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安全生產(chǎn)
當(dāng)煤炭開采插上智能的羽翼——未來煤礦將是怎樣
2018-08-09 15:05:29   來源: 科學(xué)網(wǎng)

    8月6日,貴州省盤州市梓木戛煤礦發(fā)生一起煤與瓦斯突出事故,事故造成13人死亡。
  人們不禁要問:煤炭開采什么時(shí)候才能從高危行業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)榘踩袠I(yè)?這也是煤炭科技工作者們一直在思考的問題。
  “煤炭科技創(chuàng)新的重點(diǎn)任務(wù)是安全、綠色、智能開采。”在8月8日召開的“煤炭安全智能精準(zhǔn)開采”中國工程科技論壇上,與會(huì)專家一致認(rèn)為:煤炭必須走智能、無人、安全開采道路,由勞動(dòng)密集型升級(jí)為技術(shù)密集型,發(fā)展成為具有高科技特點(diǎn)的新產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)新模式。
  安全開采形勢(shì)依然嚴(yán)峻
  近年來,依靠科技進(jìn)步,我國煤炭安全開采形勢(shì)持續(xù)好轉(zhuǎn),百萬噸死亡率從2005年的2.76降至2017年的0.106(死亡375人)。
  不過,在中國工程院院士、安徽理工大學(xué)校長(zhǎng)袁亮看來,我國煤炭安全開采形勢(shì)依然嚴(yán)峻。
  他表示,盡管煤礦瓦斯、頂板、水害等事故逐年大幅下降,但重特大事故仍然時(shí)有發(fā)生;煤礦百萬噸死亡率與世界發(fā)達(dá)國家相比仍存在較大差距,是美國的5倍,是澳大利亞的11倍。
  “煤炭仍將長(zhǎng)期是我國主導(dǎo)能源,煤炭安全高效開采對(duì)保障國家能源安全和經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展意義重大。”袁亮說。
  值得一提的是,我國探明的5.9萬億噸煤炭資源中,埋深在1000米以下的占53%,淺部資源枯竭,煤炭采深以平均每年10~25米的速度增加,全國采深超千米的礦井有47座。
  中國煤炭科工集團(tuán)有限公司研究員王金華表示,深部開采帶來的高地壓、高瓦斯、高水壓、高地溫等問題日趨嚴(yán)重,而且傳統(tǒng)的災(zāi)害和事故防治理論、技術(shù)和裝備不能有效解決深部復(fù)雜地質(zhì)條件帶來的嚴(yán)重問題。
  這些都嚴(yán)重威脅著煤礦工人的生命安全和身體健康。
  袁亮表示,破解深部煤炭開采難題是煤炭科技工作者的責(zé)任和使命。
  精準(zhǔn)開采是必由之路
  煤礦生產(chǎn)“少人則安、無人則安”,減少采煤工作面作業(yè)人員數(shù)量是減少人員傷亡、保障安全的重要手段。
  兩年前,袁亮首次提出煤炭精準(zhǔn)開采的科學(xué)構(gòu)想。
  所謂煤炭精準(zhǔn)開采,就是將不同地質(zhì)條件的煤炭開采擾動(dòng)影響、致災(zāi)因素、開采引發(fā)生態(tài)環(huán)境破壞等統(tǒng)籌考慮,時(shí)空上準(zhǔn)確高效的煤炭無人(少人)智能開采與災(zāi)害防控一體化的未來采礦新模式。
  相較于傳統(tǒng)煤礦動(dòng)輒三四千人,90%的人在終年不見天日的井下作業(yè),實(shí)現(xiàn)煤炭精準(zhǔn)開采的每個(gè)礦不足100人,其中90%的人在地面作業(yè),10%的人在井下開展生產(chǎn)準(zhǔn)備、巡檢,信息化、自動(dòng)化、智能化水平高,回收率和工作效率大大提高,使高危勞動(dòng)密集型艱苦行業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)楦呔饧夹g(shù)密集型行業(yè)。
  據(jù)了解,自首個(gè)無人開采工作面——黃陵一號(hào)煤礦1001工作面試驗(yàn)成功以來,我國已有70余個(gè)采煤工作面實(shí)現(xiàn)智能無人開采。
  井下,采煤機(jī)自動(dòng)化智能運(yùn)行,就像飛機(jī)進(jìn)入自動(dòng)駕駛狀態(tài)一樣;地面上,操作人員在監(jiān)控室遠(yuǎn)程監(jiān)控——幾代煤炭人期待的“有人巡視,無人值守”的智能化無人開采由夢(mèng)想變成現(xiàn)實(shí)。
  2017年,由袁亮牽頭的煤炭安全智能精準(zhǔn)開采協(xié)同創(chuàng)新組織成立,其目標(biāo)是到2050年全面實(shí)現(xiàn)煤炭精準(zhǔn)開采,煤炭開采從業(yè)人員零死亡。
  突破核心技術(shù)短板
  智能化無人開采是煤炭精準(zhǔn)開采的技術(shù)支撐和重要實(shí)踐。不過,專家坦言,我國智能化無人開采技術(shù)仍處于初級(jí)階段,關(guān)鍵共性技術(shù)需要攻關(guān),制約推廣應(yīng)用的因素需要破解。
  中國工程院院士、中國煤炭科工集團(tuán)有限公司首席科學(xué)家王國法表示,目前在地質(zhì)條件好的礦區(qū)煤炭智能開采取得很好效果,但由于煤礦開采條件的多樣性和復(fù)雜性,智能化開采遠(yuǎn)未達(dá)到預(yù)期理想的效果和目標(biāo),仍需突破核心技術(shù)的短板。
  煤礦井下情況特殊,有甲烷、一氧化碳等易燃易爆氣體,也有電磁波衰減嚴(yán)重,電網(wǎng)電壓波動(dòng)范圍大,使煤礦智能化水平嚴(yán)重滯后于現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展步伐。
  為此,中國工程院院士謝克昌建議,充分發(fā)揮科學(xué)家和企業(yè)家的創(chuàng)新主體作用,以安全、智能、精準(zhǔn)為關(guān)鍵詞,進(jìn)一步凝練關(guān)鍵科學(xué)問題,優(yōu)化主要研究方向,為前沿領(lǐng)域和顛覆性技術(shù)的突破奠定理論基礎(chǔ)。
  同時(shí),推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研用一體化,抓緊示范工程建設(shè),通過技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)字化礦山、智能礦山等的建立,促進(jìn)煤炭安全智能開采中現(xiàn)代工程技術(shù)的突破。

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