煤炭是我國的主體能源,在綠色低碳轉型發展和能源保供中發揮著至關重要的作用。煤礦智能化是新時代推動我國煤炭產業轉型升級的重要途徑,也是落實能源安全新戰略和建設新型能源體系的有效措施。文章以山西省為例,探討煤礦智能化發展的路徑,以期能在推動煤礦智能化方面給予有益的探索和啟發,助推煤炭行業高質量發展。
(一)全國煤礦智能化建設情況
自2020年以來,《關于推進煤礦智能化發展的指導意見》《智能化示范煤礦建設管理暫行辦法》《煤礦智能化建設指南(2021年版)》《智能化煤礦驗收管理辦法(試行)》《關于加快推進能源數字化智能化發展的若干意見》等文件相繼印發,指導各產煤省區、煤炭企業規范開展煤礦智能化建設,不斷提升智能化水平。組織遴選71處國家首批智能化示范建設煤礦。據國家礦山安監局最新數據顯示,截至2023年 9 月,全國共建有煤礦智能化工作面1400個,有智能化工作面的煤礦達730處,產能占比已達到59.5%。
(二)山西省煤礦智能化建設現狀
煤炭產業是山西省的經濟支柱產業。煤礦智能化是山西落實能源安全新戰略和建設新型能源體系的重要舉措。截至2022年底,全省共有煤礦890座,產能13.82億噸/年,位居全國第一,煤礦先進產能占比達到80%。截至2023年12月,山西省國家首批10座智能化示范煤礦已全部建成,其中8座已經通過現場驗收。已累計建成78座智能化煤礦,共計擁有1316處智能化采掘工作面。建成全國首座5G智能煤礦,16個案例入選全國煤礦智能化建設典型案例,占全部案例的20%。
2023年3月,《2023年度全省加快推進煤礦智能化工作方案》發布,對推進山西煤礦智能化建設提出明確目標和保障措施。2023年5月9日,山西省政府辦公廳印發了《全面推進煤礦智能化和煤炭工業互聯網平臺建設實施方案》,提出“2027年,全省各類煤礦基本實現智能化”。2023年6月6日,山西省發改委發布了《關于煤炭產業和數字技術一體化發展的指導意見》,提出“要將煤炭產業打造成為山西省能源領域數字化轉型排頭兵”。這些政策有力地推動了山西煤炭產業管理信息化、生產智能化的建設。
為加快煤礦智能化發展,山西省標委會發布了《智能化煤礦建設規范》《智能化露天煤礦建設規范》等3項地方標準。山西省能源局配套印發了《煤礦智能化建設評定管理辦法》和《指導手冊》,初步形成了從建設到評定的標準體系。2023年以來,山西省能源局持續完善智能化建設標準體系,加快推動《綜采工作面數據共享規范》等5項地方標準發布,啟動《指導手冊》修訂,并與山西省市場監督管理局聯合發布了《山西省煤礦智能化標準體系建設指南(2023版)》,這將對山西省煤礦智能化建設起到支撐和引領作用。
山西全省煤礦智能化創新生態環境建設得到強化。據行業內統計,目前山西省煤礦信息化智能化服務機構約30家,涵蓋產業聯盟、企業、設計公司、高校等服務機構。
從山西省的情況來看,煤礦智能化建設較普遍存在和面臨一些問題,主要表現在以下幾個方面。
(一)各地煤礦智能化建設基礎差異性較大
煤礦地質資源的差異性大。山西省煤礦地質條件復雜,生產系統設備種類多,采掘裝備水平參差不齊。部分智能化項目的安裝及實施,與井下正常生產循環作業存在沖突,改造難度較大。特別是重組整合煤礦儲量少、井型小、歷史負擔重、儲量資源接近枯竭的煤礦企業對2027年基本實現智能化目標有一定的困難。
部分煤礦對煤礦智能化認識存在偏差。有的煤礦定位不切實際,盲目追求“高大上”。有的企業由于對智能化建設認識不足、投入較大、部分技術不成熟等原因,依然等待觀望、裹足不前。
煤礦智能化面臨“信息孤島”挑戰。煤礦企業信息化建設起步早,各類信息化子系統已基本實現了各領域縱向數據集成。由于各系統建設時間較早,系統型號各異,信息通信協議標準各不相同,已有系統之間相互隔離,易形成信息壁壘,影響了煤礦企業信息化智能化的整體效果。
(二)在全面智能化方面尚存在技術上的短板
一是缺少通用性技術解決方案。目前掘進工作面的智能化只實現了點的突破,成套智能化技術裝備或具有普遍適應性的智能化掘進技術尚未突破。通用性較強的技術解決方案仍處于探索階段,尚未形成完善的技術體系。二是尚未形成統一的性能指標數據及標準化的數據接口。隨著煤礦智能化建設的不斷深入,需要集成和適配的軟硬件接口越來越多,對系統整體的穩定性提出了更高的要求,如系統數據接口不適配甚至會干擾了原有系統的運行。
(三)要素保障能力還有待提升
一是缺少專項資金的扶持。山西煤礦數量多、產量大,煤礦智能化建設任務重、投資大。山西省針對煤炭企業資金扶持主要有國家安全改造資金和山西省數字經濟發展專項資金,缺乏與煤炭生產規模相適應的資金扶持計劃和減稅降費政策。二是專業化人才短缺現象突出。煤炭企業難以招募和留用高學歷、高技能的數字人才。當前主要依賴集成商、供應商提供技術服務,但隨著建設項目增多、廠商服務明顯跟不上建設需求。未形成系統的人才培養機制,智能化人才儲備不足。三是煤礦智能化設備檢測機構能力有待提升。目前檢測機構主要有太原煤科院、太重集團的重點實驗室,但是檢測能力有限,山西煤炭智能化系統及相關機械設備企業眾多,缺乏一個專業檢測機構和平臺,在一定程度上制約了煤礦智能化的發展。
(一)進一步提升企業對煤礦智能化建設重要意義的認識
要加大媒體宣傳,組織開展交流活動,宣傳推廣煤礦智能化建設優秀經驗,讓企業充分認識到煤礦智能化在降本增效、安全生產、招工等方面發揮的重要作用。煤礦智能化既是順勢而為的舉措,也是展示企業形象和承擔社會責任的表現。如果企業能夠率先進行礦山智能化改造,發揮行業標桿作用就能夠很好地在市場競爭中占據先機,從而擴大企業的經濟效益,同時也為企業轉型奠定了良好的基礎。
(二)加強煤礦智能化頂層設計
相關部門要完善煤礦智能化建設相關標準。建立健全煤礦智能化建設的監測和評估機制,對項目建設進度、質量、效果等進行全面監測和評估。對一些歷史負擔重、地質資源較差的煤礦建議適當放寬政策要求。企業要結合自身實際做好煤礦智能化建設整體規劃和分層實施計劃,逐步分類推進煤礦智能化建設,實施中要統一信息通信協議標準、數據標準等,同時要重視信息安全問題,確保煤礦生產和數據安全。
(三)加強煤礦智能化人才培養
鼓勵省內院校加強校企合作,優化專業課程設置,開展產學研項目,加大煤炭智能化、數字化人才培養力度,提高人才培養質量。企業要建立人員數字化能力培訓制度,注重培訓的實用性。根據企業需求可有計劃地引進或重點培養技術帶頭人,利用帶頭人的“傳、幫、帶”人才培育模式,盡快達到用 “質量”換 “數量”的效果。完善數字技術人才職業發展晉升通道。
(四)提升煤礦智能化關鍵核心技術裝備創新能力
要充分發揮山西省煤礦智能化建設工作專班作用,加強部門協作,由山西省科技廳牽頭制定發布煤炭產業智能化領域重點研發計劃,發布“揭榜掛帥”榜單,提升煤炭產業智能化領域技術創新能力,加速技術攻關。將煤礦智能化領域發明專利納入專利預審和優先審查范圍,強化成果轉化服務能力。借助煤炭工業互聯網平臺,構建山西省煤礦信息化智能化技術創新平臺。
(五)加強煤礦智能化產業鏈培育
“加快煤礦智能化改造”是山西推進能源革命綜合改革試點重要舉措,有著廣闊的市場空間。要以此為契機,系統推進煤炭企業智能化建設,依托產業優勢,注重培育本地煤礦智能化服務商,提升本地煤炭智能化設備檢測能力,以煤礦智能化帶動電子信息、5G通信、測繪、智能制造、大數據等產業的發展,帶動煤礦智能化產業鏈的發展,推動煤炭上下游產業轉型升級。
(六)加大資金扶持力度
要打好現有政策的“組合拳”,將政策引導作用發揮最大化。研究設立煤礦智能化改造專項資金,支持煤炭企業開展智能化改造。加快推動落實企業智能化相關投入列入企業安全費用提取和使用范圍。將煤礦智能化項目納入國有資本經營預算范圍。鼓勵金融機構為煤炭企業智能化項目提供貸款、債券等多元化融資支持。優化國家級智能化專項資金審批流程,提高審批效率,使符合條件的煤礦企業能夠及時享受到國家的專項扶持資金。
(七)提升煤炭企業持續盈利能力
在煤礦智能化發展趨勢的大背景下,企業應適時對經營管理模式進行改革,確保經營管理的有效性和全面性。要充分挖掘煤礦智能化改造帶來的數據資源價值,提升企業盈利能力。隨著智能化煤礦建設的推進,煤礦需要做好部分替代人員的轉崗分流及相關培訓工作,通過煤礦智能化進一步提升煤炭產業管理精益化信息化水平,充分發揮出智能化數字化對產業發展的積極作用。
作者單位: 閆曉杰、孔祥棟 山西省數字化轉型促進中心;郭高川 山西工程職業學院