煤炭工業智能開采是一件具有超前性、引領性、示范性的大事。煤炭工業生態建設是煤炭綠色開采、清潔利用的主要內容。在近日舉行的煤炭智能綠色開采與生態建設論壇上，來自業內的相關專家圍繞“實施創新驅動發展戰略，推動煤炭智能綠色開采與生態建設”的主題展開討論。
煤炭：保障能源安全穩定的基石
煤炭是我國的主體能源和重要的工業原料。我國缺油、少氣、富煤的能源資源稟賦以及煤炭資源的可靠性、價格的低廉性、利用的可潔凈性，決定了在今后較長時期內，煤炭仍然是保障我國能源安全穩定供應的基石。
然而，煤炭開采業歷來是“高危行業”。在終年不見天日的井下，不僅黑暗潮濕，更“潛伏”著水、火、瓦斯、煤塵、頂板等自然災害，時刻威脅著煤礦工人的生命安全。無人化是世界煤炭開采技術發展的必然趨勢，也是當前實現我國煤炭行業安全高效生產的迫切需要，而目前我國也已走在世界煤炭無人化技術研究的前列。
“國外從上世紀90年代開始研發煤礦自動化智能化技術。2007年，我國研制了首套替代進口的液壓支架電液控制系統，這是綜采自動化系統最重要的基礎。近10年來，在國家“863計劃”、“973計劃”及智能制造專項的支持下，我國取得了系列綜采智能化技術創新成果。”論壇上，中國工程院院士、中國煤炭科工集團首席科學家王國法表示。
“推動煤炭智能綠色開采與生態建設是做好煤炭這篇大文章的必由之路，這不僅關系煤炭工業可持續發展，也關系加快生態文明和美麗礦山建設全局，推動煤炭智能綠色開采與生態建設，必須要抓住科技創新這個‘牛鼻子’。”中國煤炭工業協會會長王顯政在論壇上指出，“煤為基礎，多元發展”的能源戰略方針和以煤炭為主體的一次能源格局不會改變。做好煤炭這篇大文章是保障我國能源安全穩定供應的必然選擇，其中創新是引領發展的動力，是建設現代化經濟體系的戰略支撐。深入推進科技與經濟緊密結合，推動產學研深度融合，這是提高煤炭工業發展質量的必然要求。
煤炭智能綠色開采取得成效
據王顯政介紹，近年來，在煤炭智能綠色開采和生態建設方面，我國煤炭行業做了大量卓有成效的工作，并取得積極進展。
一是建成了以大柳塔、紅柳林煤礦為代表的一批千萬噸級礦井群，和以錦界、黃陵二號井為代表的一批數字礦山和智能化開采工作面，主要經濟技術指標進入國際先進水平行列，推動了我國煤炭生產力總體水平的提升。
二是在燃煤電廠超低排放、高效煤粉型鍋爐，水煤漿、型煤、現代煤化工、褐煤提質等技術和裝備方面，取得了長足的發展和進步，基礎理論有突破，關鍵技術有創新，實踐推廣有效果。燃煤電廠超低排放技術改造后，煙塵、SO2、NOX等主要大氣排放指標，均低于天然氣電廠的排放標準。具有我國自主知識產權的高效煤粉型工業鍋爐技術，鍋爐燃料燃燼率達到98%，比普通燃煤鍋爐提高28個百分點，主要大氣污染物排放指標達到或接近天然氣鍋爐排放標準。
三是以煤礦保水開采、充填開采為主的綠色開采技術得到普遍推廣，礦井水利用率達到70.6%，煤矸石綜合利用率達到64.2%，大中型煤礦原煤生產綜合能耗、生產電耗分別達到11.82公斤標煤/噸、20.4千瓦時/噸，建成了同煤塔山、神華寧東等一批循環經濟產業園區，初步實現了礦山開發與自然系統和諧交融的發展模式。
四是礦區土地復墾和生態修復工作有示范、有成果。如，開灤集團將礦山環境治理、礦業遺跡保護與礦業文化資源開發利用相結合，建設成為高水平國家礦山公園，拉動了工業旅游產業發展。神華神東致力于構筑“三期三圈”生態系統，礦區生態治理面積達到256平方公里，植被覆蓋率由開發初期的10%提高到目前的60%以上。徐州賈汪區潘安湖采煤塌陷地通過綜合整治，形成了集中連片高標準基本農田、濕地公園和產業園區，促進了礦區資源開發與生態環境協調發展。
新形勢提出新要求新挑戰
“雖然我國煤炭智能綠色開采與生態建設取得了明顯的成效，但是與解決煤炭發展進程中突出矛盾問題的要求還不適應，與實現煤炭綠色發展的要求不相適應，與人民對煤炭美好的向往不相適應。”王顯政坦言，隨著中國特色社會主義進入新時代，我國社會主要矛盾發生新變化，制約煤炭行業發展的深層次問題進一步顯現，推動煤炭智能綠色開采與生態建設更為重要和迫切。
王顯政分析稱，黨的十九大將堅持人與自然和諧發展作為新時代堅持和發展中國特色社會主義的基本方略之一。習近平總書記提出“要正確處理好經濟發展同生態環境保護的關系，牢固樹立保護生態環境就是保護生產力、改善生態環境就是發展生產力的理念”的總體要求，并多次強調“綠水青山就是金山銀山”的發展理念。
特別是習近平總書記在視察徐州市潘安采煤塌陷區整治工程時強調，資源枯竭地區經濟轉型發展是一篇大文章，實踐證明這篇文章完全可以做好，關鍵是要貫徹新發展理念，堅定不移走生產發展、生活富裕、生態良好的文明發展道路。對采煤塌陷區整治的有益經驗，要注意總結推廣。
王顯政說，習總書記的重要指示，為推進推動煤炭智能綠色開采與生態建設指明了方向，也提出了新的更高的要求。
“由于全國煤礦開采條件的多樣性和復雜性，理念、技術和管理水平的不平衡，許多項目未達到理想效果，這給智能化、無人化開采帶了嚴峻的挑戰，還需突破一系列關鍵技術和裝備。”王國法說。
據王國法介紹，智能感知、智能決策和自動控制作為煤炭智能化開采的三要素。智能開采區別于一般自動化開采的顯著特點是設備具有自主學習和自主決策功能，具備自感知、自控制、自修正的能力，具備這樣能力的智能化綜采系統才能充分的響應生產環境變化、實現真正意義上的智能化開采，實現有限條件下的無人開采目標。
對于我國煤炭智能綠色開采與生態建設存在問題，中國煤炭科工集團董事長、煤炭科學研究總院院長王金華表示，一是“采、掘、運、選”工藝環節智能化程度低，用人多，環境惡劣，塵肺病等職業危害仍較為嚴重。我國煤炭智能開采技術在設備可靠性、智能化程度等方面與國際先進水平相比，還存在差距，如采掘失調、運輸環境復雜，采掘比最高達1∶10，輔助運輸用人多(占井下人員25%以上)、效率低、污染大。在設備與環境的耦合性和感知能力等方面與國外差距較大，無法實現對資源條件的精準探測和開采。二是煤炭開發對生態環境損害嚴重，缺乏高效、低成本的綠色開采和綜合治理技術。目前，我國礦區生態修復率在30%左右，煤礦開采生態環境影響定量評估、預測、診斷等技術缺乏，相關法律法規及技術標準不健全。
以創新驅動破解重重難關
對于如何解決上述問題，與會專家也提出了各自的建議。
“許多煤炭企業把握技術發展的新趨勢，比如黃陵一礦等示范工作面已實現無人操作、有人巡視的常態化生產。”王國法說，因此要全面推進綜采智能化技術進步，加快完善煤炭資源管理與產能布局，淘汰落后開采方法與產能裝備;加大智能化開采原始創新力度，提高行業國際競爭力;提高煤礦智能化開采的管理水平，提升每一個環節的效率和質量等。
有限無人化開采是智能化開采的中高級階段。“在這個階段，尤其要對工作面煤層地質條件進行高精度探測，構造數字模型，基于這一模型進行程序化的智能化開采;實時監測煤層地質條件變化，對開采行為提前預判和修正;通過高效率的機器學習算法使綜采系統裝備擁有自主學習能力，通過訓練使其獲得解決問題的能力，提高智能化水平與開采效率等。”王國法說。
在煤炭綠色開采方面，中國工程院院士、陜西省地質調查院教授級高級工程師王雙明認為，在生態環境脆弱的西部地區進行煤炭開采時，需要以煤水空間組合特征研究為基礎，以開采地質條分區為途徑，以采煤方法規劃為手段，以防止隔水巖組隔水性損害為目標，以保護生態水位為核心，實現采煤與生態環境保護并舉。
對于采煤沉陷區土地整治利用與生態修復，煤炭科學研究總院唐山研究院首席科學家李樹志認為需要關注六方面的技術研究，分別是開采損害控制、采煤沉陷區工程建設利用、采煤沉陷區農業復墾利用、采煤沉陷區生態保護與提升利用、采煤沉陷區治理利用的監測與評價、轉型煤礦資源再利用。
生態文明礦山建設功在當代、利在千秋，關系到煤炭行業可持續發展，關系礦區民生福祉，任務艱巨繁重而又光榮。王顯政強調，要深入貫徹新發展理念，深入實施科教興煤戰略和創新驅動發展戰略，深入實施人才強企戰略，發揮煤炭行業最高的科研團隊、高技術群體和戰略智庫的作用，立足我國國情，遵循煤炭科技規律，尊重自然發展規律，加快創新步伐，努力搶占世界煤炭科技競爭制高點，牢牢掌握我國煤炭科技發展主動權，推動礦區形成綠色發展方式和生活方式，走生產發展、生活富裕、生態良好的文明發展道路，為促進礦區人與自然和諧共生、建設美麗礦山提供堅實的科技支撐。一是要堅持科學的發展定位。二是要建立開放創新合作的平臺。三是要努力集聚創新人才。四是要積極開展科技攻關，加大科技成果推廣力度。
