大型采煤機在地下自主割煤，能夠主動(dòng)感知煤巖性狀，適應調整工作狀態(tài)，煤礦工人不再手動(dòng)操作設備只需定時(shí)巡檢，井下采集的所有大數據都在5G網(wǎng)絡(luò )中快速交互鏈接……地下數百米的深處，智能化煤礦將賦予傳統采煤行業(yè)新的生機。

　　近日，國家發(fā)改委、國家能源局、應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)展的指導意見(jiàn)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《指導意見(jiàn)》）。未來(lái)，人工智能、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、云計算等將與現代煤炭開(kāi)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(lèi)般的思考、反應和行動(dòng)能力，實(shí)現物物、物人、人人的信息集成與智能響應，主動(dòng)感知、分析，并快速做出正確處理?！鄙畈棵禾抠Y源開(kāi)采教育部重點(diǎn)實(shí)驗室副主任、中國礦業(yè)大學(xué)教授方新秋告訴科技日報記者。 

　　我國尚處智能化初級階段

　　許多礦業(yè)發(fā)達國家多年前已制定礦山信息化長(cháng)遠發(fā)展規劃，信息化和自動(dòng)化程度越來(lái)越高。

　　加拿大從20世紀90年代初開(kāi)始研究自動(dòng)采礦技術(shù)，擬于2050年通過(guò)衛星通信技術(shù)操縱礦山的所有裝備，實(shí)現自動(dòng)智能采礦；美國于1999年對地下煤礦的自動(dòng)定位與導航技術(shù)進(jìn)行研究；澳大利亞于2001年開(kāi)展了綜采工作面自動(dòng)和智能化技術(shù)的研究，設計開(kāi)發(fā)了LASC系統；德國于2015年建設了一套遠程控制自動(dòng)化薄煤層綜采系統，已接近“無(wú)人工作面”。 

　　近年來(lái)，我國智能化采煤工作面發(fā)展迅速。目前，全國已經(jīng)有200個(gè)左右不同層次的智能化采煤工作面。記者從兗礦集團了解到，該集團鮑店煤礦打造了國內首個(gè)常態(tài)化智能綜放工作面，貴州能化發(fā)耳煤業(yè)建設成為西南地區唯一一個(gè)省級智能化采煤工作面，濟三煤礦以綜掘機“遙控截割”+液壓錨桿鉆車(chē)+破碎機+皮帶機“無(wú)人值守”配套模式建成國內領(lǐng)先的智能化掘進(jìn)工作面。

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

　　“煤礦智能化是一個(gè)系統工程，要實(shí)現全過(guò)程的智能化運行，采煤、掘進(jìn)、運輸、提升、排水、通風(fēng)、地質(zhì)信息、經(jīng)營(yíng)管理等環(huán)節必須智能協(xié)同?！敝袊V業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院執行院長(cháng)王忠賓教授告訴記者。

　　我國從2015年開(kāi)始抓煤礦“四化”（機械化、自動(dòng)化、信息化和智能化）建設?！八幕备脑鞛槊旱V智能化開(kāi)采奠定了很好的基礎，但仍存在系統間數據感知難、信息交互難、實(shí)時(shí)性差、可靠性低、數據利用率不高和多智能系統協(xié)同弱等難題。

“比如地面導航有GPS和北斗，地下裝備怎么準確定位？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(shuō)，如煤層地質(zhì)精準探測技術(shù)，煤巖性狀實(shí)時(shí)在線(xiàn)識別技術(shù)，采煤工作面高速高可靠無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)，采煤裝備精確導航和定位技術(shù)，復雜工況計算機視覺(jué)識別技術(shù)，煤礦大數據技術(shù)等。 

　　建設智能邊緣數據基礎設施 

　　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(chē)投入運行，煤礦生產(chǎn)可實(shí)現盲區監控；百度參與了中國煤炭云建設，與陽(yáng)泉煤業(yè)達成戰略合作；中興通訊、中國聯(lián)通與兗礦開(kāi)展合作，成立了“5G+智慧礦業(yè)聯(lián)合實(shí)驗室”等。

“很期待即將到來(lái)的5G時(shí)代，比如現在井下數據傳輸采用的是光纖，當采礦設備大幅度移動(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(shuō)。

“互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)深度參與是一件好事，術(shù)業(yè)有專(zhuān)攻，需要在數據處理體系、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )架構和智能協(xié)同算法上面向行業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用開(kāi)展專(zhuān)門(mén)的研究?！敝袊V業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò )與信息中心主任孫彥景教授說(shuō)。 

　　《指導意見(jiàn)》還要求，對沖擊地壓、煤與瓦斯突出等災害嚴重的礦井，優(yōu)先開(kāi)展智能化采掘（剝）和危險崗位的機器人替代。 

　　“去年我們與華為簽訂了戰略合作協(xié)議，并提出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能邊緣數據基礎設施的概念，未來(lái)智能煤礦將從網(wǎng)絡(luò )‘全連接’向數據‘全鏈接’發(fā)展，系統架構向‘云邊協(xié)同’發(fā)展?！睂O彥景說(shuō)。 

　　他進(jìn)一步解釋說(shuō)，人工智能的特點(diǎn)是不斷學(xué)習演化，每一個(gè)煤礦每一個(gè)工作面的情況都不相同，智能采掘機器人在作業(yè)過(guò)程中，當遇到特殊情況時(shí)，可以由系統依據生產(chǎn)大數據進(jìn)行學(xué)習分析和決策，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，就必須攻克相應的傳感器和信息交互等技術(shù)?！睂O彥景說(shuō)，比如智能視覺(jué)技術(shù)可以準確地識別車(chē)輛、行人和人臉，根據場(chǎng)景分析行為，并結合規則研判是否違章。 

　　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，如中國礦業(yè)大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院已開(kāi)設綠色開(kāi)采、深地開(kāi)發(fā)、智能采礦、未來(lái)礦業(yè)四大研究方向，設置智能開(kāi)采研究所，創(chuàng )辦智能采礦特色班；中國煤炭學(xué)會(huì )和中國煤炭科工集團發(fā)起成立了“煤礦智能化創(chuàng )新聯(lián)盟”；中國煤炭科工集團、中國礦業(yè)大學(xué)（北京）和中國聯(lián)通成立了“5G地下空間創(chuàng )新實(shí)驗室”。

來(lái)源：《科技日報》