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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現(xiàn)場推進會，系統(tǒng)總結煤礦智能化建設先進經(jīng)驗，宣傳展示智能化示范煤礦建設成效，推進煤礦智能化建設進程。會上，中國工程院院士王國法對當前煤礦智能化建設進展、挑戰(zhàn)、未來發(fā)展方向與路徑等方面進行了介紹。會議期間，他接受了中能傳媒記者專訪。他認為，建設智慧礦山是長期復雜的系統(tǒng)工程，需要集全行業(yè)之智慧共同努力去實現(xiàn)。

(相關資料圖)

當前煤礦智能化建設進展及挑戰(zhàn)

中能傳媒：請問當前煤礦智能化建設進展如何？面臨哪些挑戰(zhàn)？

王國法：自2020年八部門印發(fā)《關于加快煤礦智能化發(fā)展的指導意見》以來，煤礦智能化建設與技術創(chuàng)新相互推進，煤礦高可靠融合通信系統(tǒng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺、智能化綜合管控平臺等先進技術得到廣泛推廣應用，供配電系統(tǒng)、主煤流運輸系統(tǒng)、供排水系統(tǒng)等實現(xiàn)了常態(tài)化無人值守作業(yè)，智能采掘系統(tǒng)、智能輔助運輸系統(tǒng)、煤礦機器人、露天礦卡無人駕駛系統(tǒng)等取得了積極進展，煤礦智能化技術裝備國產(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模式，減人、增安、提效成果顯著。

在取得階段性成果的同時，煤礦智能化建設仍然存在諸多短板，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、技術鏈片面、標準體系不統(tǒng)一等問題，數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)治理等差距較大。智能化建設過程中重硬件輕軟件、重平臺輕數(shù)據(jù)、重展示輕操控，煤礦復雜巨系統(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復雜條件的適應性不能充分滿足智能化煤礦建設需要，高端芯片、高性能檢測設備、關鍵材料、工業(yè)基礎設計軟件等仍有瓶頸。

三是片面追求建設成效顯示度，簡單場景投入較大，復雜場景問題解決難度大，資源投入反而少，智能化技術裝備對復雜煤層條件的適應性較差，導致煤礦智能化建設出現(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質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)務流程再造，實現(xiàn)煤礦全系統(tǒng)、全流程、全鏈條智能化的整體推進。

未來煤礦智能化發(fā)展路徑探析

中能傳媒：您認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)技術條件復雜性和多樣性突出，發(fā)展不平衡是必須面對的現(xiàn)實。煤礦智能化是一個不斷迭代發(fā)展的過程，理論技術創(chuàng)新與建設實踐相互促進。應當按照基于目標導向的煤礦智能化分類、分級建設范式與技術路徑，因礦施策，推進全國煤礦智能化高質量發(fā)展。

針對賦存條件簡單的一類煤礦，應全面開展信息感知數(shù)字化、數(shù)據(jù)模型多元化、管控平臺一體化、系統(tǒng)設備可靠化、工藝流程精細化、災害防治精準化、智能運行常態(tài)化、管理運維標準化、開發(fā)利用綠色化、生產(chǎn)供給柔性化等“十化”建設，實現(xiàn)智能生產(chǎn)、綠色礦區(qū)、智慧生活。

針對賦存條件一般的二類煤礦，應著力開展“五優(yōu)先、五重點”建設，優(yōu)先開展固定場所無人值守、智能主輔運輸、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；重點突破災害精準預測預警、機器人集群作業(yè)、一體化綜合管控平臺、智能地質探測與建模、智能快速掘進等技術裝備的創(chuàng)新研發(fā)與實踐，實現(xiàn)減人、增安、提質、創(chuàng)效。

針對賦存條件復雜的三類煤礦，應開展“人機協(xié)同智能化”建設，重點建設智能化采掘、智能化安控、信息化管理等系統(tǒng)，切實提高煤礦安全、高效、智能化水平。

在智能化煤礦主要系統(tǒng)建設方面，針對煤礦智能快速掘進難題，應綜合考慮優(yōu)化巷道支護參數(shù)、減少支護工藝流程、提高同時作業(yè)鉆臂數(shù)量等措施，通過創(chuàng)新巷道掘進模式，有效提升巷道掘進效率與智能化水平；智能化采煤系統(tǒng)應重點突破工作面高精度地質建模、裝備幾何孿生與數(shù)據(jù)機理孿生建模等難題，實現(xiàn)基于機理與數(shù)據(jù)融合驅動的數(shù)字孿生+自適應控制智能化采煤；智能輔助運輸系統(tǒng)應重點突破物料的集裝化運輸與自動裝卸接駁技術，探索自主控制無人駕駛技術，實現(xiàn)天軌、地軌、無軌三軌融合的智能化連續(xù)運輸；加強智能傳感與監(jiān)測監(jiān)控技術裝備研發(fā)應用，突破感知信息一站式匯接、數(shù)據(jù)就地快速處理、災害趨勢精準預測等難題，形成集監(jiān)測、預警、防控、應急于一體的智能安全閉環(huán)管控體系，全面提升礦井災害防控系統(tǒng)的安全保障能力。

構建煤礦智能化運維管理體系，建設“智能化服務平臺、規(guī)范化流程制度、專業(yè)化運維隊伍、精細化物資管理”技術標準體系及智能化煤礦運維知識庫，形成以“流程為導向、服務為核心、技術為支點”的智能化煤礦運維與管理體系。

統(tǒng)籌打造行業(yè)數(shù)據(jù)生態(tài)圈

中能傳媒：在推進煤礦數(shù)字化智能化生態(tài)建設方面，您有什么建議？

王國法：當前，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在煤炭領域的創(chuàng)新突破與融合應用，進行煤炭工業(yè)治理體制、機制創(chuàng)新，推進煤礦數(shù)字化智能化生態(tài)建設，已經(jīng)成為構建安全高效、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，提出以下建議。

加快煤礦智能化標準體系建設。通過煤礦智能化建設大大降低了數(shù)據(jù)獲取門檻和獲取成本，但設備接口不統(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)層面上構建數(shù)據(jù)標準體系與法規(guī)，規(guī)范智能化煤礦建設網(wǎng)絡通信協(xié)議與數(shù)據(jù)標準，采用統(tǒng)一格式進行交換和存儲，使數(shù)據(jù)管理流程和機制清晰，從而激活數(shù)據(jù)要素潛能，發(fā)揮煤礦海量數(shù)據(jù)和豐富應用場景優(yōu)勢。

以業(yè)務為導向深化煤礦數(shù)據(jù)治理，構建煤炭行業(yè)知識圖譜。煤礦數(shù)據(jù)治理是構建煤礦數(shù)據(jù)邏輯模型，實現(xiàn)“虛實映射+融合共享”的過程。由于煤礦數(shù)據(jù)具有較強的時空關聯(lián)性及事件關聯(lián)性，因此在進行煤礦數(shù)據(jù)治理過程中，應以業(yè)務為導向，根據(jù)系統(tǒng)關聯(lián)，完成數(shù)據(jù)模型的分級建設，形成面向“產(chǎn)、運、儲、銷、用”全過程、全生命周期的共享數(shù)據(jù)湖。在此基礎上對煤炭行業(yè)知識進行流程固化，通過數(shù)據(jù)描述語言進行轉化積累，從而形成煤炭行業(yè)知識圖譜，由點及面推進向企業(yè)全業(yè)務鏈、價值鏈的滲透延伸。

加快數(shù)據(jù)驅動下管理變革轉型，增強信息安全保障能力。隨著煤炭行業(yè)數(shù)字化轉型的深入推進，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，管理者認知水平、組織體制、管理方法、人才儲備等因素，都可能制約數(shù)字化智能化建設應用效果。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)務流程、組織架構、管理文化等，持續(xù)加強人才培養(yǎng)，尤其是具備煤炭技術與數(shù)字技術知識融合的跨界復合型人才，并加大力度強化信息系統(tǒng)網(wǎng)絡安全動態(tài)防護，推進網(wǎng)絡安全風險態(tài)勢感知、預警和應急處置能力建設。

建設煤礦行業(yè)云平臺，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、上下游關聯(lián)度強，生產(chǎn)運營涉及眾多學科專業(yè)知識，地質條件和生產(chǎn)場景復雜多變，生產(chǎn)設備區(qū)應用種類繁多等特點。通過建設煤礦行業(yè)云數(shù)據(jù)平臺，構建煤炭企業(yè)—煤機企業(yè)—軟件開發(fā)企業(yè)—ICT企業(yè)間數(shù)據(jù)流動、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)價值潛力。

建立國家級的煤礦安全生產(chǎn)智能化平臺。將煤炭生產(chǎn)的主要危險源、高危作業(yè)崗位、安全生產(chǎn)監(jiān)測系統(tǒng)等信息納入平臺，進行重大工程作業(yè)的全流程安全管控，實現(xiàn)煤炭生產(chǎn)、利用全流程智能化運行。構建基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的安全感知、監(jiān)測、預警、處置及評估體系，提升煤炭企業(yè)安全生產(chǎn)數(shù)字化、網(wǎng)絡化、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，實現(xiàn)重大災害的智能預測預警、救援快速響應、應急物資快速配置。

建立國家級的煤炭交易監(jiān)管平臺。建設“國家級—行業(yè)級—省級—企業(yè)級”4層架構的國家煤炭交易監(jiān)管平臺，涵蓋生產(chǎn)端、銷售端、用戶以及物流服務商、銀行保險金融機構等各環(huán)節(jié)?；谛乱淮畔⒓夹g實現(xiàn)對煤炭資源的存量信息、消耗量信息、交易信息等全面及時可靠采集，對煤炭資源的實時交易信息進行監(jiān)管；基于區(qū)塊鏈技術實現(xiàn)煤炭交易的透明化、公平化，提高市場對煤炭生產(chǎn)消費的引導水平，保障我國能源交易安全。

建設智慧礦山、推進煤炭綠色低碳發(fā)展是長期、復雜的系統(tǒng)工程，是一場廣泛而深刻的系統(tǒng)變革，需要舉全行業(yè)之力量、集全行業(yè)之智慧共同努力實現(xiàn)。