訪中國工程院院士王國法
近日，國家能源局組織召開全國煤礦智能化建設(shè)現(xiàn)場推進會，系統(tǒng)總結(jié)煤礦智能化建設(shè)先進經(jīng)驗，宣傳展示智能化示范煤礦建設(shè)成效，推進煤礦智能化建設(shè)進程。會上，中國工程院院士王國法對當前煤礦智能化建設(shè)進展、挑戰(zhàn)、未來發(fā)展方向與路徑等方面進行了介紹。會議期間，他接受了中能傳媒記者專訪。他認為，建設(shè)智慧礦山是長期復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要集全行業(yè)之智慧共同努力去實現(xiàn)。
(資料圖)
當前煤礦智能化建設(shè)進展及挑戰(zhàn)
中能傳媒：請問當前煤礦智能化建設(shè)進展如何？面臨哪些挑戰(zhàn)？
王國法：自2020年八部門印發(fā)《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》以來，煤礦智能化建設(shè)與技術(shù)創(chuàng)新相互推進，煤礦高可靠融合通信系統(tǒng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺、智能化綜合管控平臺等先進技術(shù)得到廣泛推廣應(yīng)用，供配電系統(tǒng)、主煤流運輸系統(tǒng)、供排水系統(tǒng)等實現(xiàn)了常態(tài)化無人值守作業(yè)，智能采掘系統(tǒng)、智能輔助運輸系統(tǒng)、煤礦機器人、露天礦卡無人駕駛系統(tǒng)等取得了積極進展，煤礦智能化技術(shù)裝備國產(chǎn)化、成套化水平明顯提升，初步形成了適用于不同煤層賦存條件的智能化煤礦建設(shè)模式，減人、增安、提效成果顯著。
在取得階段性成果的同時，煤礦智能化建設(shè)仍然存在諸多短板，面臨諸多挑戰(zhàn)。
一是數(shù)字化、智能化生態(tài)脆弱，呈現(xiàn)出產(chǎn)業(yè)鏈不完善、技術(shù)鏈片面、標準體系不統(tǒng)一等問題，數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)治理等差距較大。智能化建設(shè)過程中重硬件輕軟件、重平臺輕數(shù)據(jù)、重展示輕操控，煤礦復(fù)雜巨系統(tǒng)間仍存在信息壁壘、數(shù)據(jù)孤島，數(shù)據(jù)安全、系統(tǒng)安全缺乏保障。
二是煤礦智能裝備的可靠性及對復(fù)雜條件的適應(yīng)性不能充分滿足智能化煤礦建設(shè)需要，高端芯片、高性能檢測設(shè)備、關(guān)鍵材料、工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)計軟件等仍有瓶頸。
三是片面追求建設(shè)成效顯示度，簡單場景投入較大，復(fù)雜場景問題解決難度大，資源投入反而少，智能化技術(shù)裝備對復(fù)雜煤層條件的適應(yīng)性較差，導(dǎo)致煤礦智能化建設(shè)出現(xiàn)系統(tǒng)間不平衡、區(qū)域間差異大等問題。如何提高煤礦智能化建設(shè)質(zhì)量和水平是重要挑戰(zhàn)。
四是智能化人才匱乏，智能化煤礦運維保障體系尚未建立，智能化煤礦管理體系亟待提升，亟須開展智能化煤礦管理模式重塑、業(yè)務(wù)流程再造，實現(xiàn)煤礦全系統(tǒng)、全流程、全鏈條智能化的整體推進。
未來煤礦智能化發(fā)展路徑探析
中能傳媒：您認為未來煤礦智能化發(fā)展的方向與路徑是怎樣的？
王國法：我國煤礦生產(chǎn)技術(shù)條件復(fù)雜性和多樣性突出，發(fā)展不平衡是必須面對的現(xiàn)實。煤礦智能化是一個不斷迭代發(fā)展的過程，理論技術(shù)創(chuàng)新與建設(shè)實踐相互促進。應(yīng)當按照基于目標導(dǎo)向的煤礦智能化分類、分級建設(shè)范式與技術(shù)路徑，因礦施策，推進全國煤礦智能化高質(zhì)量發(fā)展。
針對賦存條件簡單的一類煤礦，應(yīng)全面開展信息感知數(shù)字化、數(shù)據(jù)模型多元化、管控平臺一體化、系統(tǒng)設(shè)備可靠化、工藝流程精細化、災(zāi)害防治精準化、智能運行常態(tài)化、管理運維標準化、開發(fā)利用綠色化、生產(chǎn)供給柔性化等“十化”建設(shè)，實現(xiàn)智能生產(chǎn)、綠色礦區(qū)、智慧生活。
針對賦存條件一般的二類煤礦，應(yīng)著力開展“五優(yōu)先、五重點”建設(shè)，優(yōu)先開展固定場所無人值守、智能主輔運輸、智能供電與供排水、智能采掘工作面、智能安全保障一體化系統(tǒng)等建設(shè)；重點突破災(zāi)害精準預(yù)測預(yù)警、機器人集群作業(yè)、一體化綜合管控平臺、智能地質(zhì)探測與建模、智能快速掘進等技術(shù)裝備的創(chuàng)新研發(fā)與實踐，實現(xiàn)減人、增安、提質(zhì)、創(chuàng)效。
針對賦存條件復(fù)雜的三類煤礦，應(yīng)開展“人機協(xié)同智能化”建設(shè)，重點建設(shè)智能化采掘、智能化安控、信息化管理等系統(tǒng)，切實提高煤礦安全、高效、智能化水平。
在智能化煤礦主要系統(tǒng)建設(shè)方面，針對煤礦智能快速掘進難題，應(yīng)綜合考慮優(yōu)化巷道支護參數(shù)、減少支護工藝流程、提高同時作業(yè)鉆臂數(shù)量等措施，通過創(chuàng)新巷道掘進模式，有效提升巷道掘進效率與智能化水平；智能化采煤系統(tǒng)應(yīng)重點突破工作面高精度地質(zhì)建模、裝備幾何孿生與數(shù)據(jù)機理孿生建模等難題，實現(xiàn)基于機理與數(shù)據(jù)融合驅(qū)動的數(shù)字孿生+自適應(yīng)控制智能化采煤；智能輔助運輸系統(tǒng)應(yīng)重點突破物料的集裝化運輸與自動裝卸接駁技術(shù)，探索自主控制無人駕駛技術(shù)，實現(xiàn)天軌、地軌、無軌三軌融合的智能化連續(xù)運輸；加強智能傳感與監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)裝備研發(fā)應(yīng)用，突破感知信息一站式匯接、數(shù)據(jù)就地快速處理、災(zāi)害趨勢精準預(yù)測等難題，形成集監(jiān)測、預(yù)警、防控、應(yīng)急于一體的智能安全閉環(huán)管控體系，全面提升礦井災(zāi)害防控系統(tǒng)的安全保障能力。
構(gòu)建煤礦智能化運維管理體系，建設(shè)“智能化服務(wù)平臺、規(guī)范化流程制度、專業(yè)化運維隊伍、精細化物資管理”技術(shù)標準體系及智能化煤礦運維知識庫，形成以“流程為導(dǎo)向、服務(wù)為核心、技術(shù)為支點”的智能化煤礦運維與管理體系。
統(tǒng)籌打造行業(yè)數(shù)據(jù)生態(tài)圈
中能傳媒：在推進煤礦數(shù)字化智能化生態(tài)建設(shè)方面，您有什么建議？
王國法：當前，受多種因素影響，我國能源安全保障問題日益突出，基于新一代信息技術(shù)在煤炭領(lǐng)域的創(chuàng)新突破與融合應(yīng)用，進行煤炭工業(yè)治理體制、機制創(chuàng)新，推進煤礦數(shù)字化智能化生態(tài)建設(shè)，已經(jīng)成為構(gòu)建安全高效、清潔低碳的煤炭產(chǎn)供銷體系的核心要素，基于我國煤礦智能化發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢，提出以下建議。
加快煤礦智能化標準體系建設(shè)。通過煤礦智能化建設(shè)大大降低了數(shù)據(jù)獲取門檻和獲取成本，但設(shè)備接口不統(tǒng)一、數(shù)據(jù)協(xié)議不兼容、數(shù)據(jù)格式不一致等問題造成數(shù)據(jù)采集、傳輸、集成、共享難以高效完成，系統(tǒng)間數(shù)據(jù)融合難度與成本成倍提高。亟須從行業(yè)層面上構(gòu)建數(shù)據(jù)標準體系與法規(guī)，規(guī)范智能化煤礦建設(shè)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議與數(shù)據(jù)標準，采用統(tǒng)一格式進行交換和存儲，使數(shù)據(jù)管理流程和機制清晰，從而激活數(shù)據(jù)要素潛能，發(fā)揮煤礦海量數(shù)據(jù)和豐富應(yīng)用場景優(yōu)勢。
以業(yè)務(wù)為導(dǎo)向深化煤礦數(shù)據(jù)治理，構(gòu)建煤炭行業(yè)知識圖譜。煤礦數(shù)據(jù)治理是構(gòu)建煤礦數(shù)據(jù)邏輯模型，實現(xiàn)“虛實映射+融合共享”的過程。由于煤礦數(shù)據(jù)具有較強的時空關(guān)聯(lián)性及事件關(guān)聯(lián)性，因此在進行煤礦數(shù)據(jù)治理過程中，應(yīng)以業(yè)務(wù)為導(dǎo)向，根據(jù)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)，完成數(shù)據(jù)模型的分級建設(shè)，形成面向“產(chǎn)、運、儲、銷、用”全過程、全生命周期的共享數(shù)據(jù)湖。在此基礎(chǔ)上對煤炭行業(yè)知識進行流程固化，通過數(shù)據(jù)描述語言進行轉(zhuǎn)化積累，從而形成煤炭行業(yè)知識圖譜，由點及面推進向企業(yè)全業(yè)務(wù)鏈、價值鏈的滲透延伸。
加快數(shù)據(jù)驅(qū)動下管理變革轉(zhuǎn)型，增強信息安全保障能力。隨著煤炭行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的深入推進，必然帶來煤炭企業(yè)生產(chǎn)組織模式與管理方式的調(diào)整，管理者認知水平、組織體制、管理方法、人才儲備等因素，都可能制約數(shù)字化智能化建設(shè)應(yīng)用效果。煤炭企業(yè)需打破過去以物理世界為中心的組織模式和管理模式，圍繞數(shù)字化智能化重塑企業(yè)的戰(zhàn)略愿景、業(yè)務(wù)流程、組織架構(gòu)、管理文化等，持續(xù)加強人才培養(yǎng)，尤其是具備煤炭技術(shù)與數(shù)字技術(shù)知識融合的跨界復(fù)合型人才，并加大力度強化信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全動態(tài)防護，推進網(wǎng)絡(luò)安全風險態(tài)勢感知、預(yù)警和應(yīng)急處置能力建設(shè)。
建設(shè)煤礦行業(yè)云平臺，打造行業(yè)數(shù)據(jù)生態(tài)圈。煤炭行業(yè)具有產(chǎn)業(yè)鏈條長、輻射范圍廣、上下游關(guān)聯(lián)度強，生產(chǎn)運營涉及眾多學(xué)科專業(yè)知識，地質(zhì)條件和生產(chǎn)場景復(fù)雜多變，生產(chǎn)設(shè)備區(qū)應(yīng)用種類繁多等特點。通過建設(shè)煤礦行業(yè)云數(shù)據(jù)平臺，構(gòu)建煤炭企業(yè)—煤機企業(yè)—軟件開發(fā)企業(yè)—ICT企業(yè)間數(shù)據(jù)流動、交換、共享路徑，打破行業(yè)數(shù)據(jù)孤島，形成共贏數(shù)據(jù)生態(tài)圈，才能激發(fā)煤礦行業(yè)數(shù)據(jù)價值潛力。
建立國家級的煤礦安全生產(chǎn)智能化平臺。將煤炭生產(chǎn)的主要危險源、高危作業(yè)崗位、安全生產(chǎn)監(jiān)測系統(tǒng)等信息納入平臺，進行重大工程作業(yè)的全流程安全管控，實現(xiàn)煤炭生產(chǎn)、利用全流程智能化運行。構(gòu)建基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的安全感知、監(jiān)測、預(yù)警、處置及評估體系，提升煤炭企業(yè)安全生產(chǎn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平，培育“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+安全生產(chǎn)”協(xié)同創(chuàng)新模式，實現(xiàn)重大災(zāi)害的智能預(yù)測預(yù)警、救援快速響應(yīng)、應(yīng)急物資快速配置。
建立國家級的煤炭交易監(jiān)管平臺。建設(shè)“國家級—行業(yè)級—省級—企業(yè)級”4層架構(gòu)的國家煤炭交易監(jiān)管平臺，涵蓋生產(chǎn)端、銷售端、用戶以及物流服務(wù)商、銀行保險金融機構(gòu)等各環(huán)節(jié)?；谛乱淮畔⒓夹g(shù)實現(xiàn)對煤炭資源的存量信息、消耗量信息、交易信息等全面及時可靠采集，對煤炭資源的實時交易信息進行監(jiān)管；基于區(qū)塊鏈技術(shù)實現(xiàn)煤炭交易的透明化、公平化，提高市場對煤炭生產(chǎn)消費的引導(dǎo)水平，保障我國能源交易安全。
建設(shè)智慧礦山、推進煤炭綠色低碳發(fā)展是長期、復(fù)雜的系統(tǒng)工程，是一場廣泛而深刻的系統(tǒng)變革，需要舉全行業(yè)之力量、集全行業(yè)之智慧共同努力實現(xiàn)。
責任編輯：沈馨蕊
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