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煤矿“新基建”：夯实基础 迎接挑战
发布时间：
2020/04/13
新的煤矿基础设施的建设是煤矿情报的“基础”。智能技术和系统是煤矿智能的“核心”。夯实“基础”，增强“核心”，是煤矿智能化发展的两个基本任务。
“新基础设施”更加迫切
3月4日，中共中央政治局常委召开会议，强调需要加快5G网络和数据中心等新基础设施的建设。新型基础设施建设是指以网络，数字化和智能为核心的基础设施建设。这是一个专注于科技的基础设施建设。这将为中国传统产业的转型升级带来巨大机遇。 2月25日，八部委联合发布了《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》（以下简称《指导意见》），明确了中国煤炭工业智能化发展的方向，并敲响了警钟。中国煤矿智能化建设的号角 。新的煤矿基础设施（以下简称“新煤矿基础设施”）的建设，将有力地促进煤矿智能化进程，促进煤炭工业的高质量发展。
煤矿智能化“基础”
“新基础设施”不仅指传统的先进通信网络，数据中心和其他信息基础设施，还应扩展到包括大数据服务，云计算服务，物联网和工业互联网平台，以及智能传感器，煤炭矿山机器人等智能设备。
煤矿“新基础设施”是指在煤矿中应用新技术（例如5G，数据中心，人工智能和工业互联网）所需的数字基础设施建设。煤矿的“新基础设施”不仅指传统的先进通信网络，数据中心等信息基础设施，还应包括大数据服务，云计算服务，物联网和工业互联网平台以及智能传感器。各种智能设备为煤矿的智能化建设奠定了基础。
煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑，代表着先进煤炭生产力的发展方向。当前，煤矿智能化建设已成为业界共识。煤矿智能是建立在煤矿“新基础设施”的基础上，形成具有全面感知，实时互联，分析与决策，自主学习，动态预测和协同控制的智能系统，以实现煤矿的开发，开采（剥离，运输，通风和清洗。选择，安全和管理过程的智能操作。可以说，煤矿的“新基础设施”是煤矿的智能“基础”。
中国煤矿数字化基础设施建设经历了不同的阶段。第一阶段的特点是实现煤矿信息管理和煤矿机械化。第二阶段将整个真实矿山及其相关现象整合在一起，并以数字形式表示矿数量众多，分布范围广，煤层的地质条件也大不相同，使得数字化基础设施建设水平参差不齐。
煤矿的“新基础设施”是煤矿智能的“基础”，而智能技术和系统是煤矿智能的“核心”。夯实“基础”和加强“核心”是煤矿智能化发展的两个基本任务，其中煤矿的“新基础设施”更为紧迫。
中国煤矿智能化建设首先在采煤方面取得突破。主要生产系统，如皮带输送机系统，地下变电站，地下供水泵房和地面主通风机房，实现了远程监控和无人值守的操作。 2014年，陕西煤炭集团黄陵矿业公司率先在第一煤矿实现“面无人走”的智能采矿工作模式。
目前，全国已建成智能化工作面200多个，达到了减少人员，提高效率的示范目标，取得了良好的应用效果。对Yan矿集团宝店煤矿7302综放工作面进行了智能化改造后，每班工人人数从23人减少到7人，工人劳动强度降低了40％至50％。工作面始终保持在20,000吨的安全性和效率水平。山西焦炭西山煤电东渠煤矿的高架乘客装置实现了远程监控和无人值守功能。通美集团塔山煤矿主轴带实现了机器人检查。 3D激光无人煤机器人在国家能源集团东升热电公司投入使用。这些进步离不开煤矿数字化设施的建设和智能设备的研发。
为工业再造提供机会
煤炭行业的基础薄弱，“新基础设施”将不可避免地促进行业的质量，效率和动力的变化，极大地改写煤炭行业的发展格局。
中国煤炭工业基础薄弱，产业链仍然脆弱。该行业的关键设备，核心技术，软件系统和其他独创性不足，高端产品远远不能满足需求。大功率，重型柴油单轨起重机均为进口产品，主要来自沙夫，贝克和芬里特。薄缝国产综采设备与波兰“黑龙”等国外产品的性能差距较大。进口关键部件，例如用于1000千瓦以上超大功率减雷器的高压泵，电机和液压控制阀，机电设备的液压传动和控制系统等。高精度传感器和控制系统芯片对于煤矿设备，用于电动橡胶轮胎断电的直流开关等严重依赖国外。采煤机，高强度高耐磨钢板，高硬截齿，高端刮板链，高端钢丝绳等关键传动件由于国内金属材料和原材料仍依赖进口。处理技术。煤炭行业独立技术设备的支持软件难以独立开发，进口依赖严重。反钻机导向孔的定向旋转导向系统取决于德国MICON公司。可以说，中国的煤炭开发利用产业链条虽大但不强，广而深，缺乏整合和控制全球资源的能力，整体处于价值链的低端。
煤炭行业基础薄弱与中国四个工业基地（核心基础组件，关键基础材料，先进的基础流程和工业技术基础）的自治程度低无关。但是，煤炭行业技术创新投入低，技术创新能力薄弱以及技术验证，计量，标准，检验和测试等技术服务体系不完善也是主要原因。根据国家统计局第四次全国经济普查结果，2018年限额以上煤矿洗选业工业企业R＆D经费支出146.5亿元，R＆D经费支出比重占营业收入的比重为0.58％，与当前全社会的R＆D支出占GDP的比重为2.18％明显不同。
新一轮的科技革命和产业转型正在推动煤炭工业发展方式和发展道路的转变。云计算，5G，大数据，物联网，人工智能，虚拟现实和区块链等新技术的发展是煤炭行业的未来。技术创新带来无限的可能性。
2019年1月，国家煤矿监督局发布了《煤矿机器人关键目录》，明确了隧道，煤矿开采，运输，安全控制和救援的关键研发和应用以及38种煤矿机器人。 ，这为中国煤矿机器人的发展指明了方向。目前，已经成功开发并逐步应用了诸如地下检查，钻孔，爆破和脉石的许多机器人。煤矿的“新基础设施”将推动数字基础设施的建设，例如5G，大数据中心，智能传感器和煤炭行业的基站。它必将带动煤矿机器人，智能设备，采矿软件系统和工业互联网平台的发展，并带动煤炭大数据。数据服务的开发，例如开发和数据信用。煤矿的“新基础设施”将不可避免地促进煤炭工业的质量改革，效率改革和电力改革，极大地改写煤炭工业的发展格局，为煤炭工业基础的重建和完善提供有利条件。
可以扩大矿山资源的利用空间
封闭式矿山具有完善的供电系统和通风系统，开采稳定后发生各种地质灾害的可能性也很小，这为数据中心的建设提供了基本条件。
中国工程院院士袁亮指出，目前该矿已关闭，仍拥有约420亿吨煤炭资源，近5000亿立方米非常规天然气以及地下空间，矿井水，地热和旅游开发资源也非常丰富。 。根据中国工程院的重点咨询项目，将有15,000个项目。如果该地区的煤炭地下空间为60万立方米，则地下空间约为90亿立方米。结果，煤炭公司对封闭煤矿的开发和利用认识不足，大量的煤矿被直接丢弃，造成了资源的巨大浪费，还可能导致随后的安全，环境和社会问题。
对于封闭矿山的开发利用，国内学者提出了一系列开发利用方向和方案，如分布式抽水蓄能电站的建设，地下空间工业旅游资源的开发，地下油气的建设等。储存，CO2储存和核废料储存，地下建设河北省开lu国家矿山公园是在原唐山煤矿的基础上建造的。这是第一批相邻的国家矿山公园。地下隧道用于建设地下景观旅游区，可以体验从原煤开采到现代煤炭开采的预定行程。同美集团正在云冈煤矿长9,000米的北大废弃公路上建设一个100兆瓦的压缩空气储能电站。该项目使用废弃的煤矿巷道作为储气库，并在煤矿巷道的基础上构建压缩空气储能系统。该项目已经开始。
煤矿“新基础设施”将扩大封闭矿资源的开发利用。闭矿具有完善的供电系统和通风系统，开采稳定后发生各种地质灾害的可能性也很小，为数据中心的建设提供了基础条件。此外，在封闭矿井中建设数据中心不仅可以充分利用矿井资源，节省地面空间，而且可以充分利用现有的电力，通风和其他系统来节省建设成本。
准备挑战
煤炭行业应进一步更新观念，把握“新基础设施”的节奏和强度，提高科技供应能力，培养大批复合型人才。2015年，中央政府第一季度经济工作会议指出，煤炭的比例目前正在降低，但全国形势仍以煤炭为主导。在很长一段时间内，即使从长远来看，煤炭的布局仍然占主导地位，但是这一比例将在2019年，该国的原煤产量将达到38.5亿吨，增长超过4.0％，和下降。不要专注于煤炭。煤炭资源丰富。在开发新能源和可再生能源的同时，我们还必须做好本文。 ;;煤炭消耗量占能源消耗总量的57.7％，下降了1.5％。在新时代，煤炭工业的发展将发展更多的技术创新，更多地提高电力质量，并更多地依靠内生动力的刺激。面对即将来临的智能发展浪潮，整个行业应科学规划，增强信心，增强实力，并为迎接煤矿“新基础设施”的挑战做好准备。
2019年12月16日，美国国家能源工作会议在北京举行。会议指出，要夯实基础，优化生产，切实保证煤袋保护，深刻认识能源资源的and赋和煤炭的基本保障作用，继续做好引进清洁煤的工作。高效利用煤炭，而不容易转移对煤炭的关注。不要轻描淡写地说“脱煤”。这次会议进一步阐明了煤炭的最低保障和基本保障措施。
2017年7月，国务院发布了《新一代人工智能发展计划》。这是新一轮科学技术革命以来党中央，国务院的重大部署，是抓住人工智能发展的重大机遇，树立中国人工智能发展优势。 2019年11月，工业和信息化部发布了《 5G +工业互联网512项目促进计划》，大力推动5G与工业互联网的融合和创新及其在重点行业的应用。面对人工智能的发展，我们必须深刻认识到，新一轮科学技术革命具有数据密集型科学发现的主要特征，主要是通过大数据分析来了解万物之间的关系并得出结论，我们必须认识到，煤矿的“新基础设施”和煤矿情报是煤炭革命的唯一途径，也是煤炭工业从劳动密集型技术转变为人才密集型技术的重要机遇。数据将成为企业最有价值的战略资源。
其次，煤矿“新基础设施”要把握节奏和强度。煤矿的智能化发展具有明显的阶段性特征，煤矿的“新基础设施”不是一overnight而就的。 《指导意见》明确规定了煤矿智能化发展的三个阶段目标。日前，山东省发布了《山东省煤矿智能化建设实施方案》，贵州省发布了《深入推进贵州省煤矿智能化和机械化升级改造计划（2019- 2020年）》，山西省启动了智能煤田建设。矿山和试点工作，建设智能化综采工作面。 2019年5月，中国煤炭工业协会在山东枣庄举办了全国煤矿薄煤层智能开采现场推介会。 9月，河南省组织了平顶山煤矿智能化建设现场推介会。目前，国内大多数煤炭企业已经开始了煤矿的智能化建设。
中国有5,000多个煤矿，分布广泛。不同地区煤矿的采矿地质条件差异很大，导致煤矿规模和复杂程度不同。特别是对于老矿山的智能化改造，由于矿山的基本条件不同，改造难度和资金投入明显不同。 2019年，Yan矿集团对其山东省的7座矿山进行了智能改造，智能单采投资额高达10亿元以上。以宝甸煤矿为例，该矿年生产能力为600万吨，批准的7302智能化综放工作面包括液压支架改造和电气设备升级改造，总投资超过7370万元（仅（不包括基本设备投资），以及矿山主网和检查检查站投资的2000万元至3000万元。可以看出，煤矿的智能化建设需要大量的资金投入，因此要根据企业的情况进行综合把握，科学推广，做到效益与效益的平衡。煤炭企业集团要充分认识煤矿“新基础设施”的难点和阶段特征，把握节奏和强度。在矿区，应该统一规划和建设煤矿“新基础设施”，特别是数据中心和其他基础设施；在煤矿一级，要充分考虑特定煤矿的条件和特点，坚持“一矿一策”，促进煤矿科学有序的发展。
三是煤矿的“新基础设施”需要提高技术供应能力。煤矿的智能化必将触发煤矿的新研究方向，甚至可能会突破现有或成熟的理论框架。由于煤矿的地下空间，狭窄和较长的隧道以及大量的机电设备中存在易燃气体和爆炸性气体，因此必须改进或重新开发地面上的大多数成熟技术，然后才能将其用于煤矿。以地下5G应用为例，它具有无限的地下频率资源，较大的发展空间和相对的优势。
四是培养大批复合型人才。中国的原煤产量从1949年的3,243万吨增加到2019年的38.5亿吨，累计生产煤炭884亿吨。采矿方法已从建国初期的手工煤矿发展到综合机械化煤矿，再到目前的自动化和智能采矿，煤炭是广大煤炭工人和技术人员的辛勤工作和开拓精神的结晶。第四次全国经济普查的结果显示，截至2018年底，煤炭开采和洗选行业仍然有347.3万员工。然而，近年来，煤炭企业的人才流失严重，煤炭院校某些专业的招生困难，以及煤矿一线招募接续的问题。特别是面对煤矿智能化发展的趋势，迫切需要具有煤矿开采，信息技术和管理知识的复杂技术人才，以及高技能和创新技能的团队。
目前，国内煤炭相关高校已开始培养智能型专业人才，并与煤炭企业合作，共同培养急需的人才。中国矿业大学（北京）建立了机器人工程和智能采矿工程，并开始了本科生和研究生的招生和培养工作；西安科技大学开始选择由该校理工科专业的优秀学生开设的智能采矿专业班；龙煤集团与黑龙江科技大学开展了对需要高级应用型人才的煤矿定向联合培训；矿集团与中国石油大学（华东）正在共同建设一所新能源学院，以促进能源领域高端人才的合作与培训。
五是建设开放生态。过去70年来煤炭工业发展的实践证明，开放合作是技术创新的唯一途径。开放带来进步，合作迈向双赢。煤矿的“新基础设施”应该是一个开放系统，广泛地聚集行业内外各个方面的优势，扩大合作空间，增加合作，并在开放合作中创造更强大的创新和更高附加值的产业生态。煤炭企业，大专院校，科研院所和高新技术企业应加强生产，教学和科研的一体化，以独立可控，安全，高效为目标，形成平等互利，合作共赢的技术创新共同体，发挥各自优势，形成协同效应，共同解决煤矿“新基础设施”面临的重大问题。
令人高兴的是，随着中国煤炭工业协会的积极推动，该行业的一些企业已经听到了这一消息。去年7月，在国家能源局，国家煤炭监督局和中国煤炭工业协会的指导下，由中国煤炭学会和中国煤炭科学工业集团发起，成立了拥有27个大型煤炭生产基地的煤矿。企业，学院和高科技企业。煤矿智能创新联盟。去年，中国煤炭科工集团与中国移动，华为，百度和中国电子集团启动了战略合作，以加速智能矿山关键核心技术的突破；杨梅煤电集团与中国移动和华为签署了5G业务框架合作协议; an安集团与中国电信签署了5G技术应用战略合作框架协议；矿集团，山东联通和中兴通讯共同签署了战略协议，以加快5G矿山的应用。
我们相信，在党中央，国务院的正确领导下，在全行业企业和职工的共同努力下，煤炭工业必将能够抓住这一“新基础设施”的重大机遇，建设新的基础设施。建立现代煤炭经济体系，实现煤炭优质产业发展。
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