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2020.12.3

中煤協(xié)副會長劉峰：清楚認(rèn)識我國煤礦智能化發(fā)展進(jìn)程

煤礦智能化是煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐，代表著煤炭先進(jìn)生產(chǎn)力的發(fā)展方向。

目前，全國已建成300 多個(gè)智能化工作面。雖然智能化建設(shè)取得初步成效，但我國煤礦智能化發(fā)展仍面臨諸多制約因素，必須尊重現(xiàn)實(shí)客觀條件和事物發(fā)展規(guī)律，清楚認(rèn)識我國煤礦智能化發(fā)展進(jìn)程。

第一，煤礦智能化發(fā)展目前尚處于示范培育階段。我國不同地區(qū)煤礦的開采地質(zhì)條件和復(fù)雜程度有顯著差別，煤炭企業(yè)的智能化建設(shè)基礎(chǔ)參差不齊，所以煤礦智能化建設(shè)難以一蹴而就。煤礦智能化需因礦施策，示范先行，結(jié)合煤層賦存條件和災(zāi)害特點(diǎn)，形成多種模式并存的智能化建設(shè)格局；要點(diǎn)面突破，系統(tǒng)延伸，在智能化采煤工作面取得突破后，繼續(xù)推進(jìn)生產(chǎn)輔助系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控、無人值守以及智能掘進(jìn)工作面等的研發(fā)。

第二，煤礦智能化技術(shù)研發(fā)要堅(jiān)持需求導(dǎo)向和問題導(dǎo)向?，F(xiàn)階段，要以智能裝備和機(jī)器人研發(fā)為基礎(chǔ)，以數(shù)據(jù)和算法為核心，全面提升礦井感知、數(shù)據(jù)處理、裝備系統(tǒng)、智能控制等能力，突破煤礦智能化共性關(guān)鍵技術(shù)，包括4D-GIS 透明地質(zhì)技術(shù)、井下視頻高效處理及VR 技術(shù)、井下大容量快速通信技術(shù)、井下精確定位與設(shè)備導(dǎo)航技術(shù)、輔助運(yùn)輸系統(tǒng)連續(xù)化和無人化技術(shù)、智能化無人快速掘進(jìn)技術(shù)、重大危險(xiǎn)源智能感知與預(yù)警預(yù)報(bào)技術(shù)、高可靠性智能裝備（終端）技術(shù)、機(jī)器人路徑規(guī)劃與長時(shí)供電技術(shù)、露天開采無人化連續(xù)作業(yè)技術(shù)等。

第三，煤礦智能化發(fā)展要注重基礎(chǔ)理論研究。煤炭科研院所和高等學(xué)校應(yīng)在智能基礎(chǔ)研究和原始創(chuàng)新上提前布局，以煤礦智能化基礎(chǔ)原理、模型和算法為重點(diǎn)，開展煤礦智能化基礎(chǔ)理論研究，包括時(shí)空變化條件下的礦井地質(zhì)精準(zhǔn)建模理論方法、面向礦井復(fù)雜環(huán)境的自適應(yīng)感知理論方法、礦山多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合及信息動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)理論方法、復(fù)雜條件下采掘設(shè)備群的智能控制理論方法、面向復(fù)雜礦井環(huán)境的動(dòng)態(tài)協(xié)同控制與決策理論方法等。

第四，煤礦智能化發(fā)展要加強(qiáng)人才教育培養(yǎng)。煤礦智能化建設(shè)迫切需要具備煤炭開采、信息技術(shù)、軟件管理、人工智能等相關(guān)知識的復(fù)合型技術(shù)人才。行業(yè)高校在設(shè)置煤礦智能化相關(guān)專業(yè)課程的同時(shí)，也要注重師資、軟硬件和工程實(shí)訓(xùn)水平的提升。煤炭企業(yè)要加大培養(yǎng)一線和青年科技人才的力度，加快建設(shè)富有創(chuàng)新精神、敢于承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)的技能型人才隊(duì)伍；打造多種形式的煤礦智能化人才培養(yǎng)平臺，加大對高端科學(xué)家和高層次人才的吸引力度等。

第五，煤礦智能化發(fā)展要加快制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系設(shè)計(jì)，要確定標(biāo)準(zhǔn)體系的范圍、邊界、標(biāo)準(zhǔn)層級以及產(chǎn)品、工藝、管理等標(biāo)準(zhǔn)的層次。在一些新型技術(shù)應(yīng)用的重點(diǎn)領(lǐng)域，如5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域，可以開展專項(xiàng)的標(biāo)準(zhǔn)體系研究工作。在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系的制定過程中，要堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)化與智能化技術(shù)創(chuàng)新、工程示范一體化推進(jìn)，促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新、標(biāo)準(zhǔn)研制和產(chǎn)業(yè)化協(xié)同發(fā)展。鼓勵(lì)將擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)納入企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)加強(qiáng)煤礦智能化相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的有機(jī)銜接。推動(dòng)實(shí)施效果良好的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)上升轉(zhuǎn)換為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或國家標(biāo)準(zhǔn)。

第六，煤礦智能化發(fā)展要構(gòu)建開放合作的創(chuàng)新生態(tài)。煤礦智能化的發(fā)展需要全行業(yè)包括煤炭生產(chǎn)企業(yè)、煤機(jī)裝備廠家、相關(guān)科研院所、高等學(xué)校、研發(fā)機(jī)構(gòu)等的協(xié)力合作，一起創(chuàng)建平等互利、合作共贏的技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用共同體，共同解決煤礦智能化發(fā)展面臨的重大科學(xué)問題與技術(shù)難題，同時(shí)要主動(dòng)融入全球科技創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)，積極拓展合作空間，建立更加高效協(xié)同的科技創(chuàng)新體系，不斷提升自身的科技創(chuàng)新能力。

（來源：中國煤炭報(bào)）

王國法院士：智能化煤礦不是“基建交鑰匙工程”

作為煤炭行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐，煤礦智能化建設(shè)正在加速推進(jìn)。截至目前，山西、山東、貴州等主產(chǎn)地均已發(fā)布“地方版”方案，統(tǒng)籌施策、分步實(shí)施。而因我國煤礦賦存條件復(fù)雜多樣，不同煤礦的開采技術(shù)、裝備水平、工程基礎(chǔ)等條件也有較大差異。如何因礦施策，形成多種模式并存的智能化建設(shè)？期間又有哪些重點(diǎn)任務(wù)及難題？在近日召開的“2020中國能源研究會年會”上，中國工程院院士、中國煤炭科工集團(tuán)首席科學(xué)家王國法提出如下建議。

◆“煤炭資源型地區(qū)轉(zhuǎn)型，應(yīng)是生產(chǎn)和利用方式的轉(zhuǎn)型”

煤炭是最豐富的化石能源品種，在我國已探明的化石能源資源總量中占比97%左右。2019 年，煤炭占我國一次能源生產(chǎn)量、消費(fèi)量的比重分別為69.3%和57.7%。

“目前，我國尚未完成工業(yè)化，仍處于對能源和原材料消費(fèi)最旺盛的階段。而煤炭正是可以清潔高效利用、最經(jīng)濟(jì)安全的能源?！蓖鯂ㄕJ(rèn)為，“去煤化”脫離我國國情。在未來相當(dāng)長時(shí)期內(nèi)，煤炭難以被大規(guī)模替代。預(yù)計(jì)到2030 年、2050 年，煤炭占我國一次能源消費(fèi)量比重仍在50%、40%以上。

在此背景下，煤炭行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展至關(guān)重要。王國法表示，煤炭開采是一個(gè)需要高科技支撐的產(chǎn)業(yè)，智能化則是高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐?！爸T如，煤炭資源型地區(qū)轉(zhuǎn)型不是‘去煤化’，而應(yīng)是生產(chǎn)和利用方式的轉(zhuǎn)型。以煤炭工業(yè)第四次技術(shù)革命為契機(jī)，向數(shù)字化、智能化新產(chǎn)業(yè)和新業(yè)態(tài)轉(zhuǎn)型?！?/p>

所謂“第四次重大技術(shù)變革”，其要義就是智能化建設(shè)。王國法稱，經(jīng)過40 多年發(fā)展，煤炭綜合機(jī)械化取得巨大成績。全行業(yè)基本實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、綜合機(jī)械化，一些重要系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，為智能化發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)?！靶录夹g(shù)的發(fā)展推動(dòng)人類生活方式進(jìn)步，也倒逼礦業(yè)領(lǐng)域改變傳統(tǒng)高強(qiáng)度的工作方式。一方面，圍繞智能化開采，先行先試企業(yè)贏得了成本優(yōu)勢、發(fā)展等優(yōu)勢，倒逼同類企業(yè)快速跟上；另一方面，礦業(yè)招工難、從業(yè)人員不足等現(xiàn)實(shí)，倒逼煤礦盡快實(shí)現(xiàn)少人、甚至無人化開采?！?/p>

◆“煤礦智能化建設(shè)不是一次性結(jié)果，而是不斷提高的過程”

據(jù)了解，我國煤礦智能化建設(shè)呈加速增長態(tài)勢。全國智能化工作面的數(shù)量，已從2015 年只有3個(gè)，發(fā)展到2018 年有80 多個(gè)、2019 年達(dá)275 個(gè)，2020年底預(yù)計(jì)將超過377個(gè)。但同時(shí)，王國法提醒，“煤礦智能化建設(shè)不是一次性結(jié)果，也不是‘基建交鑰匙工程’”。

王國法稱，智能化將重塑煤礦主要系統(tǒng)，包括開拓設(shè)計(jì)、地測、采掘、運(yùn)通、洗選到安全保障、生態(tài)保護(hù)、經(jīng)營管理等，使其具有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策與自執(zhí)行的基本能力。在煤礦系統(tǒng)智能化的基礎(chǔ)上，進(jìn)而在井下和井上的主要作業(yè)點(diǎn)、線崗位，應(yīng)用機(jī)器人智能裝備，全面替代人工高危、高強(qiáng)度作業(yè)?！靶畔⒓夹g(shù)、數(shù)字技術(shù)與采礦技術(shù)深度融合，也是高新技術(shù)融入礦山場景的迭代發(fā)展。煤礦智能化建設(shè)是一個(gè)不斷發(fā)展、不斷提高的過程。”

此外，由于我國煤礦賦存條件復(fù)雜多樣，不同煤礦的開采技術(shù)與裝備水平、工程基礎(chǔ)、技術(shù)路徑、建設(shè)目標(biāo)等均存在較大差異。受制于智能化開采技術(shù)與裝備發(fā)展水平，不同煤層賦存條件礦井的建設(shè)難易程度和最終效果，相應(yīng)也存在差異?！拔覀兒茈y用單一標(biāo)準(zhǔn)，對所有煤礦的智能化建設(shè)水平進(jìn)行評價(jià)。對此，提出智能化分類、分級建設(shè)的理念和標(biāo)準(zhǔn)，目前已完成《煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系》，制定了《智能化煤礦分類、分級技術(shù)條件與評價(jià)》《智能化采煤工作面分類、分級技術(shù)條件與評價(jià)》。”王國法稱。

◆“高層次人才隊(duì)伍是推動(dòng)煤礦智能化建設(shè)的最重要力量”

綜合上述現(xiàn)實(shí)，王國法進(jìn)一步給出重點(diǎn)方向及發(fā)展建議。

“基于智能化建設(shè)要求，首次從通用基礎(chǔ)、支撐技術(shù)與平臺、煤礦信息互聯(lián)網(wǎng)、智能控制系統(tǒng)及裝備、安全監(jiān)控系統(tǒng)、生產(chǎn)保障等方面，全方位設(shè)計(jì)智能化標(biāo)準(zhǔn)體系?！蓖鯂ㄕJ(rèn)為，在此過程中，應(yīng)充分考慮煤礦所在區(qū)域、建設(shè)規(guī)模、煤層地質(zhì)賦存條件、生產(chǎn)技術(shù)條件等不平衡性，以及各指標(biāo)要素對智能化主系統(tǒng)影響程度的差異性。針對不同礦井煤層賦存條件與建設(shè)基礎(chǔ)，制定差異性的評價(jià)指標(biāo)體系，引導(dǎo)企業(yè)進(jìn)行科學(xué)合理的智能化建設(shè)投資。

同時(shí)，要加強(qiáng)核心技術(shù)攻關(guān)。王國法建議，將煤礦智能化裝備納入國家智能制造發(fā)展規(guī)劃，對高端綜采綜掘智能化裝備、重大災(zāi)害應(yīng)急救援智能裝備等重大裝備研發(fā)和應(yīng)用，給予財(cái)稅政策支持?？膳c國有企業(yè)、科技實(shí)體共建全國煤礦大數(shù)據(jù)中心及應(yīng)用云平臺，形成智能化煤礦高質(zhì)量運(yùn)行的新模式。

“智能裝備是智能化煤礦的核心支撐。應(yīng)大力發(fā)展煤機(jī)智能制造、提高煤機(jī)裝備智能化可靠性水平，用智能裝備和機(jī)器人全面替代人工作業(yè)?！蓖鯂ǚQ，相關(guān)企業(yè)可延伸智能煤機(jī)制造產(chǎn)業(yè)鏈，從主要提供煤機(jī)產(chǎn)品向提供產(chǎn)品和服務(wù)轉(zhuǎn)變，向提供整體解決方案轉(zhuǎn)變，向提供全生命周期服務(wù)轉(zhuǎn)變，推動(dòng)制造與服務(wù)協(xié)同發(fā)展。

除了“硬件”，王國法表示，“高層次人才隊(duì)伍是推動(dòng)煤礦智能化建設(shè)和行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的最重要力量?！睂Υ耍毙杞⒚禾啃袠I(yè)新時(shí)期人才體系，加快培養(yǎng)領(lǐng)軍人才，開發(fā)高層次、高技能、復(fù)合型的煤礦工業(yè)創(chuàng)新人才。（來源：中國能源報(bào)）

5G下井能為煤礦智能化建設(shè)帶來什么？

自2015 年4 月黃陵一礦開創(chuàng)綜采工作面采場無人化采煤先河以來，我國煤礦智能化發(fā)展腳步不斷加快，全國已建成300 多個(gè)智能化工作面。但即便如此，目前，行業(yè)對煤礦智能化建設(shè)的定位是“仍處于初級階段”。針對無人化工作面，多位煤礦總工程師也直言“還不敢讓其常態(tài)化地進(jìn)行遠(yuǎn)程控制”。

煤礦智能化建設(shè)在發(fā)展過程中遇到了哪些問題？新基建下，5G 熱潮同樣席卷煤礦，備受關(guān)注的5G到底能為煤礦做什么？近日，中國煤炭科工集團(tuán)開采科技創(chuàng)新中心智能開采室主任趙國瑞對這些問題進(jìn)行了詳細(xì)分析。

◆“可解決對應(yīng)問題的技術(shù)才是我們需要的”——5G契合煤礦智能化建設(shè)需求

煤礦智能化要求煤礦主要系統(tǒng)具有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策與自執(zhí)行的基本能力，要實(shí)現(xiàn)這些能力，目前還有諸多問題有待解決。

“煤礦井下感知還沒有全面化，不能滿足智能角色的需求?！壁w國瑞表示，目前煤礦采集到最多的數(shù)據(jù)是設(shè)備本身的運(yùn)行數(shù)據(jù)，環(huán)境、設(shè)備姿態(tài)等數(shù)據(jù)很少能采集到，不知道設(shè)備在環(huán)境中的位置和狀態(tài)，就無法精準(zhǔn)進(jìn)行下一步?jīng)Q策。

趙國瑞指出，煤礦井下越來越多地使用高清攝像頭，傳輸數(shù)據(jù)種類多、數(shù)量大，4G已無法滿足這些數(shù)據(jù)的帶寬要求?！巴瑫r(shí)，在目前以太網(wǎng)和4G 架構(gòu)下，延時(shí)可能是500 毫秒也可能是2 分鐘，延時(shí)不可控使服務(wù)質(zhì)量無法得到保障。這也是目前煤礦不敢常態(tài)化進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的重要原因?！?/p>

隨著煤礦智能化程度不斷提高，控制系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)的協(xié)同提出分布式計(jì)算的新需求。之前的模式是將收集到的數(shù)據(jù)上傳，進(jìn)行分析處理后再下達(dá)命令；智能化發(fā)展則需要在底層就進(jìn)行協(xié)同，上傳執(zhí)行結(jié)果而不一定是數(shù)據(jù)本身。

煤礦智能化建設(shè)過程中遇到的這些問題，在4G條件下是無法解決的?！翱山鉀Q對應(yīng)問題的技術(shù)才是我們需要的，否則，再好的技術(shù)也不能選擇?！壁w國瑞表示，提及5G，大家都知道它大帶寬、廣連接、低延時(shí)的三大特點(diǎn)，卻往往忽略了它的六大支撐技術(shù)，實(shí)際上，3+6 才撐起了5G 的系列應(yīng)用場景?！?G可以解決上述問題，賦能煤礦智能化開采發(fā)展，契合煤礦智能化建設(shè)需求。5G+智能化煤礦，就是融合5G技術(shù)等新一代信息技術(shù)和人工智能技術(shù)，賦能并重塑煤炭生產(chǎn)的全過程。”

◆“如果用5G 僅僅為了建網(wǎng)，完全沒有必要”——“章魚”構(gòu)架改變了原有模式

“使用5G，主要是解決煤礦智能化發(fā)展過程中遇到的問題，而不是單純地僅僅建一張5G網(wǎng)?！壁w國瑞認(rèn)為，僅為建網(wǎng)用5G完全沒有必要，因?yàn)閷?G應(yīng)用于煤礦的過程，將帶來諸多改變。

首先是網(wǎng)絡(luò)傳輸模式的轉(zhuǎn)變。以往網(wǎng)絡(luò)傳輸模式是工業(yè)環(huán)網(wǎng)加井下無線網(wǎng)絡(luò)，有很多受限之處：帶寬上限只能達(dá)到1 萬兆，利用率較低，可靠性和服務(wù)質(zhì)量不能保障，視頻網(wǎng)、工業(yè)控制網(wǎng)等必須專線傳輸，帶來重復(fù)建設(shè)和維護(hù)等一系列問題……而5G打破了這種模式，可以把工業(yè)環(huán)網(wǎng)和無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)完全統(tǒng)一起來。

5G沒有出現(xiàn)前，層級式架構(gòu)將數(shù)據(jù)從底層傳到頂層，經(jīng)統(tǒng)一分析后再傳送下來，集中控制處理數(shù)據(jù)，不僅帶寬利用大、數(shù)據(jù)利用率低，系統(tǒng)響應(yīng)也缺乏敏捷性。5G 思維模式的轉(zhuǎn)變可能帶來行業(yè)顛覆式的變化——5G可以像章魚一樣全面感知系統(tǒng)，挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，按照應(yīng)用場景劃分對流程進(jìn)行再造，即針對問題劃分系統(tǒng)架構(gòu)。趙國瑞表示：“這種‘章魚’架構(gòu)特點(diǎn)是問題導(dǎo)向、微服務(wù)支撐、分布式?jīng)Q策，可有效提升數(shù)據(jù)利用率，在底層實(shí)現(xiàn)敏捷性控制和響應(yīng)?！?/p>

同時(shí)，5G的應(yīng)用還將使智能化建設(shè)發(fā)生從單點(diǎn)到全局、從主從到分布式、從垂直線狀到交叉網(wǎng)絡(luò)的邏輯關(guān)系轉(zhuǎn)變。

“從研發(fā)之初就考慮場景應(yīng)用，5G 可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)價(jià)值的轉(zhuǎn)變?！壁w國瑞進(jìn)一步指出，除了解決速度、帶寬、接入點(diǎn)數(shù)等網(wǎng)絡(luò)本身問題，能否將算力進(jìn)行重新分配，將云端權(quán)力下放到邊、端，進(jìn)一步提升數(shù)據(jù)價(jià)值，是一種相互支撐的關(guān)系。此外，如果能解決腦力協(xié)同問題，將增強(qiáng)數(shù)據(jù)中心處理能力，拉近云端和終端之間的距離。“相當(dāng)于我們使用手機(jī)時(shí)，把數(shù)據(jù)中心搬到手機(jī)上，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大腦、敏響應(yīng)和廣協(xié)同。”

◆“工業(yè)網(wǎng)與5G 網(wǎng)不再是兩張網(wǎng)”——用5G視角重塑產(chǎn)業(yè)運(yùn)行方式

由于5G 建設(shè)成本高、發(fā)熱量大，煤礦在早期進(jìn)行5G 探索時(shí)，甚至有通訊領(lǐng)域的專家提出，5G 不適合在煤礦使用。“面對種種問題，又無任何經(jīng)驗(yàn)可循，煤礦5G建設(shè)需要很大魄力和多方協(xié)同?！壁w國瑞介紹，目前有多個(gè)煤礦先行先試，在5G 實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)可圈可點(diǎn)。

張家峁煤礦創(chuàng)新性地建立了IPRAN 的環(huán)網(wǎng)，將工業(yè)網(wǎng)與5G 網(wǎng)融合，不再是獨(dú)立的兩張網(wǎng)，真正實(shí)現(xiàn)井上井下一張網(wǎng)；同時(shí)，在井下做了大量測試實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了5G 在井下是可以用的，為整個(gè)行業(yè)應(yīng)用5G立了標(biāo)桿。此外，龐龐塔煤礦為煤礦全面建設(shè)感知網(wǎng)絡(luò)奠定了基礎(chǔ)；新元煤礦在數(shù)據(jù)傳輸和場景應(yīng)用等方面為井下控制提供了參考；鮑店煤礦建立了行業(yè)內(nèi)第一個(gè)5G專網(wǎng)，探索出了更為安全可靠的建網(wǎng)模式……

針對煤礦5G應(yīng)用，目前從生產(chǎn)型礦井和新建煤礦提出兩個(gè)建設(shè)路徑。前者以場景化應(yīng)用為核心進(jìn)行5G網(wǎng)絡(luò)改造，后者以5G重塑智能化煤礦建設(shè)，解決數(shù)據(jù)高效利用、算力分配、協(xié)同控制、敏捷響應(yīng)等難題。趙國瑞指出，云網(wǎng)一體、云邊協(xié)同、軟硬融合將是煤礦5G未來發(fā)展趨勢，云化部署、云邊協(xié)同，將全面提升網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)自主性，實(shí)現(xiàn)行業(yè)系統(tǒng)無縫連接。

此外，趙國瑞還建議，在煤礦智能化建設(shè)過程中，一方面應(yīng)加強(qiáng)5G+傳感、傳輸、控制等技術(shù)終端的研發(fā)應(yīng)用，支撐煤礦智能化的發(fā)展；另一方面要以5G視角重塑煤礦產(chǎn)業(yè)模式和運(yùn)行方式，從頂層設(shè)計(jì)、算力分配、數(shù)據(jù)應(yīng)用、協(xié)同決策和敏捷響應(yīng)等各環(huán)節(jié)應(yīng)用5G+新一代信息技術(shù)和人工智能技術(shù)，解決煤礦智能化發(fā)展中的難題；還應(yīng)聚焦煤礦智能化，創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用、商業(yè)模式和服務(wù)體系，將工具轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。

（來源：中國能源報(bào)）

建設(shè)現(xiàn)代化煤礦掘進(jìn)體系迫在眉睫

“必須針對我國不同地質(zhì)條件，開展有針對性的集中攻關(guān)，形成不同形式的快速掘進(jìn)、支護(hù)技術(shù)與裝備，使掘支作業(yè)由主要依靠人工到全面機(jī)械化，再到自動(dòng)化、智能化，減人提效，保障安全?！敝袊こ淘涸菏靠导t普在近日召開的全國煤礦快速掘進(jìn)現(xiàn)場交流會上說。

◆智能化快掘模式得到重視

作為生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，煤礦掘進(jìn)速度和巷道質(zhì)量直接關(guān)系到礦井合理的生產(chǎn)布局、穩(wěn)定的采掘接續(xù)，關(guān)系到重大災(zāi)害超前治理、系統(tǒng)保障能力提升。我國煤礦掘進(jìn)工藝從人工發(fā)展到半機(jī)械化、機(jī)械化，目前已邁入自動(dòng)化、智能化，形成了以鉆爆法、綜掘法和TBM工法為主的發(fā)展模式。

據(jù)了解，“十三五”期間，全斷面高效掘進(jìn)機(jī)、復(fù)合式盾構(gòu)機(jī)、全斷面矩形快速掘進(jìn)機(jī)、全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī)、大傾角盾構(gòu)機(jī)等重大裝備研制成功，在開采條件簡單的大斷面、長距離的煤（巖）巷初步實(shí)現(xiàn)了智能快速掘進(jìn)，同時(shí)，掘錨一體化、智能綜掘、硬巖快速截割、掘進(jìn)機(jī)器人、掘進(jìn)遠(yuǎn)程控制、“5G+”掘進(jìn)應(yīng)用等方面也取得重大突破。

“當(dāng)前，落后的掘進(jìn)方式加快淘汰，而傳統(tǒng)綜掘應(yīng)用依舊廣泛，掘錨一體化發(fā)展迅速，智能化快速掘進(jìn)模式逐漸得到重視。”中國煤炭工業(yè)協(xié)會副會長孫守仁在會上表示。他介紹，智能化掘進(jìn)工作面主要為兩種模式：一是基于懸臂式掘進(jìn)機(jī)的智能綜掘工作面，二是基于掘錨一體機(jī)的智能快速掘進(jìn)系統(tǒng)。

“截至2020年8月，全國已建成智能化采掘工作面401 個(gè)，其中煤礦智能化掘進(jìn)工作面達(dá)到123個(gè)?！眹颐罕O(jiān)局行管司司長孫慶國說，目前，智能化掘進(jìn)工作面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知、自主導(dǎo)航、自動(dòng)截割等功能，做到“人機(jī)分離、遠(yuǎn)程控制”，部分煤炭企業(yè)圍繞掘進(jìn)智能化開展一系列探索研究工作，智能化掘進(jìn)技術(shù)取得了顯著進(jìn)步。

陜煤集團(tuán)榆北煤業(yè)公司總經(jīng)理石增武介紹，該公司聯(lián)合中國礦業(yè)大學(xué)、西安科技大學(xué)、鐵建重工、西煤機(jī)等單位，通過“掘錨同步、立體交叉、平行作業(yè)、快速推進(jìn)”等工藝優(yōu)化及技術(shù)改革，已形成了適用不同地質(zhì)條件的四類快掘成套裝備。其中，智能快掘成套裝備（2.0版）在曹家灘122109回風(fēng)順槽掘進(jìn)工作面進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn)，創(chuàng)造了單巷91m/日、2020m/月的最高紀(jì)錄。

◆應(yīng)“一礦一巷一策”精準(zhǔn)推廣掘進(jìn)技術(shù)

與會專家表示，如果掘進(jìn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)不了智能化，整個(gè)礦井就談不上智能化。

據(jù)了解，國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“智能機(jī)器人”重點(diǎn)專項(xiàng)2020年度定向項(xiàng)目申報(bào)指南中，納入了大型礦井綜合掘進(jìn)機(jī)器人、沖擊地壓礦井防沖鉆孔機(jī)器人，要求面向煤礦巷道安全快速掘進(jìn)需求和煤礦深部高地應(yīng)力區(qū)域沖擊危險(xiǎn)巷道卸壓需求開展研究。

我國煤礦賦存條件千差萬別，掘進(jìn)技術(shù)發(fā)展極不平衡，掘進(jìn)機(jī)械化、自動(dòng)化程度低，用人多、事故多、環(huán)境差。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國掘進(jìn)工作面約1.6 萬個(gè)，掘支人員超70萬人，是回采人員的3倍多，支護(hù)、輔助運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)高度依賴人工。

“雖然我國目前基于綜掘機(jī)和掘錨機(jī)初步實(shí)現(xiàn)了智能掘進(jìn)，但這些智能掘進(jìn)工作面普遍沒有實(shí)現(xiàn)集中控制和遠(yuǎn)程操作，實(shí)際屬于機(jī)械化、自動(dòng)化掘進(jìn)，距離完全的無人化掘進(jìn)、無人自動(dòng)錨護(hù)等功能還有一定距離?！睂O守仁表示。

“軟巖、強(qiáng)采動(dòng)、大變形是我國煤礦巷道的主要特征。”康紅普指出，我國煤礦掘進(jìn)與支護(hù)作業(yè)面臨缺乏有效的臨時(shí)支護(hù)，大部分條件掘支不能平行作業(yè)，錨桿和錨索支護(hù)施工時(shí)間長，單機(jī)自動(dòng)化程度低、多機(jī)協(xié)作能力差，機(jī)械設(shè)備可靠性差、整體開機(jī)率低等難題。

“應(yīng)在煤礦巷道圍巖分類的基礎(chǔ)上，分類開發(fā)適應(yīng)不同圍巖條件的快速掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)及裝備；開發(fā)掘進(jìn)工作面高精度定位導(dǎo)航；開展掘進(jìn)工作面臨時(shí)主動(dòng)、自動(dòng)化支護(hù)技術(shù)與裝備研發(fā)；開展錨桿支護(hù)工藝變革，推動(dòng)錨桿自動(dòng)化鉆裝技術(shù)發(fā)展；開展巷道圍巖穩(wěn)定性實(shí)時(shí)監(jiān)測、預(yù)警、反饋、決策、控制技術(shù)研究等?！笨导t普建議。

中國煤炭工業(yè)協(xié)會科技發(fā)展部副主任張建明表示，從信息傳輸?shù)慕嵌葋碚f，智能掘進(jìn)存在著掘進(jìn)工作面透明地質(zhì)精準(zhǔn)建模未突破、掘進(jìn)裝備的遠(yuǎn)程控制數(shù)據(jù)傳輸通道和能力的可靠性保障不足等難題。

“不是所有煤礦都能搞智能掘進(jìn)，也不是直接跨過機(jī)械化和自動(dòng)化，就可以搞成智能掘進(jìn)。條件不成熟的煤礦一定要因地制宜，一礦一巷一策，分布實(shí)施，精準(zhǔn)推進(jìn)，切勿盲從?！睂O守仁說。

針對掘進(jìn)工作存在“重采煤、輕掘進(jìn)”的認(rèn)識偏差，采掘失衡，傳統(tǒng)綜掘工藝格局尚未打破，后配套系統(tǒng)效率較低，關(guān)鍵裝備制造能力不足等短板，孫守仁建議，要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)辦礦理念，通過示范引領(lǐng)、對標(biāo)先進(jìn)，加快分類建成多種類型、不同模式的掘進(jìn)標(biāo)桿工程；重點(diǎn)突破智能掘進(jìn)控制、掘支錨運(yùn)一體化集成、自動(dòng)化（智能化）綜掘、全斷面硬巖快掘、復(fù)雜地質(zhì)條件智能快掘、支護(hù)裝備自動(dòng)化、自適應(yīng)截割技術(shù)、智能高效通風(fēng)除塵系統(tǒng)等重大技術(shù)；提升掘進(jìn)裝備制造國產(chǎn)化水平，加強(qiáng)支護(hù)、運(yùn)輸?shù)扰涮准夹g(shù)裝備的攻關(guān)；加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研用合作，促進(jìn)管理提升，優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

（來源：中國煤炭報(bào)）

“十四五”應(yīng)以碳減排目標(biāo)倒逼能源結(jié)構(gòu)調(diào)整

中國煤炭消費(fèi)總量控制方案和政策研究項(xiàng)目不久前舉辦線上發(fā)布會。會上發(fā)布了由華北電力大學(xué)撰寫的報(bào)告《新冠疫情后的中國電力戰(zhàn)略路徑抉擇：煤電還是電力新基建》。在“十四五”能源規(guī)劃呼之欲出及碳減排背景下，我國電力戰(zhàn)略的路徑應(yīng)當(dāng)如何選擇，是繼續(xù)穩(wěn)增長還是防過剩？相關(guān)專家對此作了深入分析。

◆電力清潔能源比例仍有較大提升空間

全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院院長周原冰認(rèn)為，“十四五”是我國全面落實(shí)能源安全新戰(zhàn)略和新發(fā)展理念的關(guān)鍵期，也是推動(dòng)能源變革轉(zhuǎn)型的重要窗口期，應(yīng)該在發(fā)展理念、發(fā)展方式上有根本性轉(zhuǎn)變，而核心點(diǎn)就在于加快清潔能源發(fā)展步伐。

煤電是我國最主要的電力來源。截至2019 年年底，我國煤電裝機(jī)達(dá)到10.4 億kW，在整個(gè)發(fā)電裝機(jī)容量中占比52.0%。2019 年我國煤電發(fā)電量達(dá)4.6萬億kWh，在電力發(fā)電量中占比62.3%。

“與發(fā)達(dá)國家相比，我國實(shí)現(xiàn)碳中和的時(shí)間減半，難度加倍，任務(wù)艱巨?！敝茉鶑?qiáng)調(diào)。

我國電力清潔能源比例與環(huán)保水平仍有較大提升空間。2018 年，我國清潔能源消費(fèi)占比僅為22.2%，環(huán)境績效指數(shù)為50.74。而人均電力消費(fèi)與我國相近的英國，其清潔能源消費(fèi)比例高達(dá)56%，環(huán)境績效指數(shù)達(dá)79.89。美國、日本、法國、德國等發(fā)達(dá)國家的清潔能源消費(fèi)比例與環(huán)境績效指數(shù)均明顯高于我國。

因此，我國迫切需要加大電力基建項(xiàng)目的投入力度，縮小與發(fā)達(dá)國家之間的電力基建差距。

◆推廣清潔能源面臨多重障礙，結(jié)構(gòu)性矛盾突出

推廣清潔能源的障礙除了清潔能源發(fā)電效率低和不穩(wěn)定外，“重發(fā)、輕供、不管用”的問題使特高壓輸送清潔能源的利用效率遠(yuǎn)不及預(yù)期。

報(bào)告指出，大量特高壓線路的建設(shè)目的是輸送可再生能源電力，但其實(shí)際輸送的可再生電力非常有限。設(shè)計(jì)容量為680 萬～1050 萬kW 的浙福線路、1000kV 的晉東南-南陽-荊門線路和900 萬kV的錫盟-山東線路2019 年的通道利用率均僅有10%左右。

特高壓線路的建設(shè)雖是為了輸送可再生能源電力，而在實(shí)際運(yùn)行時(shí)需要大量配套煤電。以甘肅酒泉—湖南±800kV輸電工程為例，作為我國首條大規(guī)模輸送新能源電力的特高壓直流工程，其設(shè)計(jì)輸送能力為800萬kW，配套的煤電電源高達(dá)600萬kW。

換句話說，出現(xiàn)了為發(fā)展清潔能源反而建設(shè)更多煤電設(shè)施的現(xiàn)象。

此外，長期以來存在的“電量充裕、電力緊張”結(jié)構(gòu)性矛盾依舊突出。2019年，我國火電平均利用小時(shí)數(shù)為4293h，遠(yuǎn)低于火電機(jī)組設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)利用小時(shí)數(shù)5300～5500h。

電力基礎(chǔ)建設(shè)對經(jīng)濟(jì)的拉動(dòng)效應(yīng)明顯。因此，受疫情影響，以煤電為中心的電力傳統(tǒng)基建投資動(dòng)力顯著抬頭，但這不符合能源轉(zhuǎn)型要求。

也就是說，一方面是煤電利用率不足，傳統(tǒng)能源傳輸效率低；另一方面為拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)，大量建設(shè)電力傳統(tǒng)基建設(shè)施，且為保證清潔能源輸送而大量建設(shè)煤電機(jī)組，其中的矛盾急需化解。

◆新基建——電力戰(zhàn)略發(fā)展新途徑

“對應(yīng)碳中和目標(biāo)，單位供電碳排放必須從600g/kWh 下降到100g/kWh，甚至50g/kWh。”周原冰直言，要實(shí)現(xiàn)2030年碳排放達(dá)峰、2060年碳中和目標(biāo)，我國煤電裝機(jī)必須在“十四五”期間達(dá)峰，并在2030年后快速下降。

從電力行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展要求來看，特高壓和煤電的增量一定要用在刀刃上，特高壓通道應(yīng)主要輸送清潔電力，增加以新能源為主體的非化石能源開發(fā)消納，反對打著清潔電力的旗號輸送煤電。

報(bào)告認(rèn)為，電力新基建要突出其結(jié)構(gòu)調(diào)整和經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級功能，加強(qiáng)與5G、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等創(chuàng)新技術(shù)融合，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)綠色、安全、高效、智慧發(fā)展。電力新基建包括以光伏、風(fēng)電為代表的可再生能源、儲能技術(shù)、綜合能源服務(wù)、配電網(wǎng)和數(shù)字電網(wǎng)等。電力新基建將促進(jìn)需求側(cè)改革，并且提高節(jié)電效率。

中國能源建設(shè)集團(tuán)投資有限公司總經(jīng)濟(jì)師徐進(jìn)認(rèn)為，“后疫情時(shí)代”將給電力投資業(yè)務(wù)帶來新變化。他說：“綜合看，‘十四五’電力投資要切實(shí)避免引起新一輪跑馬圈地，擺脫‘病急亂投醫(yī)’‘撿到籃子都是菜’的做法，應(yīng)重點(diǎn)圍繞‘新基建’做好文章。”

（來源：中國環(huán)境報(bào)）

全國危險(xiǎn)廢物處置能力比“十二五”末增長1.6倍

近日，生態(tài)環(huán)境部固體廢物與化學(xué)品司司長邱啟文表示，截至2019 年底，全國危險(xiǎn)廢物集中利用處置能力超1.1億t/a。其中，利用能力和處置能力比“十二五”末分別增長了1倍和1.6倍。

邱啟文表示，近年來，生態(tài)環(huán)境部會同相關(guān)部門在推動(dòng)提升固體廢物處置能力方面開展大量工作。在新修訂的《固廢法》中，針對加強(qiáng)工業(yè)固體廢物、生活垃圾、建筑垃圾、危險(xiǎn)廢物、醫(yī)療廢物集中處置設(shè)施建設(shè)等，增設(shè)了多項(xiàng)條款。

據(jù)介紹，2019年，生態(tài)環(huán)境部印發(fā)《指導(dǎo)意見》，推動(dòng)地方持續(xù)提升危險(xiǎn)廢物監(jiān)管能力、利用處置能力和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防范能力建設(shè)；聯(lián)合有關(guān)部門印發(fā)《工作方案》和《實(shí)施方案》，強(qiáng)化醫(yī)療機(jī)構(gòu)廢棄物綜合治理，推動(dòng)醫(yī)療廢物收集、運(yùn)輸和集中處置設(shè)施建設(shè)；開展“無廢城市”建設(shè)試點(diǎn)，大力推動(dòng)試點(diǎn)地區(qū)全面提升生活垃圾、建筑垃圾、工業(yè)固廢、農(nóng)業(yè)廢棄物和危險(xiǎn)廢物利用處置能力。

“生態(tài)環(huán)境部督促落實(shí)地方政府設(shè)施建設(shè)主體責(zé)任，著力提升危險(xiǎn)廢物醫(yī)療廢物收集處理能力?！鼻駟⑽慕榻B，深入推進(jìn)“無廢城市”建設(shè)試點(diǎn)工作，形成一批可復(fù)制、可推廣的示范模式和創(chuàng)新做法，從城市全域角度提升固體廢物處置能力和水平。

此外，邱啟文還表示將積極配合有關(guān)部門推進(jìn)垃圾分類、工業(yè)固廢綜合利用和農(nóng)業(yè)廢棄物回收利用處置工作，持續(xù)提升固體廢物處理能力和水平。