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两会代表委员为煤矿智能化建言献策

 

 

在今年的全国两会上,全国人大代表、山东能源集团党委委员满慎刚特别关注煤矿智能化建设,带来了2份建议,分别是《关于支持煤炭企业加快智能化开采的建议》和《关于加快煤炭企业井下机器人研发与应用的建议》。

 

“随着我国煤机装备制造业快速发展,智能开采推动了煤炭生产的技术革命。这是煤炭开采技术发展的必然趋势,是煤炭行业安全高效生产的迫切需要,是降低工人劳动强度、实现矿工体面劳动幸福生活的重要举措,更是促进煤炭工业高质量发展的客观要求。”满慎刚说。

 

进一步加快智能化建设速度

 

近年来,山东能源集团加快煤矿智能化建设速度,在全国煤炭系统率先取消煤矿夜班生产。满慎刚介绍,近3年,山东能源集团累计装备投入资金145.6亿元,是前3年的2.1倍;智能化工作面由6个增至51个,增长7.5倍,自动化、智能化率达45.5%;快速掘进线由34条增至70条,综掘率达到68.2%;取消夜班的矿井由20对增至36对。其中,权属枣矿集团实现了山东省内11对矿井智能化工作面全覆盖,建成全国首个智能化开采矿区。

 

但是,一些煤炭企业智能化开采还存在认识不到位、研发投入相对不足、高端人才缺乏、智能化水平不高等问题。

 

针对这些情况,满慎刚建议将智能化开采纳入国家能源技术创新战略、人工智能发展战略和国家能源发展“十四五”规划。“通过加强顶层设计,建立协调机制,统筹协调部署,加大投入力度,确保智能开采技术创新有力有序推进。”满慎刚说。

 

满慎刚建议有关部门对煤炭企业加快智能化开采给予政策支持,完善保障措施,鼓励企业开展智能化开采;研究制定相关金融、财税、信贷等优惠政策,鼓励煤炭企业推广使用智能化开采的新装备、新技术、新工艺,降低工人劳动强度,提高煤炭开发利用效率。

 

“可以围绕煤炭绿色智能无人化开采需求,搭建开放合作的研发平台,促进产学研用的深度融合。”满慎刚表示,要高标准建设智能化开采国家重点实验室、国家工程研究中心,引导煤炭开采企业、科研单位、高校等联合开展深部煤炭资源开采关键技术研发,以液压支架跟机智能化、采煤工作面智能切割、视频监控、远程集控、智能化集成供液控制等技术为重点,开展科技攻关,推动科技成果产业化,提高煤炭工业创新力和竞争力。

 

满慎刚建议,要树立“少人则安、无人则安”理念,大力推广先进经验做法,持续推进取消夜班作业、五天工作制等生产组织方式变革;严格执行国家《煤矿井下单班作业人数限员规定(试行)》,借鉴山东省关于冲击地压矿井采掘工作面限员规定等,建设一批单班不超百人矿井。

 

“要从行业层面大力实施创新驱动战略。”满慎刚建议,推进人工智能与煤矿安全生产融合,通过互联网、大数据、云计算、传感网等先进技术,对煤机装备进行智能化改造,促进煤矿生产调度系统、安全监测监控系统等有机衔接,促进煤炭工业发展方式的转变、产业结构的优化升级和生产力水平的整体跃升。

 

用机器人提高安全系数和生产效率

 

智能化建设有助于提升煤矿安全生产水平。在众多技术中,满慎刚认为井下机器人的研发应用对于提高安全系数和生产效率尤为重要。

 

据统计,截至2019年底,全国共有约5300处煤矿;在200多万从业人员中,从事采煤、掘进、运输等危险繁重岗位人员达60%以上。煤炭生产陷入专业技术人员不足、一线职工招录难、年龄急剧老化的窘境。在全国正常生产煤矿中,单班入井人数在800人以上的有78处,其中900人以上的还有36处。

 

“加快煤矿井下机器人研发与应用是解决这些问题、实现‘从减小灾害损失到减轻灾害风险’的重大举措。”满慎刚说。

 

满慎刚介绍,近年来,山东能源集团加大井下机器人的研发与应用,部分生产工作面实现了“有人巡视、无人值守”,实现井下固定岗位无人值守和远程操作,大幅度减少井下作业人数,提高了煤矿安全保障水平。

 

“机器人化开采大约可减人80%、降低成本40%。年产500万吨的传统煤矿,井下约有500人;机器人化开采后,井下人员可以少于80人。”满慎刚说。

 

满慎刚建议有关政府部门完善扶持政策、制定标准,支持煤炭企业与国内外科研单位、机器人制造企业开展合作,坚持应用导向,推进相关科技成果应用转化,并提供相关政策和信息服务;加大政策激励,吸引社会各界科研力量和资金进入煤矿机器人的研发和大规模商用中来,形成产学研用各个主体共创共享的发展格局。

 

“可结合国家煤监局制定的《煤矿机器人重点研发目录》,引导煤炭企业积极与国内外科研单位、机器人制造企业合作,研究应用煤矿采掘、运输和救援机器人,攻克掘进机自动定位截割、锚杆自动钻装、放顶煤自动识别控制等关键技术。”满慎刚说。针对煤矿井下作业环境复杂多样,他建议在能源动力技术、导航技术、通信技术、可靠性技术等方面进行专项攻关,尤其要保障井下机器人具有防爆、防尘、防潮、防水、抗腐蚀等功能,可实现故障诊断与容错控制等,解决井下机器人的稳定性和精准度问题。

 

同时,满慎刚建议大力研发推广工作面巡检机器人,利用巡检机器人搭载三维激光扫描设备、红外成像仪、高清摄像仪等装备的集成平台,为智能化开采控制提供运载平台,通过自动跟机巡检、工作面快速巡视、故障点专项巡检等方式,为打造工作面“无人操作、无人巡视”的智能化生产模式提供技术支撑。

 


 

 

在采访全国政协委员、中国矿业大学(北京)原副校长姜耀东时,记者看到了一个提案答复函。

 

“我在2019年全国两会期间,提交了《关于加大智能矿山建设支持力度的提案》,建议国家以更大的力度支持人工智能、大数据、互联网与实体经济制造业深度融合,加快推进智能化矿山建设,推动我国矿业产业层次创新能力、质量效益提升,实现矿山行业安全、高效、经济、绿色与可持续发展。”姜耀东表示。

 

该提案提交后,得到了国家政府相关部门的高度重视,姜耀东在2019年8月收到了国家能源局关于政协提案的答复。更让姜耀东欣慰的是,2020年3月,国家发改委、国家能源局等八部委联合印发了《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》,“这将进一步加快煤矿智能化发展步伐,提案对这个文件的出台有推动作用”。

 

“煤炭行业的智能化建设直接关系我国国民经济和社会智能化的进程。”姜耀东说,煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑,将人工智能、工业物联网、云计算、大数据、机器人、智能装备等与现代煤炭开发利用深度融合,形成全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的智能系统,实现煤矿开拓、采掘(剥)等过程的智能化运行,对于提高煤矿安全生产水平、保障煤炭稳定供应具有重要意义。

 

在新一轮的矿山智能化建设浪潮中,姜耀东认为自己所在的矿业类高校将承担科研攻关和人才培养的双重责任,责任重大。

 

“在过去的一年中,国内矿业相关高校在新一轮矿山智能化建设方面都有所行动,主要是在科学研究和人才培养方面。”姜耀东说。

 

据介绍,他所在的中国矿业大学(北京)于2019年4月成立了国内首家智慧矿山与机器人研究院,聘请中国工程院院士王国法为院长。智慧矿山与机器人研究院将抓住国家战略需求,从大数据、人工智能、机器学习和机器人等方面进行深入研究,集中优势资源,打破现有结构体制和机制,开启学院人才培养和科学研究的新局面。此外,中国矿业大学(北京)新增加了机器人工程专业。

 

2019年11月,中国矿业大学(北京)与中国联通、中国煤炭科工集团签署地下空间5G技术创新应用联合实验室组建协议,充分发挥产学研用一体化融合优势,打造国家级煤炭行业5G及创新ICT技术的科研领军平台,实现多项关键技术突破,推动全国智慧矿山建设。

 

“据我所知,国内其他矿业类的高校也都在行动。”姜耀东说,例如,2019年12月,在北京举办的“无人矿山专题研讨会”,汇聚了智能矿山领域的著名学者、顶级专家和业界精英,构建了一个开放融合多元的合作交流平台,推动智能矿山领域的技术创新和产业落地。

 

姜耀东呼吁:“为进一步落实对智能采矿的教学研究、给我国智能采矿技术打下良好的基础,在人才培养方面,应尽快组建智能采矿专业建设委员会和产学研合作联盟,制定智能采矿人才培养目标、培养要求和课程体系,以国家‘双一流’建设为契机,努力营造强本拓新、转型发展的办学环境,助力矿业工程学科的发展。”

 

“建议煤矿企业进一步开展强基固本建设;建议国家相关部门从政策层面加大智能化支持力度,对采用智能化的煤矿企业给予税收政策支持,对智能装备制造企业给予人才政策倾斜。”姜耀东表示,“目前来看,从国家到地方,政策已经相对到位,各省都已经出台或正在积极酝酿出台相应的政策,煤矿智能化时代一定会到来。”

 

 

“大带宽低延时、全智能无死角、全天候全覆盖……随着国家加快新基建建设速度,5G技术已站在了政策的风口。”全国人大代表、合肥工业大学教授、合肥工大高科信息科技股份公司董事长魏臻说。

 

随着工业物联网、人工智能技术与各行各业的日益深度融合,矿产矿业也正在借助科技力量加速实现向高端制造发展的目标,亟需打好可满足企业内全要素连接的网络基础,满足生产流程对全覆盖、大带宽、高实时的业务发展需求。

据介绍,现阶段,我国矿井井下大巷运输的主要方式是轨道机车、胶轮车。轨道机车、胶轮车在运行中产生了车皮、物料及其流转过程产生的海量数据。“我们需要在保证安全的前提下,实时掌握这些海量生产数据并作出科学决策。”魏臻说。另外,无人驾驶技术在矿井井下的应用需求也在不断升级,井下空间环境受限、有防失爆要求,需要极低延时采集图像信息并将其提供给高速计算设备进行深度学习,还需要及时获取相关人、车、物的机器视觉信息。

 

“5G技术与人工智能、决策控制、定位跟踪、安全防护等技术的结合,可实现运输车辆、路线、时间的统一调度,成倍提升井下运输效率,彻底扭转井下运输中事故多发的被动局面,具有革命性意义。”魏臻说。

 

魏臻表示,面向矿山行业高质量发展需求,“5G+矿业”的融合将会带来质的飞跃,智慧矿山建设将再上台阶,向着全面智能化发展。

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