大型采煤機(jī)在地下自主割煤,，能夠主動(dòng)感知煤巖性狀，適應(yīng)調(diào)整工作狀態(tài),，煤礦工人不再手動(dòng)操作設(shè)備只需定時(shí)巡檢,，井下采集的所有大數(shù)據(jù)都在5G網(wǎng)絡(luò)中快速交互鏈接……地下數(shù)百米的深處,，智能化煤礦將賦予傳統(tǒng)采煤行業(yè)新的生機(jī),。

近日,，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局,、應(yīng)急管理部等八部委聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》（以下簡(jiǎn)稱《指導(dǎo)意見》）,。未來(lái)，人工智能,、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng),、云計(jì)算等將與現(xiàn)代煤炭開發(fā)利用深度融合。

“煤礦智能化的核心就是使礦山具有人類般的思考,、反應(yīng)和行動(dòng)能力,，實(shí)現(xiàn)物物,、物人,、人人的信息集成與智能響應(yīng)，主動(dòng)感知,、分析,，并快速做出正確處理?！鄙畈棵禾抠Y源開采教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任,、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)教授方新秋告訴科技日?qǐng)?bào)記者。

我國(guó)尚處智能化初級(jí)階段

許多礦業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家多年前已制定礦山信息化長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃，信息化和自動(dòng)化程度越來(lái)越高,。

加拿大從20世紀(jì)90年代初開始研究自動(dòng)采礦技術(shù),，擬于2050年通過衛(wèi)星通信技術(shù)操縱礦山的所有裝備，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)智能采礦,；美國(guó)于1999年對(duì)地下煤礦的自動(dòng)定位與導(dǎo)航技術(shù)進(jìn)行研究,；澳大利亞于2001年開展了綜采工作面自動(dòng)和智能化技術(shù)的研究，設(shè)計(jì)開發(fā)了LASC系統(tǒng),；德國(guó)于2015年建設(shè)了一套遠(yuǎn)程控制自動(dòng)化薄煤層綜采系統(tǒng),，已接近“無(wú)人工作面”。

近年來(lái),，我國(guó)智能化采煤工作面發(fā)展迅速,。目前，全國(guó)已經(jīng)有200個(gè)左右不同層次的智能化采煤工作面,。記者從兗礦集團(tuán)了解到,，該集團(tuán)鮑店煤礦打造了國(guó)內(nèi)首個(gè)常態(tài)化智能綜放工作面，貴州能化發(fā)耳煤業(yè)建設(shè)成為西南地區(qū)唯一一個(gè)省級(jí)智能化采煤工作面,，濟(jì)三煤礦以綜掘機(jī)“遙控截割”+液壓錨桿鉆車+破碎機(jī)+皮帶機(jī)“無(wú)人值守”配套模式建成國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的智能化掘進(jìn)工作面,。

“智能化與自動(dòng)化有本質(zhì)的區(qū)別，智能化采煤工作面距離智能煤礦的目標(biāo)仍有較大差距,。準(zhǔn)確地說,，目前我國(guó)還處于煤礦智能化的初級(jí)階段?！狈叫虑镎f,。

“煤礦智能化是一個(gè)系統(tǒng)工程，要實(shí)現(xiàn)全過程的智能化運(yùn)行,，采煤,、掘進(jìn)、運(yùn)輸,、提升,、排水、通風(fēng),、地質(zhì)信息,、經(jīng)營(yíng)管理等環(huán)節(jié)必須智能協(xié)同?！敝袊?guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院執(zhí)行院長(zhǎng)王忠賓教授告訴記者,。

我國(guó)從2015年開始抓煤礦“四化”（機(jī)械化、自動(dòng)化,、信息化和智能化）建設(shè),?！八幕备脑鞛槊旱V智能化開采奠定了很好的基礎(chǔ)，但仍存在系統(tǒng)間數(shù)據(jù)感知難,、信息交互難,、實(shí)時(shí)性差、可靠性低,、數(shù)據(jù)利用率不高和多智能系統(tǒng)協(xié)同弱等難題,。

“比如地面導(dǎo)航有GPS和北斗，地下裝備怎么準(zhǔn)確定位,？煤炭行業(yè)有其特殊性,，一些關(guān)鍵的智能技術(shù)仍需要突破?！蓖踔屹e說,，如煤層地質(zhì)精準(zhǔn)探測(cè)技術(shù)，煤巖性狀實(shí)時(shí)在線識(shí)別技術(shù),，采煤工作面高速高可靠無(wú)線傳輸技術(shù),，采煤裝備精確導(dǎo)航和定位技術(shù)，復(fù)雜工況計(jì)算機(jī)視覺識(shí)別技術(shù),，煤礦大數(shù)據(jù)技術(shù)等,。

建設(shè)智能邊緣數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施

目前，華為,、百度等科技公司已注意到煤礦智能化的行業(yè)需求,，并深度參與其中。

華為參與的5G礦車投入運(yùn)行,，煤礦生產(chǎn)可實(shí)現(xiàn)盲區(qū)監(jiān)控,；百度參與了中國(guó)煤炭云建設(shè)，與陽(yáng)泉煤業(yè)達(dá)成戰(zhàn)略合作,；中興通訊,、中國(guó)聯(lián)通與兗礦開展合作，成立了“5G+智慧礦業(yè)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”等,。

“很期待即將到來(lái)的5G時(shí)代,，比如現(xiàn)在井下數(shù)據(jù)傳輸采用的是光纖，當(dāng)采礦設(shè)備大幅度移動(dòng)和震動(dòng)時(shí),，光纖就會(huì)發(fā)生故障,，如果換成5G網(wǎng)絡(luò)將會(huì)有很大改變?！狈叫虑镎f,。

“互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)深度參與是一件好事,，術(shù)業(yè)有專攻,，需要在數(shù)據(jù)處理體系、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和智能協(xié)同算法上面向行業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開展專門的研究,?！敝袊?guó)礦業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)與信息中心主任孫彥景教授說。

《指導(dǎo)意見》還要求,，對(duì)沖擊地壓,、煤與瓦斯突出等災(zāi)害嚴(yán)重的礦井，優(yōu)先開展智能化采掘（剝）和危險(xiǎn)崗位的機(jī)器人替代,。

“去年我們與華為簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議,，并提出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能邊緣數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的概念，未來(lái)智能煤礦將從網(wǎng)絡(luò)‘全連接’向數(shù)據(jù)‘全鏈接’發(fā)展,，系統(tǒng)架構(gòu)向‘云邊協(xié)同’發(fā)展,。”孫彥景說,。

他進(jìn)一步解釋說,，人工智能的特點(diǎn)是不斷學(xué)習(xí)演化，每一個(gè)煤礦每一個(gè)工作面的情況都不相同,，智能采掘機(jī)器人在作業(yè)過程中,，當(dāng)遇到特殊情況時(shí)，可以由系統(tǒng)依據(jù)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)分析和決策,，也能讓智能終端自主處置,，“這就是云邊協(xié)同的意義”。

“礦山自主決策和控制的前提是全面感知,，而要確保感知信息可靠,，就必須攻克相應(yīng)的傳感器和信息交互等技術(shù)?！睂O彥景說,，比如智能視覺技術(shù)可以準(zhǔn)確地識(shí)別車輛、行人和人臉,，根據(jù)場(chǎng)景分析行為,，并結(jié)合規(guī)則研判是否違章。

記者了解到,，目前跨行業(yè)的智能煤礦合作已在廣泛建立之中,，如中國(guó)礦業(yè)大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院已開設(shè)綠色開采、深地開發(fā),、智能采礦,、未來(lái)礦業(yè)四大研究方向，設(shè)置智能開采研究所,，創(chuàng)辦智能采礦特色班,；中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)和中國(guó)煤炭科工集團(tuán)發(fā)起成立了“煤礦智能化創(chuàng)新聯(lián)盟”,；中國(guó)煤炭科工集團(tuán)、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）和中國(guó)聯(lián)通成立了“5G地下空間創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室”,。