中国煤炭科工集团有限公司(以下简称中国煤科)是国务院国有资产监督管理委员会监管的中央企业,拥有涵盖煤炭行业全专业领域的科技创新体系。自成立以来,中国煤科致力于煤炭安全绿色智能开发和清洁高效低碳利用。
当前,中国煤科形成了集基础研究、技术研发、装备研制、工程示范、检测检验、战略智库于一体的科技创新和技术服务体系,发展形成了煤机智能制造、安全技术装备、清洁能源、设计建设、示范工程、新兴产业六大高新技术板块。中国煤科积极推动了我国采煤工艺的历次重大变革,攻克了一系列行业重大关键核心技术难题,形成了智能开采、智能掘进、智能运输等煤矿全系统智能化核心技术和装备,引领了全国煤矿智能化建设。尤其是“十三五”以来,中国煤科坚定不移地实施“创新驱动、聚焦主业”战略,围绕煤炭开发利用重大科技需求,集中优势资源开展应用基础研究、关键核心技术、前沿引领技术、战略新兴技术、重大产业技术等攻坚,在智能化煤矿建设、煤矿灾害防控等领域形成了技术装备的领先优势。
煤炭行业智能化建设虽然取得了重要成果,但现有的煤矿智能化基础理论体系、技术和装备支撑保障能力与智能化煤矿建设的需求和愿景还存在很大差距,面对“十四五”新征程和能源革命目标下的行业高质量发展新需求,中国煤科作为煤炭行业技术研发的“国家队”、煤炭开发原创技术的策源地,应积极总结其主导下的煤矿智能化技术和装备创新研发成果,梳理当前行业智能化深入发展的“痛点”及“卡点”,提炼煤矿智能化建设新阶段的行业“需求点”和中国煤科“切入点、发力点”,稳盘开拓,形成丰富的煤矿智能化建设解决方案,持续引领煤矿智能化技术创新和支撑行业高质量发展。
中国煤科煤矿智能化建设创新成果
提出煤矿智能化分类分级发展科学思想
中国煤科组织开展了“煤矿智能化分类、分级技术条件与评价指标体系”“智能化采煤工作面分类、分级与评价指标体系”等系列标准的研究制定,充分考虑我国不同区域煤炭生产技术条件的多样性和差异性,保证了智能化煤矿建设水平综合评价的科学性、合理性及准确性,也充分调动了复杂条件矿区发展智能化开采的积极性。同时,煤矿智能化分类分级发展思想(图1)不仅可为煤矿智能化建设验收提供科学评价,而且可为建设新的智能化煤矿和已生产煤矿的智能化升级改造提供设计依据。
图1 煤矿智能化分类分级发展科学思想
图2 数字煤矿智慧逻辑模型
形成煤矿智能化基础理论
中国煤科针对煤矿智能化巨系统缺乏统一数据模型、传感器数据不完备、跨系统数据融合等难题,提出了统一的多源异构数据融合处理方法,即建立“分级抽取-关联分析-虚实映射”的数据逻辑模型(图2),构建完整的煤矿井下跨系统全时空信息数字感知体系,形成集井下现场生产状态、采掘空间信息、煤机装备状态、风险信息等多参量、多尺度、全时空特性的数据感知方案,从而解决数据实时连接及迭代更新的难题;并提出了基于“ABCD”的智能化煤矿系统耦合技术,“ABCD”即人工智能()、区块链(Blockchain)、云计算(Cloud computing)、大数据(Big Data)。
提出智能化煤矿巨系统顶层架构
智能化煤矿一般包含上百个子系统,系统之间层级逻辑交叉,是一个开放的复杂巨系统。针对智能化煤矿系统的特点,中国煤科首次提出了智能化煤矿巨系统顶层架构及耦合关系。智能化煤矿巨系统建设需要以先进、智能、高可靠的生产装备为基础,以智能化综合管控平台为支撑,以智能协同、实时交互为手段,构建地质信息、生产执行、辅助运输、洗选加工、综合调度等智能引擎,形成覆盖生产、生活、办公、服务各个环节的便捷高效的煤矿综合生态圈,如图3所示。
图3 智能化煤矿巨系统顶层架构
图4 智能化煤矿十大应用系统
开发智能化煤矿十大应用系统关键核心技术与装备
智能化煤矿要求开拓设计、地测、采掘、运通、选煤、安全保障、生产管理等主要系统具备自感知、自学习、自决策与自执行的基本能力。因此,中国煤科集中力量,重点建设了智能化煤矿十大应用系统(图4),包括信息基础设施、智能地质保障系统、智能掘进系统、智能开采系统、智能主煤流运输系统、智能辅助运输系统、智能通风与压风系统、智能供电与供排水系统、智能安全监控系统、智能洗选系统、智慧园区与经营管理系统,实现了煤矿智能化建设从总体基础平台到井下采掘运系统和井下安全系统,再到煤矿辅助保障系统的全面升级。
研发了 4 种模式智能化开采成套技术和装备
基于综合机械化开采技术与装备的前期积累,中国煤科针对薄煤层和中厚煤层,首创了智能化无人开采模式;针对厚煤层,研发了大采高智能耦合人机协同高效开采模式;针对特厚煤层,研发了智能控制与人工干预融合的智能化综放模式;针对大倾角等复杂难采煤层,研发了机械化+部分智能化综采模式。上述4种模式的智能化开采成套技术和装备(图5),不仅实现了在薄煤层无人开采和超大采高智能化开采方面世界最小采高、最大采高和效率极限的突破,更是解决了复杂难采煤层由不能安全高效开采到能够安全高效开采的难题。
图5 4种模式智能化开采成套技术和装备
研发了超大采高综采综放核心技术
为了实现超大采高工作面安全高效开采,中国煤科提出了基于支架与围岩耦合的超大采高液压支架自适应控制技术,研发了超大采高工作面人-机-环智能耦合高效综采综放模式。针对山东能源集团金鸡滩煤矿硬质煤层冒放性差的特点,中国煤科采用小采放比开采模式,增加了割煤高度,利用围岩扰动改善了顶煤冒放性能,实施了超大采高综放开采,研制了硬煤超大采高综放开采成套装备,优化了工作面大梯度过渡技术及端头区多设备联合支护方案,创新研发了强扰动高效放煤机构及“记忆+远程干预”放煤系统,创建了具有主动感知、自动分析、系统协同性能的安全、高效智能综放工作面,实现了8~12 m硬质特厚煤层安全、高效开采,创造了月产202万t的单产和效率最高的世界纪录。
建立基于全时空感知的煤矿安全闭环管控技术与装备体系
中国煤科积极推动建立基于全时空感知的煤矿安全闭环管控技术与装备体系(图6),从隐患排查计划、执行、上报、治理、督办、验收、核销的全过程闭环管控,及时明确各环节的责任,确保整个工作高效率、高质量地完成。煤矿安全闭环管控技术与装备体系特征包括实现隐患排查计划管理、智能化隐患排查管理、智能化隐患治理与督办、智能化隐患验收与核销和智能化数据分析,从而及时发现存在的问题,为下一周期的安全管理决策提供科学依据,以实现煤矿安全生产科技的进步。
图6 煤矿安全闭环管控技术与装备
图7 煤矿机器人系列关键技术
提出煤炭智能柔性开发供给体系
为充分发挥煤炭为能源安全兜底、为国家安全兜底的保障作用,中国煤科率先提出了建立以煤矿智能化为支撑的煤炭智能柔性开发供给体系,提出了煤炭智能柔性开发供给的建设思路,建立了煤炭智能柔性开发供给响应模型,提出了煤炭智能柔性开发供给运行模式。煤炭智能柔性开发供给体系以煤矿生产系统柔性和运输柔性为核心,生产系统可根据外部市场的需求变化进行生产能力的动态响应,将新一代信息技术与煤炭开发、运输、仓储、需求预测等进行深度融合,建立以数字化为基础、智能化赋能的多层次网状煤炭开发供应链,实现对煤炭需求的超前精准预测;并基于预测结果对煤炭生产、运输、仓储等进行自动智能优化调节,以实现煤炭资源安全、高效、稳定、柔性供给。
创新研发煤矿机器人(智能装备)系列关键技术
用机器人替代井下作业、安控和应急救援的人工作业是建设智能煤矿的新要求。中国煤科开展了煤矿机器人集群开发应用,多工种机器人协同工作,煤矿机器人系列关键技术如图7所示。通过装备的拟人化来完成工作面的破煤、装煤、运煤、顶板支护和采空区处理等5个关键环节的无人化智能生产,采煤机截割轨迹和截割高度自动调整,液压支架自动调整初撑力及安全阀开启压力以满足开采空间的安全维护,刮板输送机自动调直以保证工作面平整,采煤机和带式输送机运行速度协调统一,实现机器人群组的智能感知、精准控制和群组协调。同时,通过构建物联网系统,保证了采-装- 运-支等工序环节各机器人群组的无人操作、群组协同和自动化运行。
主导建立煤矿智能化技术标准体系
为提高智能化煤矿建设的效率和质量,中国煤科构建了煤矿智能化标准体系框架(图8),包括井工煤矿智能化标准体系与露天煤矿智能化标准体系。其中,井工煤矿智能化标准体系包括:通用基础、支撑技术与软件、煤矿信息互联网、智能控制系统及装备、安全监控及防控装备、生产保障6个部分。受国家部委委托,中国煤科起草制定了《煤矿智能化建设指南(2021年版)》《智能化示范煤矿验收管理办法(试行)》等政策文件。同时,中国煤科积极推进标准国际化进程和参与国际标准化组织,争取国际标准和国际合作的话语权。
图8 煤矿智能化技术标准体系
解决煤矿智能化高质量发展中的痛点问题
统一认识 坚定煤矿智能化建设信心
智能化煤矿建设是高新技术融入矿山场景、渐进迭代的发展过程,不可能毕其功于一役。然而,一些企业对煤矿智能化的认识和理念不统一,片面强调实用化和投入产出立竿见影等要求,消极地把煤矿智能化建设看成是“面子工程”。另一种错误倾向是虚化煤矿智能化建设内涵,以应付上级要求和应付检查为出发点,不讲实效。
在建设能源强国和推进能源革命的新发展阶段,传统的煤矿粗放式生产方式已不可持续,煤矿智能化是行业高质量发展的必由之路,早走晚走都得走,不走死路一条。应以国家八部委印发的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》和《智能化煤矿建设指南(2021年版)》为指导,统一认识,弃虚向实,切实推进煤矿智能化高质量建设。要科学进行顶层规划,以相关标准为依据,统一架构、统一标准、统一术语,反对概念滥用,规范智能化煤矿数据中心、主干网络、云平台及智能化掘进、采煤、运输等。要坚定煤矿智能化建设的信心,积极攻坚克难,坚定不移地走煤矿智能化之路,为实现煤矿智能化的美好愿景而奋斗。
因矿施策 分类分级建设智能化煤矿
我国煤层赋存条件复杂多样,不同煤层赋存条件矿井开展智能化建设的技术路径、难易程度、效果等均不相同,因此我国煤矿智能化建设总体呈现非均衡发展态势,主要体现在智能化建设基础不平衡,智能化建设水平发展不平衡及煤矿不同系统的智能化水平发展不平衡。
因矿施策、分类建设、分期达标、迭代发展是煤炭智能化建设的总体方针。首先,按照分类标准,确定矿井分类,再按照分级标准确定建设内容,参照《煤矿智能化建设指南(2021版)》,坚持创新与复制相结合,学习借鉴先行先试的智能化煤矿的建设经验,结合各自煤矿的具体建设基础、开采条件等制定切实可行的智能化建设总体方案和实施路径,开发建设可迭代发展的系统架构,不断完善系统智能化,推进智能系统化。
多网融合 提高数据通信基础系统能力
网络通信是信息传输的基础,煤矿5G第1阶段的探索和实践应用为其后期深入煤矿生产场景取得了很多宝贵经验,但也充分暴露了诸多实际问题,如不同厂商的5G网络架构不同,无法实现测试联动;5G技术应用与煤矿生产运营管理相对脱节,应用场景匮乏;煤矿5G技术及终端生态匮乏,研发不足。
在5 G网络逐步推广至煤矿井下应用的过程中,需要进一步研究应用5G+F5G+WiFi6的高效、高可靠融合组网技术,研究5G等新一代无线通信技术在井下不同场景的应用;开展井下基站无线发射功率的安全性试验研究,突破应用场景技术制约“瓶颈”,从而提高煤矿数字化、智能化建设中数据通信基础能力,为煤矿各系统的智能分析决策提供支撑。
透明地质 提高智能采掘地质保障能力
现有地质数据尚未全部实现数字化,地质探测技术的探测精度和范围也难以满足煤矿智能化建设的要求;另外,由于目前地质数据的获取主要为采前探测,进而建立地质模型,并未将开采动态的影响考虑到地质模型的建立中,而地质模型主要用于三维动画展示,没有与井下装备跟随煤层开采进行融合。
因此,为进一步提升地质模型及数据对智能采掘的支撑作用,需要拓展矿井不同种类地质数据的智能获取、分类与存储,如地面无人机、井下智能钻探、智能物探、智能遥感探测、智能探测机器人等技术,建立矿井地理信息四维时空数据库;不断完善井上井下瓦斯智能抽采技术与装备、精细探测及全息数字化三维地质模型构建技术、GIS与BIM融合技术等,构建多源融合的统一地理信息服务,并积极推进地质模型与生产服务深度融合。
采掘协同 突破采掘平行作业“瓶颈”
受强干扰、高粉尘、狭长作业空间等因素影响,大多数掘进工作面目前尚未形成综合机械化作业方式,整个掘进工作面的掘、支、锚、运等操作仍需要依靠装备和人工作业结合才能完成,造成掘进工作面现场操作人员较多,安全保障性不足,推进效率较低,且无法实现掘支平行作业,导致采掘失衡、掘支失衡的问题突出。
为实现采掘协同,需要针对性地开展不同类型煤层赋存条件下巷道快速掘进基础理论与关键共性技术、装备的研发与应用,重点突破掘支平行作业关键技术,实现快速掘进;开展基于5G的智能化掘进机与全自动锚杆(索)钻车,基于UWB技术的掘进机精确定位、智能截割、远程集中控制等技术的研究应用,探索适应不同煤层条件的智能快速掘进新模式。
优化配套 攻克复杂工作面智能化开采复杂条件工作面一般具有高地压、大变形、矿压显现强烈,顶板、煤壁破碎,煤层变化幅度剧烈等综合性问题,现有煤机装备不能完全适应上述条件的工作面或在此类条件下使用效果不佳,综采设备可靠性、自适应控制及协同推进技术有待突破,工作面设备的智能决策能力有待提升。
针对复杂条件工作面的开采需求,首先要全面提高智能化综采装备的适应性和可靠性,推广应用新一代智能网络型电液控制系统、数字油缸、高可靠性智能传感器、数字孪生技术等,并逐步突破复杂条件下采煤机智能调高、液压支架自适应耦合支护协同控制、工作面自动调直、端头和超前支护自动推移等难点,实现复杂开采条件下薄煤层和中厚煤层工作面的无人值守常态化,以及远程控制采煤。
统一标准 实现智能化巨系统兼容耦合
煤矿掘进系统、开采系统等上百个子系统组成了一个复杂的巨系统。由于系统分期建设等原因,造成各系统层次不齐、数据格式不统一、通信协议多样化、系统相互之间难以兼容耦合,从而导致信息传输受阻、整体稳定性差,无法充分发挥智能化系统的功能。
因此,为实现多系统业务兼容和智能协同作业,需从顶层构筑好数据治理架构,统一数据标准,基于微服务的架构设计思想,开发应用统一技术架构的智能化煤矿综合管控平台,实现各业务系统的监测实时化、控制自动化、管理信息化、业务流转自动化、知识模型化、决策智能化,以及实现煤矿井下各系统的数据融合与统一协调管控。
突破共性技术 推进煤矿机器人集群研发应用
2019年,原国家煤矿安全监察局制定并公布了《煤矿机器人重点研发目录》,希望通过机器人技术将工人从繁重危险的地下采矿作业中解放出来。然而,煤矿机器人续航管理、防爆材料等基础共性关键技术仍存在很多“瓶颈”,已推出应用的煤矿机器人产品多以巡检为主,局限性较大。
面对煤矿复杂条件,需要研发高适应性的机器人行走机构和重载执行机构、防爆动力和轻量化技术,研发井下锚护、钻探、喷浆类机器人,加快研发探水钻孔、防突钻孔、防冲钻孔等钻探机器人,研发巷道清理机器人、煤仓清理机器人、水仓清理机器人等各类作业机器人,研发智能装备和机器人从设计到使用全生命周期管理系统,推进井上井下机器人集群管控和协同作业技术研究与应用。
系统智能与人文智慧融合 建设煤矿智慧生态
系统智能是指矿山运行系统具有全流程人-机- 环-管的数字互联高效协同,智能决策自动化运行的能力。人文智慧是指人的智慧在矿山运营中起决定性作用,借助信息通信技术和人工智能技术,将管理者的思想变成系统决策的依据,提高决策水平,降低劳动强度,实现安全高效、绿色低碳、健康运行。
煤矿智能化建设的步伐不断加快,新兴技术与传统采矿专业的不断深入融合,更需要以人为本,造福职工,创造企业价值。在构建智能煤矿的进程中,需将系统智能服务于职工素养和生产效能的提升,服务于生活理性和人文精神的提升,通过更新生产经营管理思路,建立智能化煤矿管理和岗位规范,以智能化手段为煤矿员工提供技术指导,建设智能化煤矿新生态,助推企业高质量发展。
加强投入 科学评价智能化煤矿建设质量与效益
目前,煤矿智能化建设企业间投入差距较大,一些效益较差的煤矿企业将主要精力及投入放在生产经营上,智能化发展资金不足;煤矿智能化的投入产出存在短期收益不明显等问题,缺少客观、专业、真实反映煤矿智能化投入与效益的评价方法,影响企业继续投入的决心和信心。
智能化煤矿建设的直接效益是减人、增安、提效,在为企业创造价值的同时,更重要的是为煤矿职工创造福祉,让煤矿工人更体面、更幸福地工作。政府也需要从政策和税收等多方面支持煤矿智能化建设,煤炭企业积极落实智能化建设投资,金融投资等企业积极参与和支持智能化煤矿建设。目前,中国煤科正在研究制定《煤矿智能化建设质量与效益评价规范》,建立煤矿智能化建设质量与效益科学评价指标体系。
中国煤科煤矿智能化创新能力建设
加强智能化 协同创新机制建设
中国煤科煤矿智能化工作存在的首要问题是总体统领不足,协调机制缺乏执行力,统一要求落地困难,无法形成共建、共治、共享的统一格局。集团各二级单位虽主营业务各有侧重,但重复现象较为普遍,多元化发展态势欠佳,存在对外市场竞争严重,技术更新慢,服务跟不上等问题。
针对上述问题,中国煤科首先应进一步强化内部协同机制,统一承担大项目,统一承担智慧矿区、智能化煤矿、无人开采工程总体设计研究与项目集成实施,统一区域技术服务,统一大项目协调管理,为行业树立煤矿智能化建设协同推进统一形象;中国煤科也应积极与国家能源集团、陕西煤业化工集团、中煤能源集团、山东能源集团、晋能控股集团等企业建立多种形式的煤矿智能化协同创新机制,开展密切合作,共同推进煤矿智能化高质量发展和创新成果转化。
加大关键核心技术攻关力度
中国煤科在煤矿机械化发展阶段几乎做到了全面覆盖,但是采掘等核心领域的关键装备、零部件、材料、高精度传感器等与智能化建设需求差距明显,与新技术融合的智能终端和智能系统的研发也存在缺失,核心技术支撑能力不足已成为制约煤矿智能化建设的突出问题。
中国煤科义不容辞,需要进一步加强煤矿智能化装备基础理论研究和核心基础零部件、先进基础工艺、关键基础材料等共性关键技术的攻关,力争尽快取得突破。加快推进采掘装备智能化和智能系统化进程,争取在智能化放顶煤技术、超前智能支护、截割路径智能决策等方面取得新突破;加快智能装备产品的代际更新,力求3~5年进行全面的新技术、新产品迭代。
锻造带头人 打造主导专业优势创新团队
群煤矿智能化建设是系统工程,然而目前缺少既深刻理解智能化煤矿又具有交叉专业技术融合创新能力的高水平技术带头人,煤矿智能化涉及的数据分析、系统开发、流程再造、融合应用等专业和复合型开发人才严重不足,无法形成各类业务开发快速调动、高效控制和联动机制。
中国煤科将重点培养煤矿智能化创新团队带头人,选好苗子,创造条件,使其在大项目实践中快速成长。根据各二级单位的主业和人才优势,重点支持打造一批煤矿智能化各主导专业优势创新团队,形成顶层规划与智能化系统耦合、智能感知与通信、智能无人化开采系统、智能采掘运新装备核心技术、煤矿机器人、露天煤矿智能化、智能化选煤等各专业方向的创新团队群,组成中国煤科煤矿智能化建设最强阵容。
倾力打造一批智能化煤矿示范标杆
中国煤科与先行先试企业协同倾力打造了一批智能化煤矿建设示范标杆,为全面推进煤矿智能化建设提供了可复制的经验。在陕西陕煤黄陵矿业有限公司,建成了全国首个智能化无人综采工作面,并正处于持续发展阶段,实现了薄、中、厚煤层智能化开采的全覆盖;在陕煤集团神木张家峁矿业有限公司,通过智能化煤矿巨系统关键技术装备研发与示范建设,实现了92个在用系统的数据服务集成和运营决策优化,形成了煤矿智慧中心管控新模式;在陕煤集团神木红柳林矿业有限公司,聚焦无人智能化开采系统与运维健康保障、智能柔性生产与智慧柔性销售体系、智能化煤矿科普馆的建设,实施矿区与社会协调发展智慧小镇建设;在陕西陕煤榆北煤业小保当矿业公司,建成了“3大平台、2个中心、56个子系统”的智慧矿山生产系统,研发了首套中厚煤层450 m超长工作面成套智能装备并已投入使用。在国能神东煤炭集团有限责任公司上湾煤矿,建成了全球最大企业级5G核心网,实现了8 m以上超大采高工作面的智能化运行;在国能陕西神延煤炭有限责任公司西湾露天煤矿,研究建设了全连续智能开采和端帮连续提升系统,首创了露天矿智能连续开采、连续运输作业循环新方式;在山西天地王坡煤业有限公司,构建了“一云、一网、一中心,一体化综合管控+全煤流协同运行+多点智能应用”智能联动的智能化矿井,开展了基于透明工作面的数字孪生规划截割与人机互馈等全场景智能化应用。
加快设计院业务转型
中国煤科所属北京华宇、武汉、南京、沈阳、重庆等煤矿设计院,先后设计了全国80%以上的矿井,具有丰富的矿井设计经验和数据基础。随着煤炭产业的转型,今后新矿井建设将明显减少,煤矿智能化升级建设成为行业的主要建设任务,煤矿智能化建设模式也必将发生较大改变,传统设计思路和经验不再适应新要求。面对新形势,设计院要加快业务转型。首先是要提升创新研发能力,提高煤矿智能化建设的顶层规划设计水平,发挥好多专业综合优势,多系统融合、多环节组合、全系统技术覆盖、全流程质量把控的优势。通过整合集团公司所属设计院已完成的单项、单位工程设计成果,构建设计素材数据库,探索建立智能化、模块化高效设计方法;逐步推进BIM正向设计取代传统二维或翻模设计,更好地满足煤矿智能化建设市场的设计需求,提高市场适应能力。
强化科技创新基础平台建设
目前,中国煤科在煤矿智能化建设工程上取得了很大进展,但基础理论发展仍相对薄弱,在不断完善煤矿智能化建设体系的同时,仍需强化科技创新基础平台的建设。通过加强煤矿智能化基础技术研发试验条件的建设,为煤矿智能化技术研发提供开放、协作、多领域交叉的研发平台,建设智能化煤矿系统耦合与无人化开采实验室(图9),推动纳入国家重点实验室,增强国家重点实验室智能化开采的支撑力量;同时,加大力度建设国家能源局、应急管理部等层面上的煤矿智能化重点实验室和国家煤矿智能化技术创新平台,以提高煤矿智能化的科技创新能力。
图9 智能化煤矿系统耦合与无人化开采实验室架构
加强智能制造工厂建设
中国煤科在煤矿装备研发体系基础上,发展了国内外最完整的煤矿装备制造体系,北京天玛智控科技股份有限公司(以下简称天玛智控)顺义智能化工厂已建成了智能制造的样板。为适应煤矿智能化建设的装备需要,必须全面加强智能制造能力的建设,以新一代信息技术和装备技术深入融合为主线,推动装备制造向数字化、智能化转型。建立统一的管理机制,加强各二级单位产业链融合,聚焦高端高附加值产品制造;攻克工艺难关,掌握制造核心工艺技术,筑牢智能制造基础;统筹推进智能工厂建设,突破核心产品的智能生产;推进精益管理,建立健全保障机制,稳步推动智能制造发展;以天玛智控智能制造技术团队为基础,首先为集团各二级单位提供智能制造车间建设的技术服务。围绕智能制造装备技术链,加强关键核心技术的攻关,开发应用增材制造、超精密加工等先进工艺技术;围绕智能制造装备产品链,开发面向产品全生命周期和制造全过程各环节的管理软件,支撑装备智能化升级;围绕智能制造装备应用生态,突出以智能单元、车间、工厂等载体应用为牵引,带动智能制造装备迭代升级发展。
加快“煤智云”大数据中心及服务能力建设
加快构建煤炭行业数据产业结构,建立行业数据标准,打通信息交互链条,建设煤炭行业“煤智云”数据中心基础设施及数据、算法、知识模型服务体系,推动煤炭行业企业、设备、系统、产品、技术、服务等全产业链、全要素上云,开展数字产业活动,为煤炭产业上下游政府部门、企业、研究机构及从业者提供全方位的数字赋能;并协同行业企业,形成数据生态。在国家能源局、应急管理部等部委的指导下,协调煤炭企业在数据采集、挖掘、存储应用等方面加大支持力度,联合安监云、安标云、运销云及煤炭企业集团,构建以“煤智云”为中心、企业为单元的分布式煤矿智能化系统数据资源池,打通“煤智云”数据采集、传输、存储、建模、分析、决策支持等全链条数据的应用通道,形成“煤智云”数据服务产业生态和商业模式,推动行业数据价值利用。加强煤机装备、智能化产品和系统远程运维体系及能力建设进程,形成协同数字产业生态。通过专业化运营,推动行业数字化转型。随着云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术的快速发展,数据呈现爆炸式增长。作为储存和计算的基础设施,“煤智云”大数据中心建设是大势所趋,也是建设现代能源体系和柔性煤炭开发供给体系的迫切要求。因此,中国煤科应在国家能源局、应急管理部等部委的指导下,协调煤炭企业在数据采集挖掘和存储应用等方面加大支持力度,加快推进“煤智云”建设,加快构建数据产业结构,建立行业数据标准,打通信息交互链条,为煤炭产业上下游提供全方位的数字赋能,创新远程(云上)专业化、信息化、数字化、智能化综合服务商业模式和新业态。
推动构建智能煤矿(区)新生态
推进新矿井“智能化建井,建智能化矿井”,通过系统智能与人文智慧融合,矿区生态治理、智能绿色煤矿与社会协调发展,建立矿区立体化开发体系和多能耦合低碳发展体系,建设智慧矿山循环工业园、智能化煤矿科普馆和多媒体教育培训系统;促进5G与人工智能、区块链、云计算、大数据等新一代信息技术的紧密结合,支撑国家煤炭生产和交易共享智能化平台,构建现代能源矿业治理技术体系,加快构建高质量智能柔性煤炭开发供给体系,更好地发挥煤炭为双碳兜底、为能源安全兜底、为国家安全兜底的作用。
推动建设智能绿色矿业与社会协调发展国家级综合试验区
推动在西部资源富集区设立智能绿色矿业与社会协调发展国家级综合试验区,设立智能绿色开发技术实验中心与实践基地,建设国家级智能绿色标杆矿井、智慧矿区,高质量开发利用西部矿产资源,将西部资源优势转化为经济优势,引领西部地区产业升级,推进西部大开发形成新格局。在综合示范区打造集矿业科技研发、能源与技术交易、数字产业技术孵化、工业文化展示、地域风情旅游和绿色智慧生活空间等为一体的矿区-城市智慧绿色小镇,深化矿区与城市双向互动,探索融汇绿色能源、绿色生态、智慧物流、数字产业-特色文化的矿区-城市融合的新模式,为资源型地区矿业与社会协调发展建设提供样板。
结 语
煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑,引领煤矿智能化发展是中国煤科的使命和中心任务。中国煤科将继续贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想,立足新发展阶段,贯彻新发展理念,构建新发展格局,深入推进中国煤科总体发展思路,坚持“创新驱动、聚焦主业”战略,面向世界科技前沿、 面向国民经济主战场、面向国家重大需求,围绕构建清洁高效的现代能源体系总目标,以市场为导向、以客户为中心,为行业全面提供智慧赋能、智能装备、安全保障、绿色发展、清洁高效转化利用、智能设计与建设、无人化智能开采成套技术等服务。中国煤科致力于提升先进科技成果供给能力和行业科技引领能力,打造我国煤炭开发利用原创技术策源地和国家战略科技力量,加快建成具有全球竞争力的世界一流科技创新型企业。