源之一，进入二十一世纪以来，虽然煤炭的价值大不如从前，但毕竟目前和未来很长的一段时间之内煤炭还是我们人类的生产生活必不可缺的能量来源之一，煤炭的供应也关系到我国的工业乃至整个社会方方面面的发展的稳定，煤炭的供应安全问题也是我国能源安全中最重要的一环。

近年来我国煤炭开采和洗选业产能利用率呈先增后降态势，2020年煤炭开采和洗选业产能利用率为69.8%，原煤产量为38.4亿吨，焦炭产量为4.71亿吨。我国煤炭消费量总体较为波动，2019年煤炭消费量为28.10亿吨标准煤。

近年来我国煤炭开采和洗选业产能利用率呈先增后降态势，2020年煤炭开采和洗选业产能利用率为69.8%

2017-2020年我国煤炭开采和洗选业产能利用率呈先增后降态势。2020年我国煤炭开采和洗选业产能利用率为69.8%，同比有所下降。

我国原煤产量较为波动，2020年原煤产量为38.4亿吨

2017-2020年期间我国原煤产量较为波动，2010-2015年期间呈先增后降态势，2016-2020年呈波动增长态势。2020年我国原煤产量为38.4亿吨，同比小幅波动。

我国焦炭产量总体保持在4亿吨以上，2020年焦炭产量为4.71亿吨

我国是世界上最大的焦炭生产国，2011-2020年期间我国焦炭产量总体保持在4亿吨以上。2020年我国焦炭产量为4.71亿吨，较2019年产量基本持平。

2020年我国煤炭进口为3.04亿吨，同比增长1.5%

2010-2015年期间我国煤炭进口量呈先增后降态势，2025年进口量跌至近十年最低值， 2015-2020年期间我国煤炭进口量呈波动上涨态势。2020年我国煤炭进口为3.04亿吨，较2019年的3亿吨同比增长1.5%。

我国煤炭消费量总体较为波动，2019年煤炭消费量为28.10亿吨标准煤

2014-2019年期间我国煤炭消费量总体较为波动，2019年我国煤炭消费量为28.10亿吨标准煤，同比增长1%。

更多数据请参考前瞻产业研究院《中国煤炭行业发展前景与投资战略规划分析报告》。

便利店、汽车养护、家装、房屋中介、教育培训、美容健身、餐饮、洗衣、服装、图书音像销售十个行业成为投资热门。 进入21世纪，媒体与资本之间从一开始的“互抛媚眼”，发展到“勾肩搭背”。以至于每当琳琅满目的报摊上出现一个“新面孔”，大家总是习惯性地打听一句：谁投的？至于那些欲借资本而图谋改革的报刊就更多。一时间，大批找“壳”的资金和待价而沽的“壳”互相碰撞，讨价还价……借用电视新闻的一句套话，就是：资本与媒体的不断联姻已成为一道靓丽的风景线。十大热门投资之九：煤炭资源浪费与投资不足并存目前，煤炭占我国一次能源总量的67%左右。尽管石油、天然气的消费量在迅速增加，但受我国“丰煤少油”资源禀赋的制约，以及煤炭的价格优势作用，使煤炭在我国能源结构中的基础性地位仍然无法动遥华夏证券研究所数据显示，由于电力、冶金、建材等高耗煤行业持续快速增长，2004年煤炭需求将增加1.8亿吨左右，其中火力发电增加煤炭消费量在1.1亿吨以上，冶金行业增加煤炭消费约4000万吨，建材等行业增加需求煤炭约3000万吨。据初步估算，GDP每增加1%，对电的需求量将相应增加1.2%，2003年全国电煤的消耗量为8.5亿吨，而2004年这一数字将超过9.3亿吨。于是，各大煤炭企业开始加紧扩张生产能力，为市场竞争储备资源。其中神华、兖州、大同、山西焦煤等大型企业集团作为第一梯队，都提出未来几年内产量增加到5000万吨到1亿吨以上的发展战略，并开始通过各种方式跨越地域限制，到中西部地区建井开矿。如兖矿集团在入主山东省内巨野、聊城煤田的同时，启动贵州煤电和内蒙古煤田合作开发工程，涉及煤炭储量达400多亿吨；而神华集团在山西朔州等地通过兼并小煤窑，占有资源，实现扩张等。 这次电荒的根本原因是煤荒，煤炭投资不足，出现煤矿超能力生产，严重影响煤炭供给。为了解决能源瓶颈，国家计划建设10个大型煤炭基地。据专家测算，按照我国全面建设小康社会目标的要求，2020年我国原煤需求量至少应在24亿吨以上，平均每年需要提高近1亿吨原煤生产能力，需要的煤炭基本建设投资10000亿元以上。同时，我国煤炭生产更注重集约化、规模化，经过兼并重组，大的煤炭集团涌现，行业集中度提高，煤炭价格持续上涨也使煤炭企业效益大幅提升，更容易采用机械化、自动化的先进设备。这将大幅提高对煤炭开采设备、煤炭洗选设备的需求，相关公司面临良好的发展机遇。由于煤炭紧缺，全国各地的小煤窑私挖滥采，造成了巨大的资源浪费，主要表现在：掠夺性开采，采矿秩序混乱。国家煤矿安全监察局调度中心潘伟尔博士指出，煤炭是不可再生资源，我国人均煤炭资源占有量很少，经不起浪费。目前我国煤炭资源配置中，不充分竞争与过度竞争同时存在，这一矛盾导致大量的煤炭资源被浪费。煤炭资源市场化配置改革的步伐越慢，浪费的资源越多，时间成本越高。按未来17年煤炭产量与资源回收率测算，如果资源回收率从目前的40%提高到50%，可节约煤炭储量200亿吨！此数大于2002年法国和两个韩国的煤炭可采储量之和！巨额的煤矿安全欠账是我国煤矿投资严重不足的重要表现。目前我国煤矿安全生产欠账约1500亿元。这是我国煤矿事故多发、安全生产形势严峻的根本原因之一。据潘伟尔估算，2004年-2020年的17年期间我国煤炭基本建设就需要12688亿元。此费用还没有包括高瓦斯矿区开采前的瓦斯抽放费用和现有煤矿历史遗留下来的大量安全生产欠账费用等。点评据中国煤炭工业协会最新数据，今年1-6月份，全国共计生产原煤88248万吨，同比增长15%。简单推算，今年产煤将接近18亿吨。但是，煤炭经济形势有所好转主要得益于国民经济的快速发展，是市场需求的拉动，并不完全是行业自身经济增长方式转变的结果。从整体看，煤炭行业发展的基础仍然十分脆弱，经济运行中的矛盾和问题十分突出。首先，表现为科技严重落后，影响了煤炭行业的持续发展能力。其次，煤炭资源保障程度低，大型煤炭企业后备资源短缺，目前处于超能力生产时期，投资缺口巨大。煤炭产业集中度低，技术装备落后，结构性矛盾突出，发展后劲明显不足。第三，环境压力日益凸现。有人担心，若干年后，许多矿区将因煤炭采掘完毕而从目前的“煤都”演变成“废都”。第四，从体制和制度看，缺乏公平竞争的环境。第五，与整个价格体系有关，煤炭企业获得的价格上涨收益不多，中间环节过多享受了涨价收益。第六，行业收益分配水平过低。第七，盲目布局、无序投资问题开始出现。第八，发展不平衡。以上种种因素表明，煤炭企业的增长潜力正在日益受到极大限制，该行业很可能会成为影响我国国民经济和社会持续快速健康发展的关键瓶颈。十大热门投资之十：汽车炎夏之后是寒冬据中汽协会的统计，去年全国销售汽车444万辆，同比增长了34.21%，成为世界第4大汽车市场，轿车的增长速度，简直令全世界人都目瞪口呆，12月份竟然增长了111.48%，全年增幅达到75.28%。连续两年的高速增长，不仅让原有的生产企业痛感生产能力不足的烦恼，还招来了大批的行外进入者，跨国公司更是较着劲宣布要在中国大举增资，扩大生产能力。 可是，中国的汽车市场刚刚还“井喷”不止，突然间说冷就冷起来，让人猝不及防。2004年1月份轿车销售就狂跌31.61%，与去年同比仅增长6.79%，当然节假日集中是个重要原因，二三月增幅便上升到76.75%和59.07%，1季度同比增幅达到了41.86%。但4月份轿车销售开始出现负增长，5月环比下降了19.27%，被人们称之为“黑五月”，经销商一片恐慌。由于累计同比增长率还有31.59%，专家们对今年的市场仍抱有很大信心，认为增长20%应该没有问题，甚至还有人提出“金九银十”，以为下半年汽车市场回暖是确定无疑的。可是，商家企盼的“金九银十”并未成为现实。车市在一片降价声中依然冷淡。在上月刚刚开业的北京金源MALL里，原本叫做“金源亚市”的汽车超市悄无声息地改为了“金源汽车市潮。早在今年5月宣布进入的北京亚运村汽车交易市场(下称亚市)已经悄悄撤走，亚市总经理苏晖设想的“超五星级豪华汽车超市”胎死腹中。11月12日，亚市总经理苏晖就此表示：“北京的汽车有形市场已经开始崩盘”。就在亚市与金源MALL不欢而散前后，北京的其他汽车市场也出现收缩迹象——王府井名车港宣告退出车市；亦庄经济开发区经开汽车广场也改为了会展中心；号称投资10亿元的“汽车基地”退出整车市场，改为配件、用品市场；位于马甸的科技会堂汽车市场也改为了某家经销商的销售窗口；原称10月开业的天龙汽车城再次将开业时间推后，而且该市场也谨慎地将经营重心放在汽车售后服务方面，而非整车销售。数据显示，10月份亚市的汽车交易量比9月份又下滑了4%，全月成交量为22211辆。全国汽车10月份销售量也比9月下降7.99%。苏晖预计，由于没有有利于汽车消费的政策出台，而且保险公司“趁火打劫”，提出了500元内免赔条款，燃油出厂价进一步上调，这些都是不利于汽车消费的措施，因此年底的最后两个月汽车销售量肯定大幅度下降，而且由于明年进口关税进一步调整，年底的进口车市也会由此进一步下滑，变得冷清。可是，正当各路资本杀入汽车业，准备大干一场的时候，车市却冷了下来。于是，我国的汽车产业一下子从投资的炎夏跌入市场的寒冬。点评我们一直说汽车工业带动性很强，涉及国民经济的各个部门，从原材料到装备制造到销售服务，直到文化产业。汽车发展受到的制约也很强，汽车的发展要与整个国民经济发展相适应。这两年轿车市场以50%-80%的速度连续“井喷”，造成所有相关行业跟不上趟，道路、停车尝燃油、排放以及原材料供应等全面紧张，打破了国民经济的平衡，是一种“破坏性增长”，因此是不可能持久的，也不应该持久，增长速度的大幅回落，正是对前两年市场井喷的“报复性下降”。

煤炭行业发展现状及趋势是呈现震荡走势，2017年，全国新增煤炭查明资源储量达到815.6亿吨，创近年新高。据自然资源部发布数据显示，2018年，我国新增煤炭查明资源储量较2017年同期有所下滑，全年新增查明储量为556.1亿吨。

据自然资源部统计显示，2013年以来，我国煤炭查明资源储量持续提升。自然资源部发布的《中国矿产自然报告 (2019)》显示，2018年我国煤炭查明资源储量为17085.73亿吨，同比增长2.5%。

从消费量来看煤炭行业发展

从消费量来看，2019年，全球煤炭消费总量为157.86EJ，比上年下降0.6%，这是六年来第四次下降，煤炭在全球一次能源中的比重下降到27.0%，为16年来的最低水平。煤炭消费量排名前十位的国家分别是：中国、印度、美国、日本、南非、俄罗斯、韩国、印度尼西亚、德国和越南。

除中、印、美、日四大煤炭消费国排序不变外，第5到10位排名位次均发生变化。其中越南超越波兰成为第10大煤炭消费国。 世界前十大煤炭消费国中，亚洲独占6席。2019年，中国煤炭消费量占全球总消费量的51.7%，比上年提高1.4个百分点。