煤炭行业如何把握住数字经济的发展机遇，加快数字化步伐，推动绿色低碳转型和高质量发展？数字化转型顶层设计和纵深发展，将成为整个行业的有力助推器。
文/中国煤炭工业协会副会长、中国煤炭学会理事长 刘峰
2022年08月
习近平总书记在2022年第2期《求是》杂志署名文章《不断做强做优做大我国数字经济》中强调：“面向未来，我们要站在统筹中华民族伟大复兴战略全局和世界百年未有之大变局的高度，统筹国内国际两个大局、发展安全两件大事，充分发挥海量数据和丰富应用场景优势，促进数字技术与实体经济深度融合，赋能传统产业转型升级，催生新产业新业态新模式，不断做强做优做大我国数字经济。”
由此可见，数字技术是传统产业转型升级的核心力量。煤炭作为中国的基础能源和重要工业原料，在国家能源稳定供应中发挥着兜底保障作用。可以预见，在未来一段时期，煤炭将成为中国能源绿色低碳转型的重要桥梁，逐步由基础能源向保障能源、传统能源向清洁能源转变，为非化石能源的高质量跃升发展提供有力支撑。面向新时代高质量发展要求，煤炭行业更要紧紧把握住我国数字经济的发展机遇，加快煤炭产业数字化步伐，加速煤矿智能化建设，有力推动煤炭行业绿色低碳转型和高质量发展。
一、煤矿智能化是煤炭产业数字化的核心内容，有力推动行业塑造发展新格局
当前，以互联网、大数据、云计算、人工智能等为代表的数字技术正不断取得突破，数字技术、材料技术、生物技术、能源技术融合交叉，将新一轮科技革命和产业变革不断引向深入。数字化本质上是一场新的工业革命和产业变革，是指由新一代信息技术驱动下，实现生产、运营、管理、销售和服务等全面数字化，从而推动业务模式重构、管理模式变革、商业模式创新与核心能力提升。
数字化可有效打破时空阻隔，使得数据资源成为生产要素，信息网络成为主要载体，推动生产、加工、流通、服务、消费全价值链协同，形成数据驱动的智能决策能力，对生产效率的提高有着乘数作用。数字化是煤炭产业转型升级的重要支点，也是构建现代化煤炭经济体系的重要引擎。煤炭产业数字化正是要推动煤炭产业链上中下游、大中小企业融通创新，是一项全面塑造行业发展新优势的全局性、战略性任务。海量集聚的数据作为最具时代特征的生产要素，为智能化发展带来了新的机遇。煤矿智能化正是将AI、工业物联网、云计算、大数据、机器人、智能装备等与现代煤炭开发利用深度融合，形成全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的智能系统，实现煤矿开拓、采掘（剥）、运输、通风、洗选、安全保障、经营管理等过程的智能化运行。
我国煤矿分布地域广泛，地质条件差异较大，水、火、瓦斯、冲击地压等灾害俱全，部分煤矿实现安全高效开采的难度极大。改革开放以来，我国煤炭生产方式经历了炮采、普通机械化开采、综合机械化开采，目前正在向智能化开采发展。目前，全国各地智能化示范煤矿的建设也已进入快速通道，大柳塔矿、红柳林矿、门克庆矿、麻地梁矿、塔山矿、东滩矿、赵固二矿等一批煤矿智能化建设走在前列。但作为传统的工业领域，煤炭产业数字基础相对薄弱，数字转型和智能发展的任务仍然非常艰巨。
二、煤矿智能化正向智能系统化、数字平台化、设备集群化方向发展，并向全产业链和更高层次延伸
与传统制造业加工对象完全不同，矿山开采时所开采地质体的性质与结构尚不完全明晰，生产过程中必须能够充分预测、预判和预警，因此对智能化的要求有着显著的差异。
煤矿丰富的智能化应用场景，包括隐蔽致灾因素的探查、危险环境因素的预警，以及采掘现场的设备联动、机电硐室等场所的自动巡检等。在生产过程中，通过采集、治理、分析、运用现场各类设备产生的数据，可实现设备智能联动以及安全生产监测等场景应用。
从发展趋势看，煤矿智能化正向智能系统化、数字平台化、设备集群化方向发展，并向包括勘察、设计、建设、开采、洗选、运输、利用等环节的全产业链延伸。
第一，智能化建设正从单个系统的智能化向煤矿全系统，甚至整个矿区的智能化发展。这要求以工业互联网为基本架构，构建智能化系统。陕煤集团红柳林公司牵手华为煤矿军团，基于矿山工业互联网架构，围绕大数据、云计算和人工智能等新一代ICT技术与煤矿深度融合，先后完成智能地质保障系统、智慧园区与经营管理系统等13大项24个系统构建，其中多个系统已经上线运行。
第二，数字平台成为智能化的基石，可以沉淀数字资产，让智能化从专业系统集成、部分业务局部集成，向全面集成应用拓展。过去很多煤矿在做虚拟化，虽然各个系统集中在一起，但是系统之间依然相互割裂。基于云的数字平台可将数据和接口标准化，同时把IT与OT、新老应用、合作伙伴应用统一集成、统一管理、统一开发，就像是一座智能化的大型超市。在煤矿综采面，华为通过自研算法突破性地解决了短物距、大视差、摄像机位姿动态变化等难题，将井下上百个摄像机视频拼接成连续画面，达到看得全、看得清的目的，同时通过AI 技术识别危险的环境、行为，让设备及时做出响应。
部分大型煤炭生产企业采取两层云的架构，处于中心位置的集团云，承载公司级生产和安全监管、全局态势及应急指挥等业务；各个煤矿的边缘云承载了煤矿和选煤厂生产、监控类业务。两层云将集团和煤矿应用实现了分离，边缘部署提供了极高的可靠性，为采掘、煤流、通风、排水等业务提供智能化控制，而中心则可以提供强大的算力，支撑AI训练、智能运销、办公管理等业务。
第三，煤矿设备正从单设备人工近距离操作、无人远程遥控，向设备集群自适应调控发展。设备集群控制需要在自主可控的基础上，打造统一数据协议的物联网操作系统，让设备实现即插即用、互联互通，实现高可靠、低延时的联动。统一的操作系统不仅是设备互联互通、联动控制的核心，而且从源头即各种设备输出格式统一、结构统一的数据，实现数据入湖，激活这些数据。国家能源集团神东公司乌兰木伦煤矿，目前全部设备已接入华为矿鸿操作系统，主运输巡检机器人、变电所巡检机器人、皮带机控制器、泵站电控系统等均实现了远程控制。陕煤集团柠条塔煤矿形成了采掘机器人群、运输及仓储机器人群、安控类机器人群、工程作业机器人群、地面服务类机器人群，建立了机器人集群协同调度、安全保障、生产协同、综合管控、精准运维等应用中心，初步形成了煤矿机器人集群协同调度管控，实现了机器人的远程监视。
三、夯实煤矿数字化发展基础，推动煤矿智能化向纵深发展
在数字化时代，煤炭企业的数字化转型如逆水行舟，不进则退。5G、AI、大数据、云计算等数字技术已经对生产关系、生产要素产生了重大影响，运用这些数字技术，加快数字化转型成为煤炭企业构筑竞争新优势的必然选择。智能化加速煤矿生产模式、生产要素、生产者的“三重变革”。生产模式的变革，意味着从过去的机械化向智能化发展，从过去的人工决策向更高阶段的数字驱动决策发展。生产要素的变革，意味着数据将成为土地、劳动力、资本、技术之外的第五大生产要素，深刻影响产业运行模式。生产者的变革，意味着煤矿员工工作将远离环境恶劣的井下，而是置身于绿色的智慧园区。
生产模式、生产要素、生产者的“三重变革”将紧随煤矿智能化与信息技术融合的步伐，通过构建精准、实时、高效的数据采集互联体系，建立面向煤炭行业的大数据存储、集成、访问、分析、管理的开发环境和应用环境，支撑相关工业技术、经验、知识模型化、软件化、复用化。通过数据的有序自动流动解决复杂生产系统面临的不确定性，不断优化全产业链的资源配置效率，实现从技术应用向更高层次的商业模式创新提升，形成资源富集、多方参与、合作共赢、协同演进的煤炭行业智能化建设生态。
夯实煤矿数字化发展基础，首先要加强数字化技术创新、标准研制、检测验证、工业数据等基础能力建设，加快煤矿数字化平台软件、应用软件工程化开发，实现生产质量分析与控制软件关键技术的突破；其次要加强煤矿数字基础设施建设，建设高速泛在、天地一体、云网融合、智能敏捷、绿色低碳、安全可控的综合性数字信息基础设施，有序推进5G等先进网络基础设施建设；第三，还要推动数据资源标准体系建设，聚焦数据的采集、清洗、聚合、分析等环节，打破技术和协议壁垒，实现互通互操作，形成完整贯通的数据链，探索面向业务应用的共享、交换、协作和开放，提升数据资源处理能力。
数字化、智能化事关煤炭行业高质量发展。煤炭企业应做好数字化转型顶层设计和机制建设，打造一体化数字平台，强化全流程数据贯通，加快全价值链业务协同。广大煤矿从业者应不断增强数字化本领，强化数字化思维，提升数字技能和数据管理能力，持续推动煤矿智能化向纵深发展，更好地服务于构建行业新发展格局。
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