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當前，煤礦智能化是煤炭企業高質量發展的核心技術支撐和必由之路這一觀點已成為行業共識，煤礦智能化也是煤炭安全增產保供的關鍵舉措。

今年以來多地煤礦資源大省相繼出臺政策，要求加快推進煤礦智能化發展。例如山西省印發《全面推進煤礦智能化和煤炭工業互聯網平臺建設實施方案》明確提出，到2027年，全省各類煤礦基本實現智能化。山東省提出，加快推進煤礦智能化改造和既有裝備設施節能改造，打造煤礦智能化建設示范標桿，提高煤炭開發技術與裝備水平，到2025年，智能化煤礦開采產量達到90%左右。

對此，《證券日報》記者就煤礦智能化發展進度及行業發展現狀等問題采訪了中國工程院院士、中國煤炭科工集團首席科學家王國法。

(資料圖)

智能化邁入全面發展新階段

“今年以來，各地加速推進煤礦智能化建設積極性非常高。”王國法對記者表示，在2020年國家發改委等部門聯合印發的《關于加快煤礦智能化發展的指導意見》（以下簡稱《指導意見》）推動下，3年以來煤礦智能化發展已取得積極成效，煤礦智能化建設與技術創新相互促進，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。

國家能源局數據顯示，截至目前，全國已累計建成智能化采煤工作面1043個、掘進工作面1277個，其中全國首批示范煤礦累計建成智能化采煤工作面363個、掘進工作面239個，涵蓋產能6.2億噸/年，單面平均生產能力達到500萬噸/年，智能化建設總投資規模近2000億元。

“第一批條件較好的示范礦井已經陸陸續續進入驗收階段，預計年內基本都能通過驗收。”王國法表示，當前煤礦智能化技術逐步發展成熟，在首批示范礦井建設的經驗技術及創新研發技術的推動下，煤礦智能化已邁入全面發展的新階段。

“一是煤礦安全高效生產要求和產業數字化轉型的現實需要，二是煤礦智能化技術與裝備保障能力提高，煤礦智能化安全生產效率提升，先行建設的智能化煤礦比較優勢明顯，因此倒逼地方、企業積極推進煤礦智能化發展謀求轉型發展。”王國法談到。

在王國法看來，煤礦智能化發展取得積極成效，離不開采掘裝備智能化水平提高帶來的生產工藝變革，采掘硬件設備技術的進步極大地推動了煤礦生產效率，尤其是電液控制系統的國產化，為煤礦智能化發展奠定了重要基礎。“十四五”期間至少還要新增2000左右個智能化采煤工作面，這將為相關高科技企業帶來新發展機遇。

“智能化發展最難的還是在采掘。”王國法告訴記者，“在煤礦智能化建設的過程中，基礎信息設施、智能安控和地面智能化系統等方面是相對比較容易推進的部分，基本上只要有投入就能推進，但各礦的采掘條件千差萬別，對智能采掘硬件設備的適應性和可靠性要求很高，因此要進一步減人增安提效，采掘設備智能化技術的提升至關重要。”

隨著智能化礦山的持續推進，相關的技術設備迭代速度也在加快，煤機設備正迎來替換周期。浙商證券指出，我國煤機設備的壽命大約為5年-10年，其中綜采設備中的采煤機、掘進機、刮板輸送機壽命在5年左右，液壓支架的壽命較長，為8年-10年。據其測算，2023-2025年更新需求帶來的“三機一架”投資額為859億元、817億元、856億元，同比增長2.5%、-4.9%、4.8%。

推進建設煤礦“數智化”生態

在王國法看來，煤礦智能化建設在取得階段性成果的同時仍存在諸多短板，面臨諸多挑戰。例如面臨數字化、智能化生態脆弱，呈現出產業鏈不完善、技術鏈片面、標準不統一等問題，以及煤礦智能裝備的可靠性及對復雜條件的適應性、煤礦智能化建設系統、區域之間不平衡差異大、智能化人才匱乏等多方面問題。

而推進煤礦數字化智能化生態建設，已成為構建安全高效、清潔低碳的煤炭產-供-銷體系的核心要素。

“礦山智能化建設需要構建礦山全生命周期、全產業鏈、全要素的數字化生態，打通從礦山智能化建設到全產業數字化轉型發展路徑，形成以‘數據驅動’為核心的系統智能化柔性生產供給運行模式。”王國法表示。“但目前礦山行業數字化生態體系尚在形成雛形階段。”

《指導意見》指出，煤礦智能化要將人工智能、工業物聯網、云計算、大數據、機器人、智能裝備等與現代煤炭開發利用深度融合，形成全面感知、實時互聯、分析決策、自主學習、動態預測、協同控制的智能系統。

但目前從礦山企業到行業供應鏈普遍存在信息壁壘、數據孤島，數據鑒權、數據安全等問題，導致數據無法流動、知識不能共享、礦山智能化和產業鏈數字化水平不高。

就此，為進一步推進煤礦數字化智能化生態建設，王國法建議，一是加快煤礦智能化標準體系建設，亟需從行業層面上構建數據標準體系與法規，規范智能化煤礦建設網絡通信協議與數據標準；二是以業務為導向深化煤礦數據治理，構建煤炭行業知識圖譜；三是加速數據驅動下管理變革轉型，增強信息安全保障能力；四是建設煤礦行業云平臺，打造行業數據生態圈，構建煤炭企業-煤機企業-軟件開發企業-ICT企業間數據流動、交換、共享路徑；五是建立國家級的煤礦安全生產智能化平臺，構建基于工業互聯網的安全感知、監測、預警、處置及評估體系；六是建立國家級的煤炭交易監管平臺，推動煤炭交易的透明化、公平化。

此外，針對高端人才匱乏問題，王國法指出，煤礦智能化建設亟需具備采礦與機電信息等多專業融合的復合型人才，應鼓勵高校加快采礦工程等傳統礦業類專業與數字化智能化的深度融合，大力推進智能采礦等新工科專業建設，建立健全礦山智能化專業人才培訓與考核評價體系，建立高水平礦山數字化智能化運維隊伍。

萬億元級市場空間待持續“采掘”

在政策和市場的推動下，煤礦智能化發展駛入快車道，上市公司及市場機構紛紛看好其未來發展空間。

據安永（中國）發布的《智慧賦能煤炭產業新萬億市場》指出，結合全國煤礦的存量，依照不同產能等級進行改造金額測算后，我國煤礦智能化建設將創造萬億級的廣闊市場空間。國海證券預測，到2025年我國煤礦智能化的市場空間將高達3100億元。

不過，雖然近年來煤礦智能化項目的實施水平逐漸提高，但整體滲透率較低。目前驗收通過的智能化礦井多為初級或中級，尚無通過驗收的高級智能化礦井。

王國法也指出，理論與技術裝備創新是提升煤礦智能化建設水平的基石，當前煤礦智能化理論、技術和裝備發展與綠色、安全、高效開發的實際需求之間還存在著一定的差距，基礎理論研究滯后、關鍵核心技術瓶頸難突破，部分生產工藝環節用人多、效率低、安全隱患和安全風險雙重預防難度大。

對此他建議，應著力突破復雜條件煤層高精度地質探測，形成工作面綜合探測、多源數據融合、三維地質建模、規劃截割、數字孿生、礦井云平臺等六項技術一體化的綜合解決方案。以智能感知、位置服務、邊緣計算、云計算應用為平臺，打造礦山類北斗全坐標體系位置服務。突破掘支運并行作業、掘錨一體化、自動支護、柔性連續運輸、遠程智能協同控制等關鍵技術。

突破智能傳感器和自校準、機器人動態編程等難題，加快井下搬運、自動打鉆、巷道清理、清淤等各種作業機器人研發和集群應用，有效替代井下工人高強度勞動工作崗位。搭建大數據中心及綜合管控平臺，進一步解決系統數據匯聚不足、融合性差的問題，為煤礦全礦井智能化、數字化升級賦能。

此外，面對煤炭大宗商品周期屬性，王國法建議應以智能化煤礦建設為基礎，探索建設柔性煤炭開發供給體系，開展煤礦生產鏈系統評估及優化、煤炭產供銷策略體系研究，促進煤炭行業在需求旺盛時可快速增加產能，在需求低迷時可低成本抑制產能，同時滿足訂單式生產要求，這也是行業高質量穩定發展的必要條件。