6月6日，國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“大型礦井綜合掘進(jìn)機(jī)器人”項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì)暨實(shí)施方案評(píng)審會(huì)在山西焦煤舉行，標(biāo)志著該項(xiàng)目正式落地山西焦煤。作為科技部支持的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“智能機(jī)器人”重點(diǎn)專項(xiàng)2020年度3個(gè)煤礦機(jī)器人項(xiàng)目之一，該項(xiàng)目擬用3年時(shí)間完成研發(fā)。項(xiàng)目研發(fā)成功后，可切實(shí)緩解改善煤礦采掘銜接緊張，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)、人工智能與煤礦掘進(jìn)、安全高效開(kāi)采的有機(jī)融合，切實(shí)將一線掘進(jìn)工人從最艱苦、安全無(wú)絕對(duì)保障的作業(yè)環(huán)境里解放出來(lái)，讓礦工更加體面地工作和生活，對(duì)推動(dòng)煤炭開(kāi)采方式變革和山西省轉(zhuǎn)型綜改具有重大而深遠(yuǎn)的意義。
能源在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中仍將繼續(xù)扮演至關(guān)重要的角色。由于我國(guó)尚未完成工業(yè)化，城鎮(zhèn)化水平還將持續(xù)提高、電氣化水平還有很大提升空間，尚處于對(duì)能源和原材料消費(fèi)最旺盛的階段。其中煤炭是我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)的重要能源，2020年，全國(guó)煤炭消費(fèi)量約40.1億噸、同比增長(zhǎng)0.9%，預(yù)計(jì)2035年煤炭占我國(guó)一次能源消費(fèi)比例仍在40%以上。因此，對(duì)于煤炭行業(yè)，我國(guó)一直在致力于推動(dòng)智能化、化解過(guò)剩產(chǎn)能，提高能源利用率。
煤礦智能化是煤炭高質(zhì)量發(fā)展的技術(shù)支撐，我國(guó)采煤技術(shù)經(jīng)歷了人工炮采、普通機(jī)械化開(kāi)采、綜合機(jī)械化開(kāi)采和目前的智能化開(kāi)采4個(gè)主要階段。煤礦智能化是第4次煤炭行業(yè)重大技術(shù)變革。
煤礦機(jī)器人就是推動(dòng)煤炭行業(yè)智能化的關(guān)鍵一環(huán)?！睹旱V機(jī)器人重點(diǎn)研發(fā)目錄》將煤礦機(jī)器人分為掘進(jìn)、采煤、運(yùn)輸、安控、救援五大類。在“十三五”期間，我國(guó)累計(jì)淘汰落后產(chǎn)能約10.7億噸，面對(duì)煤礦智能化，開(kāi)展了“大型礦井綜合掘進(jìn)機(jī)器人”、“復(fù)雜地質(zhì)條件煤礦輔助運(yùn)輸機(jī)器人”、“面向沖擊地壓礦井防沖鉆孔機(jī)器人等應(yīng)用示范類”的專項(xiàng)，取得了一定成果，并對(duì)一些指標(biāo)進(jìn)行了規(guī)范。
在2019年初，《煤礦機(jī)器人重點(diǎn)研發(fā)目錄》公布，提出聚焦關(guān)鍵崗位、危險(xiǎn)崗位，重點(diǎn)推進(jìn)5類、38種煤礦機(jī)器人研發(fā)。隨著國(guó)家政策出臺(tái)，不少科研機(jī)構(gòu)、煤炭企業(yè)以及機(jī)器人制造企業(yè)開(kāi)始探索研發(fā)煤礦井下機(jī)器人。
在十四五這一新發(fā)展時(shí)期，我國(guó)對(duì)于提高能源效率提出了新的發(fā)展要求，相關(guān)專項(xiàng)方向也進(jìn)行了一定調(diào)整。
2020年3月，國(guó)家發(fā)展改革委等8部委印發(fā)了《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》（以下簡(jiǎn)稱“意見(jiàn)”），對(duì)于煤礦智能化發(fā)展提出了新方向和新條件，并再次強(qiáng)調(diào)了將持續(xù)深化煤炭行業(yè)智能化發(fā)展的目標(biāo)任務(wù)。
“意見(jiàn)”指出，煤礦智能化是煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐，需要將人工智能、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、機(jī)器人、智能裝備等與現(xiàn)代煤炭開(kāi)發(fā)利用深度融合，最終形成全面感知、實(shí)時(shí)互聯(lián)、分析決策、自主學(xué)習(xí)、動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)、協(xié)同控制的智能系統(tǒng)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)煤礦開(kāi)拓、采掘（剝）、運(yùn)輸、通風(fēng)、洗選、安全保障、經(jīng)營(yíng)管理等過(guò)程的智能化運(yùn)行。這種一體化、智能化發(fā)展方向?qū)τ谔嵘旱V安全生產(chǎn)水平、保障煤炭穩(wěn)定供應(yīng)具有重要意義。
而在2021年4月6日，安標(biāo)國(guó)家礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志中心有限公司（以下簡(jiǎn)稱安標(biāo)國(guó)家中心）發(fā)布了《煤礦井下機(jī)器人安全標(biāo)志管理方案》《煤礦井下機(jī)器人基本安全要求（試行）》，又對(duì)煤礦機(jī)器人提出安全要求，相關(guān)要求進(jìn)一步明確、標(biāo)準(zhǔn)不斷完善。
目前，我國(guó)一些煤礦正在開(kāi)展智能化建設(shè)工作，但存在基礎(chǔ)理論研發(fā)滯后、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范不健全、平臺(tái)支撐作用不夠、技術(shù)裝備保障不足、高端人才匱乏等問(wèn)題。
同時(shí)，從市場(chǎng)需求、政策需求和技術(shù)要求等方面來(lái)看，煤礦機(jī)器人推廣應(yīng)用的難點(diǎn)也非常大。從需求方面來(lái)說(shuō)，煤礦災(zāi)害發(fā)生不屬于煤礦的常態(tài)事件，一些智能機(jī)器人的使用頻率較低，研發(fā)迭代的速度不快，使救援效果受到一定影響。并且，煤礦救災(zāi)機(jī)器人需要專業(yè)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，需要培養(yǎng)專業(yè)操作人員隊(duì)伍，而建立起這樣一支專業(yè)隊(duì)伍，成本相對(duì)較高。同時(shí)，安全許可、檢測(cè)評(píng)定以及標(biāo)準(zhǔn)化等方面的政策和法律法規(guī)需要更加明確，引導(dǎo)煤礦機(jī)器人推廣應(yīng)用得更加高效合理。
此外，技術(shù)提升也是推進(jìn)煤礦救災(zāi)機(jī)器人發(fā)展的一個(gè)重要方面，尤其在防爆設(shè)計(jì)、防爆材料、輕量化結(jié)構(gòu)、電子設(shè)備集成化、人工智能以及測(cè)試手段等方面。這些是煤礦救災(zāi)機(jī)器人走向?qū)嵱没^(guò)程中要解決的問(wèn)題。有人提出，可借鑒其他領(lǐng)域的人工智能技術(shù)，應(yīng)用到煤礦機(jī)器人中來(lái)，如語(yǔ)音識(shí)別和分析、圖像增強(qiáng)和障礙物識(shí)別、危險(xiǎn)氣體組分分析和識(shí)別、基于圖像特征的位置導(dǎo)航等技術(shù)。
為推動(dòng)煤炭行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，促進(jìn)煤炭產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，《意見(jiàn)》分了三部分的詳細(xì)規(guī)劃目標(biāo)：
——到2021年，建成多種類型、不同模式的智能化示范煤礦，初步形成煤礦開(kāi)拓設(shè)計(jì)、地質(zhì)保障、生產(chǎn)、安全等主要環(huán)節(jié)的信息化傳輸、自動(dòng)化運(yùn)行技術(shù)體系，基本實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)工作面減人提效、綜采工作面內(nèi)少人或無(wú)人操作、井下和露天煤礦固定崗位的無(wú)人值守與遠(yuǎn)程監(jiān)控。
——到2025年，大型煤礦和災(zāi)害嚴(yán)重煤礦基本實(shí)現(xiàn)智能化，形成煤礦智能化建設(shè)技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)體系，實(shí)現(xiàn)開(kāi)拓設(shè)計(jì)、地質(zhì)保障、采掘（剝）、運(yùn)輸、通風(fēng)、洗選物流等系統(tǒng)的智能化決策和自動(dòng)化協(xié)同運(yùn)行，井下重點(diǎn)崗位機(jī)器人作業(yè)，露天煤礦實(shí)現(xiàn)智能連續(xù)作業(yè)和無(wú)人化運(yùn)輸。
——到2035年，各類煤礦基本實(shí)現(xiàn)智能化，構(gòu)建多產(chǎn)業(yè)鏈、多系統(tǒng)集成的煤礦智能化系統(tǒng)，建成智能感知、智能決策、自動(dòng)執(zhí)行的煤礦智能化體系。
從目標(biāo)及路徑明確了三點(diǎn)：
1）煤炭智能化發(fā)展的愿景是：實(shí)現(xiàn)煤礦全時(shí)空多源信息實(shí)時(shí)感知，風(fēng)險(xiǎn)閉環(huán)管控本質(zhì)安全；全流程人－機(jī)－環(huán)－管數(shù)字互聯(lián)高效協(xié)同運(yùn)行，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)全自動(dòng)化作業(yè)，煤礦職工有更多幸福獲得，煤炭企業(yè)有更多價(jià)值創(chuàng)造。
2）煤礦智能化建設(shè)應(yīng)堅(jiān)持分類建設(shè)，因礦施策；培育典型，示范引領(lǐng)；全面推進(jìn)，分級(jí)達(dá)標(biāo)；安全高效，質(zhì)量第一的原則。
3）煤礦智能化的主要路徑是“智能化生產(chǎn)決策控制+機(jī)器人作業(yè)”
與此同時(shí)，2020年12月，國(guó)家能源局、國(guó)家礦山安全監(jiān)察局印發(fā)關(guān)于開(kāi)展首批智能化示范煤礦建設(shè)的通知，確定71處煤礦作為國(guó)家首批智能化示范建設(shè)煤礦，其中井工礦66處，露天礦5處。智能化升級(jí)改造煤礦63處，新（改擴(kuò)）建智能化煤礦8處。制定了《智能化煤礦分類、分級(jí)技術(shù)條件與評(píng)價(jià)》和《智能化采煤工作面分類、分級(jí)技術(shù)條件與評(píng)價(jià)》等煤礦智能化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，研發(fā)了4種模式的智能化開(kāi)采成套技術(shù)和裝備，形成較為成熟的智能化煤礦建設(shè)推廣模式。
從我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)上可以預(yù)見(jiàn)，在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)，煤炭難以被大規(guī)模替代，同時(shí)，未來(lái)在國(guó)際政治局勢(shì)動(dòng)蕩、國(guó)際貿(mào)易保護(hù)措施盛行的大背景下，在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)，煤炭仍是能源安全穩(wěn)定供應(yīng)的“壓艙石”，支撐能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型發(fā)展的“穩(wěn)定器”。
但在碳達(dá)峰碳中和這一總體要求下，也需要煤炭生產(chǎn)和利用方式轉(zhuǎn)型，以第四次煤炭技術(shù)革命為契機(jī)，向數(shù)字化、智能化新產(chǎn)業(yè)和新業(yè)態(tài)轉(zhuǎn)型。面對(duì)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)，“十四五”時(shí)期能源發(fā)展需要全面貫徹“四個(gè)革命、一個(gè)合作”能源安全新戰(zhàn)略，堅(jiān)定走智能、綠色、可持續(xù)發(fā)展道路，煤炭作為我國(guó)基礎(chǔ)能源，其高質(zhì)量發(fā)展意義重大。
作為煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐，煤礦智能化是煤礦綜合機(jī)械化、信息化發(fā)展的新階段，是煤炭生產(chǎn)力和生產(chǎn)方式革命的新方向，是“第四次重要技術(shù)變革”。加快推進(jìn)煤礦智能化建設(shè)，構(gòu)建智能+綠色煤礦工業(yè)新體系，實(shí)現(xiàn)煤炭資源的智能化安全高效的開(kāi)采與清潔利用是我國(guó)煤炭工業(yè)新時(shí)期高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略任務(wù)跟必由之路。推動(dòng)煤炭開(kāi)發(fā)利用方式變革，也是實(shí)現(xiàn)煤炭碳減排，構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系提高能源供給質(zhì)量，努力實(shí)現(xiàn)2030年碳達(dá)峰、2060年碳中和遠(yuǎn)景目標(biāo)的重要措施。
希望未來(lái)也能有更多人能夠參與到煤礦機(jī)器人的建設(shè)中，讓人工智能、云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等技術(shù)為煤礦行業(yè)保駕護(hù)航。
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