革新煤礦生產方式 提升礦工勞動價值
數字化智能化催生新時代煤礦嶄新業態
——全國煤礦薄煤層智能開采經驗交流現場會主旨報告
劉 峰
中國煤炭工業協會副會長、中國煤炭學會理事長
2024年6月19日
同志們:
今天,我們在山東鄒城召開全國煤礦薄煤層智能開采經驗交流現場會。會議主要目的是:深入貫徹落實習近平總書記關于國家能源安全和發展新質生產力的重要論述,總結交流近年來煤礦智能化建設特別是薄煤層智能開采的成效經驗,分析當前煤礦智能化建設面臨的形勢和發展方向,加快形成煤炭新質生產力,提速煤炭新型工業化進程,為煤炭行業綠色低碳轉型與高質量發展提供堅實支撐。
此次會議得到國家礦山安全監察局、國家能源局等國家部委,山東省、濟寧市和棗莊市等地方政府的高度重視,以及各煤炭企業集團和新聞媒體的大力支持。在此,向出席會議的有關國家部委和各級政府領導、各位行業院士專家和各位企事業代表,表示熱烈的歡迎!向承辦本次現場會的山東能源集團,表示衷心的感謝!向長期以來關心、支持并為我國煤炭事業發展付出艱辛努力和作出積極貢獻的社會各界人士,表示崇高的敬意!
剛才,山東省政府、國家能源局和國家礦山安全監察局領導作了熱情洋溢的講話,充分肯定了煤礦智能化建設近年來取得的成績,并對下一步提升煤礦智能化建設水平、促進煤炭高質量發展提出了很好的指導意見,希望大家認真學習領會,并結合本單位的具體情況,在今后的工作中加以貫徹落實。
下面,受嘉琨會長委托,結合行業發展新形勢,談四點意見。
一、全面發力強推進,我國煤礦數字化智能化建設尤其智能開采取得顯著進展
2019年5月,中國煤炭工業協會在山東棗莊成功組織召開全國煤礦薄煤層智能開采現場推進會,會議提出“煤礦智能化是煤炭工業高質量發展的核心技術支撐”,全行業就煤礦數字化智能化建設形成共識。2020年2月,國家發改委等八部門聯合印發《關于加快煤礦智能化發展的指導意見》,明確了我國煤礦智能化建設的目標和方向。在國家能源局、國家礦山安全監察局的領導下,在產學研用各方的協同配合、共同努力下,采煤工作面協同控制、巷道快速掘進、礦用5G通信、機器人輔助作業、露天礦卡無人駕駛等一系列關鍵技術取得突破,建成了一批多種類型、不同模式的智能化煤礦,打造了煤炭工業的數字化智能化新場景、新業態。
(一)技術裝備不斷攻關迭代,煤礦智能開采基礎從局部單元到成套系統全面夯實。近年來,一批具有智能感知決策、自主集群控制、安全狀態管理的智能化、高端化、成套化采煤裝備成功研發應用。采煤機方面,研發出0.9米極薄煤層至10米超大采高的采煤機,突破了大功率牽引和高功率密度搖臂傳動技術、超大采高煤機整機布置優化及高強度緊固技術、大仰角長搖臂潤滑冷卻技術,創新了半懸機身布置方式,解決了超大采高煤機穩定性可靠性以及薄煤層機身高度和過煤空間的問題。液壓支架方面,攻克了10m超大采高液壓支架630mm缸徑抗沖擊立柱、雙側雙活動側護板、雙伸縮梁+三級護幫等結構,解決了超大采高開采護頂和護幫支護難題;攻克了薄煤層液壓支架板式頂梁和超大伸縮比立柱等關鍵技術,解決了薄煤層開采支護難題。輸送系統方面,成功研發運輸能力突破8000t/h的工作面智能輸送裝備、直角轉彎刮板輸送機以及480m超長刮板輸送機,攻克了大運量、不均衡載荷、變頻傳動等穩定性控制難題。供液系統方面,相繼研發成功1250L/min、2000L/min大流量高端智能型乳化液泵,攻克井下1000kW永磁變頻技術,實現大流量穩定供液。供電系統方面,新型高壓配電裝置和組合饋電開關成功應用,電力監控系統實現了測溫診斷、火災報警、安全管控、能耗分析等功能。電液控制系統方面,新型網絡型控制系統實現了支架狀態監測、遠程參數配置、功能組態配置、跟機工藝編輯等功能。信息設施方面,5G通信系統成功研發并在工作面組網,國產慣導系統、智能跟機視頻等技術推廣應用,采煤工作面數據集成、智能管控水平持續提升,煤礦數字化智能化建設全面換擋提速。
(二)薄煤層無人化開采取得突破,工藝裝備智能協同助力開采管控模式發生轉變。目前我國1.3m以下的薄煤層約占保有儲量的20%左右,尤其是四川、重慶、湖南、湖北等地區薄煤層占其保有儲量50%以上。2m以下煤層受地質條件和空間的制約,開采難度大,生產效率低。近年來,煤炭生產企業聯合科研院所、高等學校開展技術攻關,從“裝備形式”到“配套方式”再到“工藝模式”逐步升級,建成一批薄與較薄煤層智能綜采工作面。國家能源榆家梁煤礦創新實踐“采煤工藝編輯+截割模板”遠程操控模式,實現了較薄煤層綜采工作面常態化無人生產。淮河能源朱集東煤礦在“大采深、高瓦斯、高地壓、高地溫”地質條件下,實現了薄煤層智能化高產高效開采。四川嘉陽煤礦創新地面單人簡約規劃截割、工作面全視頻安全巡檢生產模式。山東能源集團楊村煤礦實現了含厚度不均堅硬夾矸及硫化亞鐵結核體的薄煤層面內無人開采。
(三)智能采煤走向常態化運行,實現了從薄煤層、中厚煤層到厚煤層綜采和綜放工藝的全覆蓋。三維地震和槽波、GIS疊加BIM、高密度鉆孔及隨采隨探等技術為工作面開采以及災害防控提供了基礎地質數據支撐。工作面數字孿生技術可再現井下設備的工作姿態,正向現場設備與孿生模型雙向映射、交互控制方向邁進。程序截割技術已由記憶截割發展至規劃截割,正在探索更高形態的自適應截割。全工作面跟機、三角煤跟機工藝得到大范圍推廣,超前支架聯動、自移機尾、設備列車聯動等自動工藝走向常態化應用。遠程控制技術發展迅速,已實現多種模式的地面啟停、遠程干預以及跟機和拼接視頻。國家能源集團寸草塔煤礦成功打造在頻繁搬家倒面條件下的智能開采模式。中國中煤納林河二礦實現復雜地質條件下的“程序控制+路徑規劃+遠程干預”智能采煤常態化運行。陜煤集團小保當二號煤礦實現了全國產450米超長工作面的智能化開采常態化運行,正向一人一面一千萬噸的目標邁進。
(四)示范煤礦建設帶動作用突出,煤礦數字化智能化技術體系與建設模式初步成型。2020年11月,國家能源局、國家煤礦安全監察局啟動了首批71處國家智能化示范煤礦的建設工作,范圍涵蓋內蒙古、陜西、山西、山東、新疆等15個產煤省區。隨后《煤礦智能化建設指南》《智能化示范煤礦驗收管理辦法(試行)》的發布,基本構建出煤礦智能化建設的技術體系與基本內容。在國家智能化示范煤礦建設的帶動下,各產煤省區和大型煤炭生產企業也啟動了示范煤礦的建設工作,呈現出示范煤礦引領帶動、其他煤礦跟進建設的智能化建設格局,初步形成大型現代化礦井、災害嚴重礦井、地質條件復雜中小型礦井等不同類型煤礦的智能化建設模式。中國中煤大海則煤礦高標準、高起點、一體化設計建設,形成了“大埋深、大涌水、大采高、大產量”的2000萬噸級礦井常態化智能開采模式,打造了新建井工煤礦智能化建設樣板。山東能源唐口煤礦優先建設瓦斯、水害、火災、沖擊地壓等災害防治系統,同步開展生產系統智能化建設,為高瓦斯和沖擊地壓礦井智能化建設探索了道路。河南能源貴州新田煤礦設計規模120萬t/a,通過智能化建設減少固定崗位、采掘工作面現場作業人員130余人,有效提升了安全生產能力。
二、把握大勢聚共識,充分認識數字化智能化是發展煤炭新質生產力的重要載體
習近平總書記在今年1月份的中央政治局集體學習時強調:高質量發展需要新的生產力理論來指導。李強總理在3月份的《政府工作報告》中把“大力推進現代化產業體系建設,加快發展新質生產力”列為今年的十大任務之首。今年上半年,國家礦山安全監察局等七部門印發《關于深入推進礦山智能化建設促進礦山安全發展的指導意見》,國家能源局印發《關于進一步加快煤礦智能化建設促進煤炭高質量發展的通知》,進一步強化頂層設計,對下一階段的煤礦智能化建設作出系統部署。可見,抓住數字化智能化這個“牛鼻子”,加快發展煤炭新質生產力,既是煤炭行業綠色低碳轉型的“必選題”,更是各煤炭企業統籌高質量發展和高水平安全、提高核心競爭力的“搶答題”。
(一)煤礦數字化智能化是“雙碳”目標下解決能源安全供給和環境友好問題的必經之路。在地緣政治沖突和國際能源博弈不斷加劇的背景下,我國以煤為主的能源資源稟賦,決定了未來一段時期煤炭依然是國家能源安全的“壓艙石”。在碳達峰碳中和過程中,仍需要煤炭為構建現代化產業體系、推動經濟社會發展提供能源兜底保障。因此,提升煤炭產業鏈供應鏈的韌性和安全水平成為行業亟待解決的關鍵問題,其核心是實現煤炭產業勞動者、勞動資料、勞動對象組合方式的革新升級。作為前沿技術方向,數字化智能化體現了新質生產力“高科技、高效能、高質量”的主要特征。通過智能開采,能夠讓勞動者從危險繁重的作業環境中解放出來,讓勞動資料數據化、智能化、便捷化,讓勞動對象綠色低碳安全,必將有力地推動煤炭開采由傳統生產向清潔生產轉變,煤炭行業由要素驅動型向創新驅動型轉變。因此,數字化智能化對每個煤炭企業都是一次歷史性、變革性的戰略機遇,已到了不進則退、慢進亦退的緊要關口,只有堅定不移推進煤礦數字化智能化建設,才能更好地融入新發展格局,實現產業升級和可持續發展。
(二)我國煤礦數字化智能化建設正由示范建設轉向規模推廣,必須蹄疾步穩、有序推進。近年來,在各大煤炭企業因地制宜、先行先試、百花齊放地開展智能化建設的同時,也出現了很多質疑聲音。特別是當前,我國煤礦數字化智能化發展仍面臨進展不平衡、基礎不穩固、常態化運行水平低、核心技術裝備支撐不足、人才短缺、標準體系不健全、管理模式匹配能力不足等一系列問題,實現2025年目標即大型煤礦和災害嚴重煤礦基本實現智能化的任務非常艱巨。但我們要理性地認識到,這一現象符合事物的螺旋式上升發展規律。煤炭行業正處于“勞動密集型”向“人才技術密集型”轉變的階段,技術裝備、生產模式正處于升級變革之中,廣大從業者對數字化智能化的理解也在不斷深化,認識理念的更新需要一個過程。在這一關鍵階段,全行業更要統一思想、堅定信心,堅持問題導向、目標導向,分步實施重點突破,有序推進生產、經營、管理環節數字化智能化改造,推動行業技術水平整體躍升。
(三)著力推進產學研用創新協同,形成從基礎研究、應用試驗到價值產出的完整鏈條。煤礦數字化智能化是多學科多技術交叉融合的復雜巨系統。智能技術的創新研究與攻關,既包含“從0到1”的基礎研究和原始創新,也包含“從1到n”的應用開發。特別是當前,新一代信息技術如5G、大模型、人工智能、新型傳感等應用邊界不斷拓寬,為解決煤礦生產、安全管理過程中的瓶頸問題,提升煤炭產業全要素生產率提供了有力支撐。在這方面,我們追求的不是成果“書架”,而是產品“貨架”,要用好創造價值這個“指揮棒”,以提升礦工幸福感獲得感安全感為出發點,堅持“同步提升含金量與含綠量”的結果導向,切實解決當前存在的先進技術研發與現場實踐應用“兩張皮”現象,挖掘智能應用場景,推進智能系統化,實現煤礦數字化智能化建設的科學有序發展。
三、久久為功重實效,夯實煤礦數字化智能化基礎和強化智能系統常態化運行成為關鍵
由被動建設轉為主動建設,是煤礦數字化智能化保持活力的源動力。當前,示范煤礦建設已取得顯著效果,總結建設成果經驗進行規模復制、健全完善智能化標準體系、強化智能系統常態化運行成為下一階段智能化建設的重要內容。我們要始終明確,建設示范煤礦的目的不是為了打造“唯一樣板”,而是要通過先行探路、示范引領的建設模式,總結出一批“看得見、摸得著、可復制、能推廣”的經驗和場景,輻射帶動各地區煤礦企業同步提升,朝著“共同富裕”的方向穩步前進。
(一)加強基礎研究,持續完善煤礦數字化智能化技術標準體系。在關鍵共性技術研究的前提下形成基礎標準并推進產品應用與融合,是煤礦數字化智能化持續發展的新動能。當前,煤礦數字化智能化基礎問題尚未解決,如5G射頻電磁波功率安全閾值、新型傳感器及控制系統、井下電磁干擾防護、鋰電池安全管控、地質體精準探測等,仍需產業界共同攜手、持續攻關,尤其是繼續深化復雜地質條件薄煤層無人開采技術研究,推動中厚煤層、厚煤層綜采與綜放少人化作業,著力解決快速掘進、連續輔助運輸、輔助作業機器人化、智能防災等難題。今年以來,國家礦山安全監察局、國家能源局先后發布了《礦山智能化標準體系框架》《煤礦智能化標準體系建設指南》,要求在數據編碼、通訊協議、網絡融合、數字化平臺、智能感知、新型裝備、新能源應用、人機協作、功能安全、信息安全、管理運維等方面加快制定一批智能化標準,固化已成熟的技術裝備及建設模式,通過標準體系的完善進一步推進煤礦智能化建設。中國煤炭工業協會、中國煤炭學會秉承急用先行原則,已發布百余項智能化相關團體標準,推動建設成果以標準形式固化落地,并按煤礦類型、從業者層次分類進行智能化標準宣貫。
(二)加強分類建設,推進智能化建設從技術為主向技術管理并重轉變。國家能源局近日印發的《關于進一步加快煤礦智能化建設促進煤炭高質量發展的通知》提出,鼓勵Ⅰ類建設條件的井工煤礦按照中級以上標準開展智能化建設,Ⅱ、Ⅲ類建設條件的井工煤礦按照初級以上標準開展智能化建設。考慮到目前的《智能化示范煤礦驗收管理辦法(試行)》存在著功能性要求為主、性能要求少,部分條款較為模糊、露天煤礦及選煤廠缺乏明確分類等問題,按照國家能源局工作安排,我會正在組織行業力量修訂評分辦法,為下一階段井工、露天煤礦和選煤廠的智能化建設提供精細化指導。在管理提升方面,企業應研究與數字化智能化匹配的管控模式、崗位設置,設立相關專職崗位,建立專職機構,健全智能化從業人員職業發展通道;制定智能系統常態化運行管理制度,強化常態化運行成效評價,探索常態化運行考核與薪資掛鉤方式;與技術裝備供應商共建實訓基地,加大智能化人才尤其是一線技能人才的培養力度,確保煤礦數字化智能化工作有效扎實推進。
(三)加強常態化運行,實現煤礦全系統全流程的高質量智能化運行。總結幾年來的建設經驗,只有實現各智能系統常態化運行,才能真正推動智能化建設走深走實;只有真正常態化的運行實踐才能引領常態化的場景需求,才能持續提高智能裝備的可靠性和對復雜條件的適應性。今年中國煤炭工業協會將與山東能源集團一道繼續舉辦全國煤礦采煤工作面智能創新大賽,以賽促學,以賽促練,以賽促建,進一步提升智能采煤工作面的常態化運行水平,引領帶動煤礦其他智能系統的常態化運行。此外,協會將于近期發布《煤礦數字化智能化典型應用場景》,遴選實用性強的成果供各企業相互借鑒,助力智能化建設經驗成果規模化推廣復制。煤炭生產企業應以采掘工作面的智能化建設為龍頭,同步建設地質、運輸、安全等專業系統,同時建立智能運維隊伍,打破傳統單系統運維模式,發展場景化智能運維,加快研發智能單兵裝備、智能工器具等現場運維作業工具,不斷提升煤礦智能運維能力和水平。
四、踔厲奮發向未來,堅持“服務礦工、依靠礦工、改變礦工”宗旨,推進煤礦數字化智能化建設行穩致遠
習近平總書記指出,人民幸福安康是推動高質量發展的最終目的,強調“必須以滿足人民日益增長的美好生活需要為出發點和落腳點,把發展成果不斷轉化為生活品質,不斷增強人民群眾的獲得感、幸福感、安全感”。各煤礦企業要充分認識到,煤礦數字化智能化正是將數字技術、智能技術與煤礦生產運行需求相結合,通過大幅提高安全生產治理效能,進而持續提升礦工獲得感、幸福感、安全感的過程。煤礦數字化智能化建設不是“交鑰匙工程”,而是不斷提升廣大礦工素質、改善廣大礦工環境待遇、更好服務礦工的過程。
(一)以“服務礦工”為目的,推進數字化智能化建設成果由全體礦工共享。盡管我國煤礦數字化智能化建設取得了明顯的階段性成效,但同時也出現了礦工滿意度與智能化建設應用不匹配的現象。究其原因,還在于部分煤礦重技術輕應用,忽略了礦工獲得感、幸福感、安全感“三感”的匹配提升。高質量發展的最終核心是人的幸福,智能化則是技術實現手段。由此來看,煤礦數字化智能化建設應該是融合“先進技術應用”和“滿足美好生活需要”的共同體,是堅持“煤炭保供”與“礦工幸福”一體考量、一體推進的系統工程。這次現場會讓我們真實看到,山東能源集團的智能化建設就是以“服務礦工”為根本目的的典型范例。通過攻關薄煤層智能開采,讓勞動強度大、產能效率低、經濟效益差、瀕臨關閉退出的煤礦成功“提效增產、提質增盈”,并讓礦工“輕松采煤、體面勞動”,實現了勞動收入與經濟效益同步增長,走出了“以人民為中心”的煤礦高質量發展生動實踐。
(二)以“依靠礦工”為路徑,充分發揮廣大礦工的積極性、主動性、創造性。保障智能化效能的常態發揮,是檢驗智能化建設成效的關鍵標志。礦工身處生產最前沿,對實踐變化感知最敏感、感受最深切,也是最具智慧的勞動群體。當前,一些煤礦的智能化建設并沒有因地制宜適應生產實際,甚至由于新技術新裝備的“水土不服”,以及尚未建立配套的管理和培訓機制,造成了礦工對智能技術升級的“排斥”,大幅增加了后期裝備系統的運維成本。我們應認識到,最好的并不一定就是最適合的,智能化建設決不能僅靠技術裝備的“強推硬上”。特別是面向下一階段全面實現智能化的建設目標,智能化實訓不足以及復合型人才緊缺的問題愈加凸顯,更有必要將原先的“人-機-環-管”協同建設路徑,轉變為以提高礦工“三感”為核心驅動力,以打造“知識型、技能型、創新型礦工”為目標,充分調動廣大礦工的主觀能動性進行持續性建設。煤炭生產企業要更加強調人文關懷,注重包容性增長,綜合采取赴廠家脫產培訓、邀請專家到現場專題培訓、委托科研院校系統培養等方式,加快提升全員素質,切實在創造性實踐中凝聚起管理、技術、技能各層級人員的團隊力量,不斷總結新鮮經驗、汲取創新智慧,真正在依靠礦工把握發展規律、破解發展難題中,讓礦工與智能化相互賦能,共同打造一個富有創新力和創造力的煤礦數字化智能化發展未來。
(三)以“改變礦工”為導向,依托數字化智能化重塑新時代采礦新角色。時至今日,每當提起煤礦工作,許多人依然會把臟、累、苦、險與礦工形象聯系在一起,社會地位得不到大眾認可。特別是隨著人口紅利的日益減少,職工老齡化加劇,煤礦條件相對較差、工作環境較危險,對高學歷人才和年輕一代的吸引力越來越低,招工難、用工難問題已經十分普遍,嚴重制約了行業可持續發展。科技時代,“藍領”與“白領”的邊界越來越模糊,智能化建設不是讓礦工“大規模失業”,而是要讓礦工和企業在擁抱科技中融合共生。因此,讓礦工這一職業在煤礦“智能升級”中實現“順勢轉型”,已經成為這場煤炭工業領域重大變革的新命題。要聚焦創建本質安全環境,通過數字技術賦能、智能技術變革,實現煤炭生產各類災害的精準定量防控,發展消災無害化開發利用模式,支撐轉變社會公共對煤礦開采屬于“高危行業”的固有印象。要聚焦降低勞動強度,加快智能單兵、外骨骼輔助等智能裝備研發應用,釋放先進生產力效能,在復雜地質條件下最大限度提高生產效率,讓礦工職業的現代感十足、科技感滿滿。要聚焦保障職業健康,在治理采掘粉塵、空氣污染等方面加大智能化技術應用,加快井下危險崗位、有限空間作業的機器人全替代,真正讓“幸福礦工”成為一幅可觸可感可享的立體畫,推進以產業聚人才、以人才強發展,為煤礦高質量發展“鑄魂健體”提供源源不斷的強勁動能。
同志們,今年是新中國成立75周年,是實現“十四五”規劃目標任務、落實高質量發展戰略的關鍵一年。中國煤炭工業協會將繼續強化煤礦數字化智能化戰略導向,充分發揮薄煤層智能開采在減人、提效、增安方面取得的突出成效,大力推進煤礦智能開采,推進煤炭全產業鏈數字化智能化綠色化;將大力弘揚創新精神,不斷夯實發展基礎,加強高質量科技供給,與廣大行業從業者共同努力,為煤炭行業轉型升級和高質量發展貢獻力量。希望與會嘉賓繼續支持和投身于煤炭事業,用優異的工作成績向中華人民共和國成立75周年獻禮!
謝謝大家!
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