第06版:理论·评论

中国能源报 2026年03月16日 Mon

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煤矿智能化走向智能定制化

■黄祥宽 《中国能源报》(2026年03月16日 第 06 版)

  权威数据显示,截至2025年底,我国已建成智能化煤矿1066处,智能化产能占比突破65%,煤矿智能化建设从示范试点迈向规模化应用新阶段。智能化矿井采煤掘进工作面单班减人比例超过20%,灾害严重矿井事故率下降40%。另有资料显示,全国煤矿已有超1.6万个固定岗位实现无人值守,危险岗位机器人替代率从2022年的15%提升至2025年的35%。

  然而,在看到煤炭行业通过现代智能技术加持实现提效升级的同时,我们还应该看到,全国还有占比超过2/3的矿井没有进入智能化矿井之列,以相对落后的生产技术工艺,苦苦支撑着35%的煤炭产能。这至少说明两大问题:一是我国煤矿要全面实现智能化还需要继续努力,还有相当长的路程要走。二是我国煤炭产能还有相当大的潜力可挖,在那两千多座未实现智能化的煤矿中,除掉那些资源量少、资源秉赋差、自然条件限制确实无法或者无须进行智能化改造的矿井之外,其它矿井通过智能化升级改造之后,不仅安全生产条件会得到更好的改善,其产能也必将得到极大提升。

  为了更快、更大范围地推进煤矿智能化工作,煤矿智能化应走向智能定制化。

  从过去的情况看,2020年国家启动“煤矿智能化建设三年行动”,初衷是解决“人海战术”带来的高风险。早期建设中,不少煤矿生搬硬套“标准方案”,结果在薄煤层矿区遭遇采煤机“卡壳”,在高瓦斯区域因传感器精度不足导致预警失灵,通用型智能综采系统在煤层倾角陡变的区域无法动态调整液压支架支撑力。一系列问题暴露了智能化建设的“中初级”困境——设备可靠性不足、感知不精准、数据交互不畅、设计和现场不适配。解决这些问题的过程,已经让我们在实践中真切地感觉到,煤矿智能化必须走智能定制化之路。

  从当前的现实情况看,我国幅员辽阔,各个煤矿地质条件、煤层赋存情况、开采难度、环境约束条件千差万别,这些都是智能定制化的核心逻辑。因此,无论是在理念层面还是技术层面,都应充分体现和落实这一核心逻辑。

  在理念层面,需要坚持两个观念:一是坚持创新。创新是智能定制化的基础。每一个矿井的实际情况都不可能完全相同。对于智能开采的匹配条件而言,每一个矿都是“新的”,过去的、其他煤矿的成功经验,只可借鉴,不可重复,更不可抄袭。要立足于每一个矿井的实际需要进行应用型创新,让每一个场景应用都是跨越。二是坚持实事求是,因矿制宜。只有实事求是才能创新,在建设煤矿智能化过程中,应坚持各取所需,适用的才是最好的。要让每一座煤矿,都能按自己独有的“基因”实现智能化。为此,在具体操作上,要打破“设备供应商主导”的传统模式,让矿方成为煤矿智能定制化主导方。煤矿提要求,研发及设备制造方去实现。

  从当前的技术层面看,至少需要通过三重技术突破,来促进和实现煤矿智能定制化的“精准适配”。

  一要实现对现场生产条件的精确感知和精准预判。其中,首要的是加强地质基础工作,加强现代地质技术在煤矿的应用,根据煤矿井下的特殊工作环境,推广应用矿井“轻量化地质探测”设备,运用数字大模型技术和数字孪生技术,加快煤矿透明地质系统建设,适时快速高精度生成三维地质模型,将煤层厚度、断层分布、地层变化等数据实时映射到智能设备上。通过“5G+AI”构建“全矿井数字孪生体”,从地质勘探到灾害推演,每个环节都可进行模拟优化,使采煤、掘进、机电、运输、通风、安全各系统得以实时调整跟进,及时适应现场新的变化,确保效率发挥和安全保障。

  二要实现多传感器及多源数据融合,实现感知与动作的快速响应。煤矿智能化系统涉及采煤、掘进、运输、通风等多个环节,每个环节都会产生海量数据,但这些数据如果格式不统一、标准不一致,不能实现“多源数据融合”,必将导致系统难以实现“一盘棋”的协同决策。这样的整合已经在实践中得到很好的验证。一些已建成的智能化煤矿,在智能工作面运用“多传感器融合+边缘计算”技术,让采煤机集成瓦斯浓度、顶板压力、煤质硬度等10余种传感器,数据在设备端即时处理,无需回传云端,响应速度从秒级提升至毫秒级。这些技术,都值得持续探索与优化推广。

  三要兼顾“通用性”和“针对性”,实现“软件定义”的可视化和灵活配置,实现操作上的便捷化。给煤矿装上“智能操作系统”,降低操作上的技术门槛,使煤矿智能化设备能像手机App一样具有自由定制功能,让非技术人员通过图形化界面拖拽模块,就能完成符合现场需要的设置方案及调整。

  当前,煤矿智能化建设已从追求“有无”转向追求“优劣”,从“通用化”向“精准定制化”转型。实践证明,智能化不是盲目追求“大而全”,而是聚焦“精而准”,国家能源局的规划已清晰指向这一方向——到2035年,基本实现各类煤矿智能化。要实现这一目标,必须走好智能定制化之路。根据每个矿井的地质条件、开采环境“量体裁衣”,以适用、好用为主,兼顾开发成本和维护难度,在“通用能力”与“定制需求”间找到平衡点,最终以智能定制化,保障安全、提升效率,促进煤矿产业全面升级优化、筑牢保障国家能源安全“压舱石”底线。

  (作者供职于四川川煤华荣能源有限责任公司广元分部)