数字化、自动化、信息化、智能化，这些看法究竟是什么关系？事实上，我国煤炭工业几十年来有一条综合机械化生长的主线。理解了这条主线，就会理解，数字化、自动化、信息化，是你中有我、我中有你的关系，是智能化生长的基础，也是从差别视角对智能化的表征，相互交融。

综合机械化是智能化的基础

我国煤矿综合机械化生长，或许起步于上世纪70年代末80年代初；全面进入综合机械化生长，是在上世纪80年代中期。那时，我刚刚研究生结业，来到煤炭科学研究总院（以下简称煤科院）。国家支持煤炭部搞“百套引进”计划，吸收消化外洋先进装备和技术，焦点是提高煤炭生产力水平，支撑国家经济和社会生长。

煤矿综合机械化最早是比较简单的。上世纪80年代中期，综采和高等普采两种长壁开采方法同时生长。所谓高等普采，就是事情面使用采煤机落煤、使用单体液压体支护。所谓综采，是实现事情面落煤、运煤、支护等全历程的机械化。

当年，在计划经济体制下，国家统一从外洋引进了130多套综采设备，分派给各矿务局，但许多煤矿分到设备后，却不肯让设备下井。关于煤矿来说，越简单的生产方法越容易组织生产。而液压支架和配套设备装置工程量大，在井下设备坏了怎么办，推不动怎么办，没有产量怎么办？这些问题都是煤矿的记挂。这就造成了早期对综合机械化认识上的不同，在推广综采时遇到了许多困难，并且引进的液压支架，不是针对我国煤矿条件设计的，适应性也欠好。一些煤矿在使用综采设备历程中泛起许多事故，好比支架平衡千斤顶被拉断了、事情面片帮冒顶导致支架推不动，等等。

一直到上世纪90年代，业界对推行综合机械化的不同照旧很大，特别是对综采放顶煤开采的认识恒久不可统一。支持者认为综放是特厚煤层开采的最有效要领，阻挡者则抓住其宁静和回采率等问题加以否定。

煤矿推行机械化开采的前提条件是支护。在综合机械化生长历程中，先要解决支架适应性、可靠性问题，包管事情面支得住、走得动。其时，煤科院北京开采所是煤炭工业部液压支架技术归口研发单位。从“六五”到“十五”国家科技攻关计划，液压支架一直是科技攻关的重点，也同时发动了事情面成套设备的配套研发。

1995年以后，虽然争议依然保存，但全国大型煤矿基本接受了综合机械化开采方法，逐渐认识到综合机械化开采是宁静高效开采的基础途径。2000年以后，我们提出高效集约、建设宁静高效矿井的看法和目标。

实际上，在综合机械化生长历程中，已经应用了自动化技术，自动化是综合机械化的组成部分。从1990年到1995年，我们已经有了电液控制系统的研发思路。1988年，我们去其时的神华集团推广电液控制系统应用。其时，神东矿区建设借鉴美国煤矿高效集约化长壁开采模式和经验，开始大规模引进电液控制液压支架和世界先进装备，实施装备高端化，开收罗约化。

1995年，我写了第一篇关于电液控制系统国产化可行性研究报告，建议研发国产化电液控制系统，推动北京开采所联合德国Maco公司，建立天玛电液控制系统合资公司，研发和推广液压支架电液控制系统。

2003年，兖矿集团首次在半个事情面乐成应用了天玛电液控制系统。自此，电液控制系统国产化逐渐开始有了起色。同年，我们在其时的晋城煤业集团寺河矿研发了5.5米电液控制大采高液压支架，这是高端综采装备国产化的真正开始。随后，煤炭行业“黄金十年”来临，高端电液控制液压支架从6米、7米、8米到10米，快速生长和大规模应用起来。

在差别的生长阶段，煤炭工业的生长主题差别。2000年以后，煤炭工业生长主题是建设高产高效矿井。煤矿开采以高效为目标，煤矿感受到高端装备带来的宁静和经济效益。2005年至2009年，中国煤炭科工集团、神华集团、中煤能源集团相助完成重大装备国产化项目——年产600万吨大采高综采成套技术与装备，全面推进了综采高端装备国产化，该项目获得国家科技进步奖二等奖。

煤矿智能化生长尚处于初级阶段

在煤矿综合机械化不绝升级生长的基础上，我们提出了煤矿智能化看法。2010年，国家发改委和工信部组织开展智能制造专项研究，我们申报了煤矿综采智能化系统项目，被列入国家智能制造专项。

煤矿智能化先从事情面开始，首个项目在陕煤集团红柳林矿业公司7米大采高事情面展开。同时该集团黄陵矿业公司也找到了我们。

红柳林矿以厚煤层为主，开采条件好，适合超大采高智能化综采，也是海内外第一个乐成实现7米超大采高智能化综采的煤矿。

黄陵矿区煤层有薄煤层、中厚煤层和厚煤层。2011年，我们在黄陵一矿开始设计首个1.1米至2.2米薄煤层和中厚较薄煤层智能化事情面，解决了无人化作业等一系列难题，好比事情面三角煤的自动截割等。2014年，该智能化开采事情面建成并通过鉴定，成为全国第一个智能化示范事情面，开创了“事情面一人巡视，无人操作”常态化远程控制采煤“黄陵智能化开采模式”。

智能开采成为煤炭行业生长的新主题。最初的“自动化”以实现液压支架电液控制为支撑和标记；现在的“智能化”，要实现基于事情面全时空信息感知、智能决策、全自动化运行，事情面内不需要人工操作。

对煤矿智能化看法的纠缠并无太大意义，那如何界定智能化？智能化至少要具备三个基本要素——装备的自感知、自决策、自执行。虽然，设备不可能一开始就抵达理想的智能化水平，但我们在判断时，要看是否具备智能化的基本要素。煤矿智能化是一个不绝生长的历程，智能化系统和装备需要不绝迭代升级。

党的十九届四中全会以后，人工智能、5G、大数据、区块链等新技术获得重视，各行各业开始推广智能化。从煤炭工业生长角度看，实现高质量生长需要以科技立异作为焦点驱动力，而支撑煤炭行业高质量生长的焦点，在于全面推进煤矿智能化建设。

2019年，我和中国工程院10位院士一起，向中办和国办提交了一份“关于加速煤矿智能化生长的建议”的院士建议。此份建议是八部委宣布《关于加速煤矿智能化生长的指导意见》的重要基础，涵盖了生长原则、分阶段目标、主要任务以及包管步伐等。《关于加速煤矿智能化生长的指导意见》的出台，使煤矿智能化建设真正上升到国家层面。

从智能化开采到全矿井智能化，涉及层面许多。关于井工煤矿来说，智能化系统更庞大。在顶层设计里，我们梳理出至少上百个子系统，再把系统归纳为十大应用系统。我们团队这几年的研究结果，就是把煤矿智能化建设架构全部清晰化、细节化，研发出十大应用系统要害技术，并找到差别类型煤矿智能化建设的有效路径和落地实施计划，研究建立煤矿智能化的基础理论和技术标准体系。

2019年至今，我们开展了一系列典范智能化煤矿系统顶层设计和所需装备研发，针对差别类型矿井条件，探索差别建设路径。好比，在张家峁煤矿全面智能化革新中，提出煤矿智能化系统与要害装备的研发，取得十大立异结果，为已生产煤矿智能化升级提供了样板；在巴拉素煤矿和可可盖煤矿，我们从设计计划开始，全面植入智能化基因，全系统、全环节统一进行智能化设计和矿井建设施工。

目前，煤矿智能化尚处于初级阶段或培育示范阶段，一些要害技术还保存瓶颈。我们应力争突破瓶颈，形玉成面的智能化技术支撑。

凭据目今速度，用不了很长时间，煤矿智能化就会像综合机械化一样，逐渐完善并走向成熟。在综合机械化生长早期，许多采煤队不肯用综采设备，觉得单体支柱搬起来就能走，液压支架又大又重，装置搬家耗时耗力。但到了厥后，没人愿意搬单体支柱了。智能化也一样。生长到成熟阶段，不搞智能化就没人愿意干了。

我们提出的煤矿智能化愿景，就是实现煤矿全时空信息实时感知、宁静危害双重预防闭环管控，生产历程全部自动化作业，让职工更幸福、企业更高质量地生长。这是切合科学纪律的，是一定能够实现的。

新形势下的煤矿智能化生长偏向

目今，煤炭行业虽面临政策、情况等压力，但能源保供基本面依然决定煤炭行业有很好的生长机缘。落后产能逐渐淘汰，工业集中度进一步提高，有助于发挥智能化集约化矿井的产能优势。毫无疑问，今后煤矿要生长智能化。“双碳”目标关于优势煤炭企业来说，其实更多是利好。

今后一个时期，我国能源需求仍将坚持增长，但不确定性因素增加，这就需要应对煤炭需求的弹性要求。有人提出要搞煤炭战略储备，建应急煤矿。我认为煤炭与油气差别，存放久了会自燃，不应与油气、粮食等一样进行产品战略储备，而应科学结构产能储备。

在此配景下，我提出建设以煤矿智能化为支撑的煤炭柔性生产供应体系，该体系只有借助智能化技术才华实现。

柔性生产供应体系实际上是从智能制造领域引伸来的看法。智能制造柔性生产线可满足个性化产品需求，提供订单式生产选择。煤炭生产要满足弹性需求，柔性生产供应体系是一个一定偏向。因此，我们提出了建立智能柔性煤炭生产供应体系的科学构想，提出了柔性生产供应体系模型和技术架构，界定了相关看法，好比什么是柔性生产供应体系、什么是柔性度系数。

从国家能源生长和能源宁静战略出发，我认为建设智能柔性煤炭生产供应体系是包管国家能源宁静、建设现代能源体系中最贴近实际的一条路径。建设柔性生产供应体系，需要煤矿智能化技术的支撑，即在需求旺盛的时候，柔性生产供应体系能在包管宁静生产的情况下，快速增加产量；在市场低迷的时候，也可以快速减少产量，不会对矿山造成较大的系统和人员本钱等损失。

别的，我还提出了建设5G+ABCD智能化支撑技术体系，构建现代能源与矿业治理体系。应用5G通信技术与人工智能、区块链、云盘算、大数据等技术相结合，建设“煤智云”煤炭行业智能化大数据中心，建立一个从矿井、集团、省级到国家层面的四级全国煤炭和能源智能治理和交易平台。

要满足柔性生产供应，必须使信息能在全国规模共享。我们对柔性生产供应系统运行模式提出了设想，要有全国智能系统平台、中间效劳机构等，实时把需求端、生产端的信息连接起来，便于提前预测煤炭的消费需求变革，实时调解煤矿生产计划。

我最新提出的6S智能化煤矿看法，也是我们对煤矿智能化实质的思考。智能化煤矿的基本要求是什么？6S（Safety、Security、Sustainability、Sensitivity、Service、Smartness）最切合煤矿智能化的特征和要求。具体而言，第一是宁静，煤矿要包管系统、设备、信息、功效等各方面的宁静。第二是可靠，运行系统、设备要可靠。第三是可连续，资源可连续、生态可连续、生长可连续，包管运行质量和效率。第四是系统敏感性或系统柔性，系统的柔性主要体现在技术焦点要素、技术架构上，这需要对供需链条上的信息敏感、对响应敏感等。第五是系统的全面效劳，建立新型的效劳体系，从提供设备向提供全生命周期增值效劳转变。第六是智慧，系统智能与人文智慧高度融合，形成煤矿综合智慧生态。

社会科技生长进入智能化时代。新一代信息技术与古板工业融合生长，是社会基本生长纪律。我们科研人员需要做的，是适应纪律，要在社会科技厘革、工业革命的历程中不落后，使煤炭行业实现健康、高质量生长。

（作者系中国工程院院士、中国煤炭科工集团首席科学家，本文由王王法口述、本报记者王世雅整理）

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