圖片來自 @視覺中國
近日，在山西煤礦智能化建設現場交流會上，山西省能源局副局長苗還利介紹了該省煤礦智能化的進展，2023 年，山西新建成 81 座智能化煤礦和 498 處智能化采掘工作面，目前全省擁有智能化采煤工作面的煤礦達到了 281 座，年産能達 74750 萬噸，占全省生産能力的 61.91%。苗還利還表示，山西 2024 的目标是再新建 150 座智能化煤礦。
近年來，在制造業轉型、降碳減排等戰略驅動下，煤炭開采、生産這一曾經 " 科技含量低、安全隐患大的勞動密集型産業 " 也積極擁抱智能化、數字化。時至今日，我國煤礦智能化現狀如何？其中誕生了哪些 " 黑科技 "？又面臨着哪些瓶頸、困難？钛媒體 APP 搜集了相關專家的講解和近年來的案例，以解答相關問題。
從綜合機械化到智能化、數字化、綠色化
根據中國工程院院士、中國煤炭科工集團首席科學家王國法的介紹，我國煤炭工業自 80 年代以來就有一條綜合機械化發展的主線，從緻力于提高煤炭生産力水平的 " 百套引進 " 計劃，到綜合機械化開采方式成爲主流，再到 21 世紀初煤炭 " 黃金十年 " 期間高端設備國産化、自動化的巨大進步，我國煤礦生産才具備了智能化轉型的基礎。在 2010 年左右，國家發展改革委、國家工業和信息化部等着手組織開展智能制造專項研究，智能開采也逐漸成爲了煤炭産業、科技發展的新課題。而當下業内所說的 " 智能化 "，主要目的就是實現基于工作面全時空信息感知、智能決策、全自動化運行，換言之，就是工作面内不需要人工操作。
钛媒體 APP 注意到，在相關技術研發、示範項目建設漸趨成熟之際，政策端的推動對煤礦智能化、數字化、綠色化發展起到了重要作用。首先是2020 年 2 月國家發展改革委、國家能源局等八部門聯合發布的《關于加快煤礦智能化發展的指導意見》，相關政策提出 " 到 2025 年，大型煤礦和災害嚴重煤礦基本實現智能化……井下重點崗位機器人作業，露天煤礦實現智能連續作業和無人化運輸 "" 到 2035 年，各類煤礦基本實現智能化，構建多産業鏈、多系統集成的煤礦智能化系統，建成智能感知、智能決策、自動執行的煤礦智能化體系 " 等目标。
此後，2020 年 9 月，我國明确提出 2030 年 " 碳達峰 " 與 2060 年 " 碳中和 " 的 " 雙碳 " 目标，煤炭等高排放行業也加速向綠色開采方面努力，山西等産煤大省還出台了煤炭行業的碳達峰實施方案或行動規劃。
政策推動下，煤礦智能化建設明顯加快，也出現了陝西陝煤黃陵礦業常态化工作面無人操作的 " 黃陵模式 "、陝北張家峁煤礦 "5G+ 智能化煤礦巨系統 " 等樣闆案例，愈發體現出了 " 減人、增安、提效 " 的特征和趨勢。
通過人工智能、5G 等打造 " 黑科技 "
煤礦的智能化一方面要符合上文提及的發展方向，另一方面也要依托現有技術的發展水平。關于煤礦智能化的技術發展方向，王國法曾用三個 " 自 " 來概括，即裝備的自感知、自決策、自執行。而近年來快速發展的人工智能、5G、大數據等新技術也都深入參與着煤礦智能化的進程，還形成了"ABCD+ 煤礦技術 " 的融合體系，所謂 "ABCD"，即人工智能（A：Artificial Intelligence）、區塊鏈（B：Blockchain）、雲計算（C：Cloud computing）、大數據（D：big Data）。
在感知層面，AI 的賦能起到了核心作用，尤其是視覺識别技術。通過視覺識别，風門檢測、環境勘察等都可以通過機器來完成。而随着相關技術的發展，未來智能傳感設備有望更高效地實現對人、機、環的多維主動感知；
在決策層面，大數據技術手段催生了許多智慧決策系統，核心是通過數據采集彙聚與智能化分析實現數據驅動決策，爲礦山整體的可視化管控和智能化運行打下基礎；
在執行層面，一些示範項目目前都應用了 "4G+5G+WiFi6 三頻立體網絡 "，其中 4G 專網負責集群調度、監控；5G 專網提供安全高效的網絡通道，使無人礦卡等露天礦無人駕駛運輸車群的 " 啓、裝、運、卸、停 " 全作業場景自主運行；WiFi6 網絡則覆蓋到辦公區等，方便後台工作人員監測、管理。
在 2023 中國國際煤炭采礦技術交流及設備展覽會上，華爲、中國聯通、新華三等展出了自身的最新産品；在去年四季度的北京鏈博會上，钛媒體 APP 也在多個展台看到了科技感十足的高端煤礦設備和控制系統，包括終端智能通信設備、無人礦用卡車、智能采煤機等等。
根據中國煤炭工業協會發布的報告，在數字化、智能化、綠色化持續推進過程中，我國煤炭行業實現了重特大事故、死亡人數、百萬噸死亡率、事故總量的大幅下降。
适應性、穩定性、技術供給能力仍制約着煤礦智能化的進一步發展
在我國能源工業、制造業整體轉型加速之際，煤礦智能化雖然取得了不少成績，但也面臨着一些制約發展的瓶頸。
根據中國能源報此前的報道，中國煤礦機械裝備有限責任公司總工程師袁智曾指出，我國煤礦智能化目前面臨的主要是系統性、實用性需求與技術供給能力不足之間的矛盾，具體來看，智能化開采工藝适應性差、系統深度融合能力不足、設備和傳感裝置可靠性、穩定性欠佳等問題制約着智能化的進一步發展。針對此類情況，袁智建議通過 " 高端智能裝備 + 現代信息技術 + 示範煤礦 " 的路徑推動煤礦智能化向更加實用、常态化的方向上發展。
在 2023 中國國際煤炭發展論壇上，中國煤炭工業協會副會長劉峰也指出，在采煤工作面智能常态化運行、輔助運輸連續化作業和智能化管理等方面，煤礦智能化之路還有很多問題要攻克。此外，智能化目前還在從被動建設向主動建設的轉變過程之中，雖然湧現了不少示範項目、樣闆案例，但更多的煤礦還是要轉變思想，積極推動智能化進程。
王國法也曾在研究中指出，目前 5G 煤礦應用的關鍵技術和業務模式尚未突破，智能巨系統則在兼容協同方面表現不佳，在 "ABCD+" 方面，也面臨着未構建開放的大數據平台、煤礦數據訓練樣本缺失等諸多問題。
但與此同時，王國法也表示，雖然我國煤礦智能化處于初級階段，關鍵技術方面的瓶頸不少，但其發展速度很快，市場需求也高，預計煤礦智能化很快也會像曾經的綜合機械化一樣，迅速走向完善和成熟。（本文首發于钛媒體 APP，作者｜胡珈萌，編輯｜劉洋雪）
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