王国法院士：煤炭的开采、利用呼唤智能化，智慧矿业期待大家来创新

能源是人类生存和发展的物质基础。化石能源是世界主要能源，占能源消费结构的86%。非化石能源和可再生能源虽然发展迅速，但仅占14%。

煤一直是中国的主要能源。目前，煤炭仍*国一次能源生产和消费结构的70%和60%以上。中国的化石能源主要是煤，煤也是最安全的能源，可以清洁高效地使用。目前，清洁高效发电技术取得重大突破，实现了有害气体的零排放。IGCC(整体气化联合循环)发电可以实现二氧化碳接近零排放。煤炭清洁转化技术、燃煤工业锅炉高效燃烧技术、污染物控制和资源利用技术都取得了重要进展。这为煤炭的清洁利用提供了有效的科技支撑。

煤炭清洁利用呼唤智慧

能源是否干净并不取决于它的“来源”，而是取决于它是否能被干净地使用。

在未来很长一段时间内，煤炭仍将占据世界能源结构的很大一部分，并仍将是我国的主要能源。目前，煤炭脱煤、污染和无名现象是行业利益博弈的结果。煤炭工业的发展是通过科技进步消除煤炭生产和利用的负面环境影响，实现安全、高效、绿色发展和清洁高效利用。

改革开放40年来，中国的煤炭开采已经从人工煤炭生产、半机械化、机械化发展到综合机械化，并开始向自动化、智能化方向发展。目前，人工智能时代已经到来，机器人取代人类正在成为现实。

人工智能目前正处于工业爆炸式发展过程中。人工智能将改变人类的生活方式，并广泛应用于电子商务、智能医疗、智能教育、智能安全等各个领域。

机器人的基本部件，包括致动器、驱动装置、控制系统和传感系统，是普通机器人需要的一些基本系统。感知包括触觉、视觉甚至味觉。自动驾驶技术要求汽车像人类大脑一样，能够自动识别出现在汽车前面的物体和条件，做出自主决策并计划驾驶行为。机器人已被应用于各种领域，如物流机器人、分拣机器人、制造机器人、可穿戴机器人、医疗机器人和聊天机器人。

中国的煤矿开采主要是基于矿长的壁面开采。智能开采是煤矿智能的核心。我国已经发展了四种基本的智能采矿模式。首先，薄煤层和中厚煤层发展了智能无人开采模式，厚煤层发展了大采高智能耦合人机协同高效开采模式。针对特厚煤层，开发了智能控制与人工干预相结合的智能综放模式。针对大倾角等复杂难采煤层，开发了机械化+部分智能化综采模式，解决了从不安全高效开采到安全高效开采的难题。中国首次实现了1.3米以下薄煤层无人开采。杨梅集团的邓茂通煤矿和枣庄滨湖煤矿就是成功的案例。陕西煤矿黄陵矿区首次实现了正常远程监控下的无人开采，实现了煤矿工人穿西装打领带的梦想。

我国突破了5 ~ 8m高采高和超高采高工作面设备与围岩的智能耦合控制技术，开发了一系列综采成套设备，实现了5 ~ 8m以上厚煤层的智能高效综采，使我国在超高采高综采技术和设备方面处于世界领先地位。

兖矿金鸡煤矿首次成功实施8.2m超采高综采，日产量达到6.6万吨，月产量超过150万吨，创造了最大采高、单产和效率的世界纪录。

针对8米至20米以上的特厚煤层，开发了工艺参数智能绘制算法、时序控制和人工融合控制系统，实现了特厚煤层的高效工作。

针对50度以上大倾角复杂难采煤层，通过机械化和智能化技术的集成，解决了50度以上大倾角条件下综采设备稳定运行的世界性难题，实现了安全高效不采的突破。

目前，在我国，机器人正在逐步取代井下固定位置的人工工作。今年1月，国家煤矿安全总局发布了《煤矿机器人关键产品研发目录》，提出开发掘进、采煤、运输、安全控制和应急救援五大类38种煤矿机器人。

什么是煤矿情报

煤矿智能化是指从煤矿的开发设计中，对地面测量、采矿、洗选、安全保障和生产管理等主要系统进行自我感知、自我学习、自我决策和执行的基本能力。煤矿智能化是一个不断发展的过程，目标是建设智能煤矿。智能煤矿与智能社会、智能城市、智能交通等具有相似的科学内涵。它是指智能在煤矿主系统中的实现。它集成了物联网、云计算、大数据、人工智能、自动控制、移动互联网、设备自动化和现代矿山开发技术，开发了矿山感知、互联、分析、自学习、预测、决策和控制的智能系统，实现了全智能作业的新模式。

实现智能化发展有三个目标:第一，到2021年在全国范围内建设100个智能化示范矿山，初步形成煤矿开发设计的地质保障等。数字化传输的主要环节和数字化操作的技术体系基本实现了减员增效，人少无人值守，无人值守。到2025年，大型煤矿基本实现无人化，实现开发设计、地质保障、矿山快递、洗选物流等系统的智能决策和自动协调运行。到2035年，将全面实现煤矿智能开采，构建多产业链、多系统集成的煤矿智能系统，实现绿色、清洁、智能发展。

智能煤矿的总体框架应基于一套标准体系，构建综合感知网络，构建高速数据传输通道，形成大数据应用中心，开发业务传输平台，面向不同业务部门，实现按需服务。

大多数煤矿都有许多系统。一般来说，煤矿至少有90多个子系统。综上所述，应构建八大煤矿智能系统，从精确的井下定位服务和地质信息保障，到智能快速掘进、无人辅助运输、智能开采，再到矿井安全防控。构建八大智能系统的相应智能控制平台，包括智能煤矿复杂巨系统的总体规划和综合控制操作平台、智能煤矿云数据中心、智能煤矿大数据分析等。

此外，为了构建一个安全高效的煤矿信息网络精确定位服务系统，有必要构建一个井下精确定位服务平台和井下采掘、快递、地质和信息动态管理系统，即所谓的4D-地理信息系统，以及一个虚拟现实培训系统。

我们还需要开发一个智能快速隧道系统。目前，煤矿开采不平衡和锚杆不平衡之间存在矛盾。智能快速掘进还存在许多问题，也是我国企业迫切需要解决的问题。

同时，还需要构建智能无人工作面的协调控制系统和智能运输管理系统，实现全煤流无人值守，辅助无人运输，构建井下智能仓库物流管理系统，构建煤矿井下环境意识安全管理控制系统，构建智能通风安全监控物联网系统。安全物联网包括智能排水控制系统、大型关键设备、固定场所无人值守系统、大型设备故障诊断、机器人群协同控制平台等。有必要在智能矿区建立一个智能中心和一个国家煤矿大数据中心。

智能矿业期待年轻学生创新

建立智能+绿色矿山和绿色采矿的新体系是新时期矿业科技工作者的历史使命。我们年轻的学生和年轻的科技人员是通过煤炭革命建立新的智能+绿色矿山和绿色采矿系统的骨干。煤炭革命智能+绿色开采新体系的历史节点也是年轻人才成长的新契机。

改革开放40年来，我国的快速发展得益于创新。然而，在我们的发展阶段，我们的大多数创新是引进、消化和吸收创新，而在从集成创新到再创新的阶段。我们最初的创新是不够的。当前，是从模仿创新到原始创新的过渡时期。

在这里，我们应该呼吁矿业大学的青年学生加入煤炭科技创新的行列。中国的煤炭工人特别能吃苦，特别是战斗精神，勇于奉献和创新的道德品质，这些都是值得学习的。绝大多数年轻学生面临着选择。职业选择是我们生活中最重要的选择之一。我们的生活中有成千上万条道路，要么是笔直的，要么是曲折的。没有人能预测哪条道路最接近成功。然而，只要我们朝着正确的方向，坚定不移地迈出每一步，我们就能实现我们的目标。

当前，世界正处于第三次工业革命和第四次工业革命的历史关头。以人工智能、大数据和互联网为标志的新技术革命浪潮正在滚滚而来。青年学生肩负着中华民族伟大复兴的历史使命。煤炭行业希望你加入进来。建设绿色+智能矿业的伟大实践将为您提供创造和贡献的历史机遇。凭借你的创新意识和能力，在智能的帮助下，你将创造未来，实现煤梦。十年后，20年后，你们将会有一群杰出的工程师、科学家和*，他们将会影响中国和世界。你们都将为中华民族的伟大复兴做出贡献。我祝你一切顺利。