■ 本报记者 范毓蓉 王 婧 王 辉
编者按:在“双碳”目标背景下,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高质量发展的核心驱动力。当前,我国煤矿智能化处于怎样的水平?未来发展方向和前景如何?对此,本报记者日前采访了中国工程院院士、中国矿业大学(北京)原校长葛世荣。
记者:我国正以科技创新、数智科技推动煤矿智能化建设,这对我国煤炭行业转型发展有着怎样的重要意义?
葛世荣:我国在产煤矿有2800余处,约有85%的煤炭产量来自地下600~1000米深的矿井,属于世界上深部矿井最多、矿井灾害最严重、煤炭产量最多的国家。这样“三多”因素叠加,以及煤炭的战略地位,决定了我国推进煤矿智能化建设具有非常重要的意义,不仅能为煤炭清洁高效利用提供技术支撑,更是推动行业向高端化、绿色化发展的有效手段。
煤矿智能化建设的目标可概括为“减人、增安、提效、降碳”。“少人则安、无人则安”,煤矿不仅要实现“不死人”,还要做到“不伤人”,通过生产装备机器人化、生产作业远程监控,把矿工从脏累险重的岗位换出来,避免患上尘肺病、关节炎等职业病,同时提高采煤效率,推动传统行业向高端化转变。利用智能化技术优化生产工艺,推动使用先进节能装备,还能降低能耗,促使煤矿用能从柴油、煤电向绿电、氢能转变。可以说,智能化是推动煤矿行业高端化、绿色化发展的关键动能。
记者:目前我国煤矿智能化建设现状如何?智能化领域有哪些最新核心技术、工艺和装备成果?
葛世荣:我国已建设1649个智能采煤工作面和掘进工作面,应用1800多台矿山机器人和600多台无人驾驶矿车。拥有智能化工作面的煤炭产能,占全国煤炭产能近60%,这些煤矿安全性平均提升了50%。可以说,智能矿山建设已经取得显著成效。但我国煤矿智能化建设整体还处于初级智能化阶段偏上水平,生产运维仍需近50%的人为干预。目前已建成的智能化系统可靠性还不够高,除个别先进煤矿外,其他煤矿很多智能生产设备难以连续常态化运转。智能化从初级到中级阶段需要5~10年,中级智能化煤矿将实现半自主化操作,人为干预度降至20%。达到高级智能化后,采矿作业中人工干预度将小于5%。所以,我们还有很长的路要走。
记者:对标国际煤炭行业,我国推进煤矿智能化建设有哪些领先优势?存在哪些短板?
葛世荣:我国推进煤矿智能化有着得天独厚的优势。首先,我国是全球最大采煤国,智能化技术和装备有着丰富而广阔的应用场景。其次,我国是举全行业之力在推进智能化,建成的智能化采掘工作面数量最多,研发推动力和企业主动性最强。再次,我国采煤机、掘进机、刮板输送机等大型智能化采煤装备实现了自主制造、自给自足,装备智能化和自动化整体水平和国外持平,个别方面超过了国外技术。
记者:我国提出到2025年大型煤矿和灾害严重煤矿基本实现智能化,到2035年各类煤矿基本实现智能化。实现既定目标,面临哪些困难和挑战?煤矿智能化长远发展前景如何?
葛世荣:目前,煤矿智能化面临的最大问题是系统智能化和智能系统化发展不平衡。企业十分注重智能装备使用,按掘进、开采、运输、洗选、安控等环节逐步推进,同时也造成系统之间不兼容,出现“数据孤岛”等情况。而且,制约智能化水平的数据智能、算法智能、传感智能和控制智能技术还不够先进,矿山物联网还不够完善和稳定,导致智能生产常态化率偏低。我们团队正在研发煤矿智能常态化评价指标体系,通过一系列定量和定性指标来衡量煤矿智能化常态运行程度,推动和指导煤矿企业有效开展智能常态化建设。
记者:我国平均每天约有50万人在地下作业,煤矿智能化建设目标之一是“减人”,会造成煤矿人员冗余吗?对人才建设带来了怎样的挑战?
葛世荣:煤矿智能化不会导致大量人员冗余和失业。一方面,智能化发展减少了地下作业人员,但同时新增了很多地面工作岗位,让矿工从脏累险重岗位撤出来,转而从事更高级、更有尊严的地面数智工作。另一方面,随着人口总量减少,现在煤矿已出现招工难的问题,用机器人、远程操控代替现场人力劳动,可以解决煤矿缺员问题。
从机械化采煤到智能化采煤,从高质量发展到智能化绿色化发展,我国正在加快形成煤炭工业新质生产力。要加快形成与智能化生产相匹配的新型管理模式,包括制度、安全规程、劳动组织、岗位设置、人才培养和使用、分配机制、考核激励等,为此,中国矿大(北京)正在研究智能化煤矿劳动组织转型和职业重塑课题。