5月19日，國家安監(jiān)總局、國家煤監(jiān)局在陜西黃陵召開全國煤礦自動化開采技術(shù)現(xiàn)場會。會議要求相關(guān)單位提升煤礦機械化、自動化、信息化和智能化“四化”水平。國家安監(jiān)總局副局長、國家安全生產(chǎn)生產(chǎn)應(yīng)急救援指揮中心孫華山指出，隨著信息化與工業(yè)化的深度融合，和“互聯(lián)網(wǎng)＋”的迅猛發(fā)展，推進煤礦“四化”是提高煤礦本質(zhì)安全水平，促進煤礦安全發(fā)展的必由之路，也是推進煤礦工業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的根本出路。
    隨著煤礦機械化、信息化和自動化程度的提高，根據(jù)煤礦生產(chǎn)需求，通過提升采煤技術(shù)裝備水平，實現(xiàn)煤礦安全、綠色、高效、智能生產(chǎn)，已提上日程。
 
逐步實現(xiàn)無人開采
 
    專家指出，實現(xiàn)采礦機械化是礦井安全高效開采的核心，需要不斷發(fā)展適合不同煤層條件的綜合機械化開采技術(shù)裝備。
    業(yè)內(nèi)人士透露，我國綜合機械化采煤技術(shù)與裝備取得很大進步，大采高綜采技術(shù)裝備已經(jīng)達到國際先進水平，液壓支架、大運量長運距帶式輸送機等裝備已經(jīng)完全替代進口。但是，與深部資源開采步伐的加快相比，高強度開采條件下圍巖活動規(guī)律、深部地層煤巖體力學(xué)特性等開采基礎(chǔ)理論研究還是較為滯后，一些關(guān)鍵部件和技術(shù)等方面需要依賴進口。
    此外，中國煤炭工業(yè)協(xié)會《關(guān)于加快推進大型現(xiàn)代化煤礦建設(shè)的指導(dǎo)意見》（以下簡稱意見）指出：“煤礦大型裝備國產(chǎn)化關(guān)鍵技術(shù)急需攻關(guān)。”一位煤機制造業(yè)的人士坦言，我國一些關(guān)鍵元件的可靠性與國外產(chǎn)品還是有一定差距的，因此一些高端裝備需要進口。他表示，國內(nèi)煤機裝備的自動化水平還有待提高。
    今年1月，國家能源局、環(huán)境保護部、工業(yè)和信息化聯(lián)合發(fā)布《促進煤炭安全綠色開發(fā)和清潔高效利用的意見》，提出目標(biāo)：到2020年，全國煤礦采煤機械化程度達到85%以上，掘進機械化程度達到62%以上。
    “我國綜合機械化采煤技術(shù)裝備將朝著裝備成套化、自動化、高可靠性和高出采率的方向發(fā)展。”中國煤炭科工集團副總工程師、科技部部長申寶宏指出。
    據(jù)悉，陜西省煤礦采煤機械化程度已達到90%以上，平均單井規(guī)模超過100萬噸。自動化排水、集控運煤系統(tǒng)等新技術(shù)在一批大中煤礦廣泛應(yīng)用，其中黃陵礦業(yè)公司智能無人化開采技術(shù)廣泛應(yīng)用，開創(chuàng)了國產(chǎn)裝備智能化開采的先河，達到國際先進水平。
    下一步，國內(nèi)各煤炭生產(chǎn)單位將陸續(xù)推廣黃陵礦業(yè)公司智能化無人開采技術(shù)等先進經(jīng)驗，提高煤礦安全生產(chǎn)水平。
 
不斷“讀懂”礦井
 
    我國煤礦已廣泛將信息技術(shù)用于生產(chǎn)、安全、管理、市場等各個領(lǐng)域，以計算機為核心的電牽引采煤機、全數(shù)字直流提升機、用計算機監(jiān)控的掘進機、礦井供電設(shè)備、膠帶運輸機等設(shè)備，為煤礦生產(chǎn)信息化奠定了基礎(chǔ)。
    隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、自動化技術(shù)、傳感器技術(shù)、數(shù)字視頻技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)等的不斷發(fā)展應(yīng)用，煤炭行業(yè)信息化建設(shè)將呈快速發(fā)展態(tài)勢。
    近年來，國家出臺相關(guān)政策，要求推進煤礦信息化進程，鼓勵相關(guān)單位采用先進技術(shù)裝備，提高煤礦裝備現(xiàn)代化、系統(tǒng)自動化、管理信息化水平。
    中國礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院張申教授認(rèn)為：“煤礦自動化的過程，本質(zhì)上就是一個煤礦信息技術(shù)與煤礦物理世界相融合的過程。”他同時指出，實際礦山的物理世界，除了機器設(shè)備外，還涉及許多礦壓、地質(zhì)、水文、瓦斯等不確定因素，因此，煤礦自動化在很長一段時間里還需要人的參與。
    據(jù)了解，目前礦井下WiFi、3G等礦井通信系統(tǒng)已經(jīng)得以推廣應(yīng)用，4G礦井移動通信系統(tǒng)也已研制成功。中國礦業(yè)大學(xué)（北京）副校長孫繼平表示，今后一段時間內(nèi)，煤礦井下移動通信主要是4G和WiFi技術(shù)，還需研究5G礦井移動通信系統(tǒng)，其工作頻率更好，更適用于煤礦井下。
    目前，礦用高清攝像機、萬兆以太網(wǎng)、礦山物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)已經(jīng)逐步應(yīng)用于煤礦井下。孫繼平指出，應(yīng)根據(jù)礦井圖像監(jiān)視具有照度低、礦塵大、噴霧影響大、機械振動大、電源電壓波動適應(yīng)能力強等特點，對礦用機器視覺進行進一步研究，用于礦用機器人、救災(zāi)機器人、采煤機、掘進機等自動導(dǎo)航控制方面。煤礦大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)的研究和應(yīng)用，是煤礦信息化研究的重點，需要研究基于大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)的煤與瓦斯突出、沖擊地壓、水害、火災(zāi)等煤礦重大災(zāi)害預(yù)警，采、掘、機、運、通等重大關(guān)機設(shè)備故障診斷與遠程維修等方面。
 
建設(shè)有“智慧”的礦山
 
    從黃陵礦業(yè)一號煤礦了解到，2014年5月，該礦在國內(nèi)率先實現(xiàn)了地面遠程操控采煤，運行一年來，真正實現(xiàn)了“無人開采”常態(tài)化。在去年1001智能化無人綜采工作面成功運行的基礎(chǔ)上，該礦全面開展“智能化煤礦”各項創(chuàng)建工作。目前，該礦第二套智能化綜采設(shè)備也已經(jīng)完成設(shè)備選型，預(yù)計到今年9月，井下兩個綜采工作面均能實現(xiàn)智能化開采。
    據(jù)陜煤集團黃陵礦業(yè)公司董事長范京道介紹，一號煤礦智能化無人綜采工作面運行一年來，生產(chǎn)原煤190萬噸，開機率97.3％，完全能夠滿足礦井正常生產(chǎn)需要。成本比國外同類設(shè)備降低一半以上的同時，每年可節(jié)約人工成本500萬－600萬元。
    專家表示，智能化無人開采技術(shù)在實現(xiàn)了“減人、增效”的同時，更核心的意義在于保證了井下安全，從根本上提高了作業(yè)安全系數(shù)。
    煤機裝備系統(tǒng)比較龐大，需要控制的動作既多又要求高。一位不愿具名的業(yè)內(nèi)人士指出，我國大型煤炭綜采設(shè)備在自動化供能配置，以及控制系統(tǒng)智能化水平等方面還存在一些問題，還應(yīng)繼續(xù)推進大型煤炭綜采成套智能系統(tǒng)的研究。
    實現(xiàn)智能和無人采煤，孫繼平指出：“還需進一步研究采煤工作面地面遠程控制和煤巖界面智能識別等技術(shù)。”
    中國煤炭行業(yè)協(xié)會副會長劉峰指出，智能礦山建設(shè)采用先進的技術(shù)與裝備實現(xiàn)智能化開采和自動化生產(chǎn)，注重節(jié)能與環(huán)保，將極大地提高自動化、數(shù)字化和信息化水平，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的低消耗和低排放，極大提高了生產(chǎn)效率，將有力地推動煤炭生產(chǎn)方式的變革，實現(xiàn)以最小資源擾動獲取最大資源收益的目標(biāo)。
    目前，我國智能化無人開采技術(shù)已形成了針對煤礦各種復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境的多種解決方案。全國范圍內(nèi)已在神華集團、陜煤集團、冀中能源、陽煤集團等15個礦區(qū)推廣應(yīng)用。為確保綜采設(shè)備連續(xù)、協(xié)調(diào)、高效、安全運行，實現(xiàn)工作面少人化甚至無人化操作，業(yè)內(nèi)人士指出，還需要不斷提升采煤技術(shù)裝備水平，也為自主研發(fā)的煤機成套裝備參與國際市場競爭創(chuàng)造條件。