未来煤矿：当煤炭开采插上智能的羽翼

8月6日，贵州省盘州市梓木戛煤矿发生一起煤与瓦斯突出事故，事故造成13人死亡。

人们不禁要问：煤炭开采什么时候才能从高危行业转变为安全行业？这也是煤炭科技工作者们一直在思考的问题。

“煤炭科技创新的重点任务是安全、绿色、智能开采。”在8月8日召开的“煤炭安全智能精准开采”中国工程科技论坛上，与会专家一致认为：煤炭必须走智能、无人、安全开采道路，由劳动密集型升级为技术密集型，发展成为具有高科技特点的新产业新业态新模式。

安全开采形势依然严峻

近年来，依靠科技进步，我国煤炭安全开采形势持续好转，百万吨死亡率从2005年的2.76降至2017年的0.106（死亡375人）。

不过，在中国工程院院士、安徽理工大学校长袁亮看来，我国煤炭安全开采形势依然严峻。

他表示，尽管煤矿瓦斯、顶板、水害等事故逐年大幅下降，但重特大事故仍然时有发生；煤矿百万吨死亡率与世界发达国家相比仍存在较大差距，是美国的5倍，是澳大利亚的11倍。

“煤炭仍将长期是我国主导能源，煤炭安全高效开采对保障国家能源安全和经济健康发展意义重大。”袁亮说。

值得一提的是，我国探明的5.9万亿吨煤炭资源中，埋深在1000米以下的占53%，浅部资源枯竭，煤炭采深以平均每年10～25米的速度增加，全国采深超千米的矿井有47座。

中国煤炭科工集团有限公司研究员王金华表示，深部开采带来的高地压、高瓦斯、高水压、高地温等问题日趋严重，而且传统的灾害和事故防治理论、技术和装备不能有效解决深部复杂地质条件带来的严重问题。

这些都严重威胁着煤矿工人的生命安全和身体健康。

袁亮表示，破解深部煤炭开采难题是煤炭科技工作者的责任和使命。

精准开采是必由之路

煤矿生产“少人则安、无人则安”，减少采煤工作面作业人员数量是减少人员伤亡、保障安全的重要手段。

两年前，袁亮首次提出煤炭精准开采的科学构想。

所谓煤炭精准开采，就是将不同地质条件的煤炭开采扰动影响、致灾因素、开采引发生态环境破坏等统筹考虑，时空上准确高效的煤炭无人（少人）智能开采与灾害防控一体化的未来采矿新模式。

相较于传统煤矿动辄三四千人，90%的人在终年不见天日的井下作业，实现煤炭精准开采的每个矿不足100人，其中90%的人在地面作业，10%的人在井下开展生产准备、巡检，信息化、自动化、智能化水平高，回收率和工作效率大大提高，使高危劳动密集型艰苦行业转变为高精尖技术密集型行业。

据了解，自首个无人开采工作面——黄陵一号煤矿1001工作面试验成功以来，我国已有70余个采煤工作面实现智能无人开采。

井下，采煤机自动化智能运行，就像飞机进入自动驾驶状态一样；地面上，操作人员在监控室远程监控——几代煤炭人期待的“有人巡视，无人值守”的智能化无人开采由梦想变成现实。

2017年，由袁亮牵头的煤炭安全智能精准开采协同创新组织成立，其目标是到2050年全面实现煤炭精准开采，煤炭开采从业人员零死亡。

突破核心技术短板

智能化无人开采是煤炭精准开采的技术支撑和重要实践。不过，专家坦言，我国智能化无人开采技术仍处于初级阶段，关键共性技术需要攻关，制约推广应用的因素需要破解。

中国工程院院士、中国煤炭科工集团有限公司首席科学家王国法表示，目前在地质条件好的矿区煤炭智能开采取得很好效果，但由于煤矿开采条件的多样性和复杂性，智能化开采远未达到预期理想的效果和目标，仍需突破核心技术的短板。

煤矿井下情况特殊，有甲烷、一氧化碳等易燃易爆气体，也有电磁波衰减严重，电网电压波动范围大，使煤矿智能化水平严重滞后于现代社会发展步伐。

为此，中国工程院院士谢克昌建议，充分发挥科学家和企业家的创新主体作用，以安全、智能、精准为关键词，进一步凝练关键科学问题，优化主要研究方向，为前沿领域和颠覆性技术的突破奠定理论基础。

同时，推进产学研用一体化，抓紧示范工程建设，通过技术标准、数字化矿山、智能矿山等的建立，促进煤炭安全智能开采中现代工程技术的突破。