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(chǎng)推進(jìn)會(huì)，系統(tǒng)總結(jié)煤礦智能化建設(shè)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，宣傳展示智能化示范煤礦建設(shè)成效，推進(jìn)煤礦智能化建設(shè)進(jìn)程。會(huì)上，中國工程院院士王國法對(duì)當(dāng)前煤礦智能化建設(shè)進(jìn)展、挑戰(zhàn)、未來發(fā)展方向與路徑等方面進(jìn)行了介紹。會(huì)議期間，他接受了中能傳媒記者專訪。他認(rèn)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(shí)現(xiàn)。

(資料圖)

當(dāng)前煤礦智能化建設(shè)進(jìn)展及挑戰(zhàn)

中能傳媒：請(qǐng)問當(dāng)前煤礦智能化建設(shè)進(jìn)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(jìn)，煤礦高可靠融合通信系統(tǒng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)、智能化綜合管控平臺(tái)等先進(jìn)技術(shù)得到廣泛推廣應(yīng)用，供配電系統(tǒng)、主煤流運(yùn)輸系統(tǒng)、供排水系統(tǒng)等實(shí)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(yùn)輸系統(tǒng)、煤礦機(jī)器人、露天礦卡無人駕駛系統(tǒng)等取得了積極進(jìn)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(shí)，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(biāo)準(zhǔn)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(tái)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(duì)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(cè)設(shè)備、關(guān)鍵材料、工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)軟件等仍有瓶頸。

三是片面追求建設(shè)成效顯示度，簡(jiǎn)單場(chǎng)景投入較大，復(fù)雜場(chǎng)景問題解決難度大，資源投入反而少，智能化技術(shù)裝備對(duì)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(yùn)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(shí)現(xiàn)煤礦全系統(tǒng)、全流程、全鏈條智能化的整體推進(jìn)。

未來煤礦智能化發(fā)展路徑探析

中能傳媒：您認(rèn)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(duì)的現(xiàn)實(shí)。煤礦智能化是一個(gè)不斷迭代發(fā)展的過程，理論技術(shù)創(chuàng)新與建設(shè)實(shí)踐相互促進(jìn)。應(yīng)當(dāng)按照基于目標(biāo)導(dǎo)向的煤礦智能化分類、分級(jí)建設(shè)范式與技術(shù)路徑，因礦施策，推進(jìn)全國煤礦智能化高質(zhì)量發(fā)展。

針對(duì)賦存條件簡(jiǎn)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(tái)一體化、系統(tǒng)設(shè)備可靠化、工藝流程精細(xì)化、災(zāi)害防治精準(zhǔn)化、智能運(yùn)行常態(tài)化、管理運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)化、開發(fā)利用綠色化、生產(chǎn)供給柔性化等“十化”建設(shè)，實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)、綠色礦區(qū)、智慧生活。

針對(duì)賦存條件一般的二類煤礦，應(yīng)著力開展“五優(yōu)先、五重點(diǎn)”建設(shè)，優(yōu)先開展固定場(chǎng)所無人值守、智能主輔運(yùn)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(diǎn)突破災(zāi)害精準(zhǔn)預(yù)測(cè)預(yù)警、機(jī)器人集群作業(yè)、一體化綜合管控平臺(tái)、智能地質(zhì)探測(cè)與建模、智能快速掘進(jìn)等技術(shù)裝備的創(chuàng)新研發(fā)與實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)減人、增安、提質(zhì)、創(chuàng)效。

針對(duì)賦存條件復(fù)雜的三類煤礦，應(yīng)開展“人機(jī)協(xié)同智能化”建設(shè)，重點(diǎn)建設(shè)智能化采掘、智能化安控、信息化管理等系統(tǒng)，切實(shí)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(duì)煤礦智能快速掘進(jìn)難題，應(yīng)綜合考慮優(yōu)化巷道支護(hù)參數(shù)、減少支護(hù)工藝流程、提高同時(shí)作業(yè)鉆臂數(shù)量等措施，通過創(chuàng)新巷道掘進(jìn)模式，有效提升巷道掘進(jìn)效率與智能化水平；智能化采煤系統(tǒng)應(yīng)重點(diǎn)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(jī)理孿生建模等難題，實(shí)現(xiàn)基于機(jī)理與數(shù)據(jù)融合驅(qū)動(dòng)的數(shù)字孿生+自適應(yīng)控制智能化采煤；智能輔助運(yùn)輸系統(tǒng)應(yīng)重點(diǎn)突破物料的集裝化運(yùn)輸與自動(dòng)裝卸接駁技術(shù)，探索自主控制無人駕駛技術(shù)，實(shí)現(xiàn)天軌、地軌、無軌三軌融合的智能化連續(xù)運(yùn)輸；加強(qiáng)智能傳感與監(jiān)測(cè)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(shì)精準(zhǔn)預(yù)測(cè)等難題，形成集監(jiān)測(cè)、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(yùn)維管理體系，建設(shè)“智能化服務(wù)平臺(tái)、規(guī)范化流程制度、專業(yè)化運(yùn)維隊(duì)伍、精細(xì)化物資管理”技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系及智能化煤礦運(yùn)維知識(shí)庫，形成以“流程為導(dǎo)向、服務(wù)為核心、技術(shù)為支點(diǎn)”的智能化煤礦運(yùn)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(jìn)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(dāng)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(jìn)行煤炭工業(yè)治理體制、機(jī)制創(chuàng)新，推進(jìn)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(shì)，提出以下建議。

加快煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)，采用統(tǒng)一格式進(jìn)行交換和存儲(chǔ)，使數(shù)據(jù)管理流程和機(jī)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(chǎng)景優(yōu)勢(shì)。

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(shí)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(shí)現(xiàn)“虛實(shí)映射+融合共享”的過程。由于煤礦數(shù)據(jù)具有較強(qiáng)的時(shí)空關(guān)聯(lián)性及事件關(guān)聯(lián)性，因此在進(jìn)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(jí)建設(shè)，形成面向“產(chǎn)、運(yùn)、儲(chǔ)、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(duì)煤炭行業(yè)知識(shí)進(jìn)行流程固化，通過數(shù)據(jù)描述語言進(jìn)行轉(zhuǎn)化積累，從而形成煤炭行業(yè)知識(shí)圖譜，由點(diǎn)及面推進(jìn)向企業(yè)全業(yè)務(wù)鏈、價(jià)值鏈的滲透延伸。

加快數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下管理變革轉(zhuǎn)型，增強(qiáng)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(jìn)，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(rèn)知水平、組織體制、管理方法、人才儲(chǔ)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(qiáng)人才培養(yǎng)，尤其是具備煤炭技術(shù)與數(shù)字技術(shù)知識(shí)融合的跨界復(fù)合型人才，并加大力度強(qiáng)化信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全動(dòng)態(tài)防護(hù)，推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)態(tài)勢(shì)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(tái)，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(qiáng)，生產(chǎn)運(yùn)營涉及眾多學(xué)科專業(yè)知識(shí)，地質(zhì)條件和生產(chǎn)場(chǎng)景復(fù)雜多變，生產(chǎn)設(shè)備區(qū)應(yīng)用種類繁多等特點(diǎn)。通過建設(shè)煤礦行業(yè)云數(shù)據(jù)平臺(tái)，構(gòu)建煤炭企業(yè)—煤機(jī)企業(yè)—軟件開發(fā)企業(yè)—ICT企業(yè)間數(shù)據(jù)流動(dòng)、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(jià)值潛力。

建立國家級(jí)的煤礦安全生產(chǎn)智能化平臺(tái)。將煤炭生產(chǎn)的主要危險(xiǎn)源、高危作業(yè)崗位、安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等信息納入平臺(tái)，進(jìn)行重大工程作業(yè)的全流程安全管控，實(shí)現(xiàn)煤炭生產(chǎn)、利用全流程智能化運(yùn)行。構(gòu)建基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的安全感知、監(jiān)測(cè)、預(yù)警、處置及評(píng)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(shí)現(xiàn)重大災(zāi)害的智能預(yù)測(cè)預(yù)警、救援快速響應(yīng)、應(yīng)急物資快速配置。

建立國家級(jí)的煤炭交易監(jiān)管平臺(tái)。建設(shè)“國家級(jí)—行業(yè)級(jí)—省級(jí)—企業(yè)級(jí)”4層架構(gòu)的國家煤炭交易監(jiān)管平臺(tái)，涵蓋生產(chǎn)端、銷售端、用戶以及物流服務(wù)商、銀行保險(xiǎn)金融機(jī)構(gòu)等各環(huán)節(jié)。基于新一代信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)煤炭資源的存量信息、消耗量信息、交易信息等全面及時(shí)可靠采集，對(duì)煤炭資源的實(shí)時(shí)交易信息進(jìn)行監(jiān)管；基于區(qū)塊鏈技術(shù)實(shí)現(xiàn)煤炭交易的透明化、公平化，提高市場(chǎng)對(duì)煤炭生產(chǎn)消費(fèi)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(jìn)煤炭綠色低碳發(fā)展是長期、復(fù)雜的系統(tǒng)工程，是一場(chǎng)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(shí)現(xiàn)。

責(zé)任編輯：沈馨蕊

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