王世斌
教授级高级工程师，现任陕西煤业化工集团有限责任公司党委委员、副总经理，陕西煤业股份有限公司总经理
兼任《煤炭科学技术》编辑委员会副主任，西安科技大学教授、博士生导师，煤炭行业煤矿专用设备标准化技术委员会掘进机械分会委员。入选国家能源局、国家矿山安全监察局首批煤矿智能化专家，获中国煤炭工业第十三届石坎节精神奖、陕西省优秀企业家等多项荣誉称号。获省部级奖项10余项，发表论文30余篇，获国家授权专利20余项。
长期从事煤炭绿色、安全、高效、智能开采技术研究，主持完成的“复杂地质条件下沿空留巷成套技术研究与应用”项目，创立了“四位一体”沿空留巷围岩控制技术体系，研发出一套完善的沿空留巷技术工艺体系；主持完成的“超薄隔水层煤层开采奥灰水害防治关键技术研究”项目，提出了奥灰顶部岩层利用注浆改造的防治水思路，解放了深部薄隔水层煤炭资源。
陕西煤业化工集团有限责任公司（以下简称陕煤集团）作为国有特大型能源化工企业，自2004年成立以来，经过3次重组，形成了“以煤为基、多元发展”的产业格局，资产总额超过6 400亿元，连续7年上榜世界500强，现位列第220位。陕煤集团所属的矿业公司有8家、煤矿38对（生产矿井36对，建设矿井2对），核定产能1.98亿t/a，分别位于陕西省关中、彬黄和陕北地区。90%以上的煤炭资源位于陕北、彬黄等优质产煤区，但有70%以上的矿井灾害严重，开采条件比较复杂，安全管理难度大（图1）。
煤矿企业高质量发展内涵
煤炭作为我国的主体能源，不仅在国家经济发展中起着兜底保障的作用，更是关系着国家能源战略的稳定与安全。进入新发展阶段以来，面对国家实现“双碳”目标的新任务和新要求，煤炭作为主体能源的地位在相当一段时间内还不可替代。因此，作为煤炭企业的管理者，要坚定不移地按照习近平总书记的要求，保证煤炭企业高质量发展。通过煤矿智能化建设，促使煤炭开采向更加安全、高效、绿色的方向发展，从而推动整个行业迈向高质量发展。
安全是实现煤炭企业高质量发展的前提
安全不仅是企业最大的效益，更是职工最大的福利。安全工作的关键：一是确保人员的生命健康安全，二是确保国家财产安全。煤矿一旦发生事故，将直接影响企业的正常生产经营活动，甚至被迫停产关闭，损失严重，这对煤矿造成的后果是不可估量的。因此，安全是发展的前提，没有安全一切都无从谈起，更谈不上高质量发展。
高效是煤炭企业高质量发展的核心
效益是企业的生命线和生存之本，没有高效率的生产运行和高效益的经营管理，企业就不会有高利润和高收益，也不会有持续稳定发展的后劲和动力。近年来，我国煤炭行业加速发展，取得了历史性的突破。但同时，煤炭企业高效发展仍不平衡、不充分，煤炭行业全员工效仅为美国和澳大利亚的1/5左右，与世界先进水平还有一定差距。管理学研究表明，好效益和高效率是企业成功的本质和核心。由此可见，企业只有保持生产高效运行，经营收入和利润回报保持稳定增长，企业才能实现健康持续发展。
图1 陕煤集团36对生产矿井现状
绿色是煤炭企业高质量发展的方向
煤矿生产是与大自然打交道的过程，这一特性决定了煤矿生产必然会给生态环境带来影响。绿色发展的根本，一方面是员工生产环境、生活环境要健康卫生；另一方面是企业生产经营过程中对生态环境的影响要降至最低，损害程度降至最小；同时，矿区生态经过恢复治理后能够实现正向持续好转。在国家全面实施“双碳”目标的要求下，只有通过节能减排、减损修复和补偿恢复途径，达到绿色、低碳发展，才能保证煤矿正常生产；另外，坚持循环利用，变废为宝，积极构建“生态产业化、产业生态化”格局，也会给煤炭企业带来良好的经济效益和社会效益。
陕煤集团煤矿智能化建设的主要经验
2015年和2020年分别召开全国煤矿智能化建设现场推进会后，陕煤集团全面贯彻落实会议精神，坚持“系统智能化、智能系统化”的总体要求，按照国家八部委发布的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》要求，瞄准“智能矿井、智慧矿区”作目标，分别从6个方面（图2）加快煤矿智能化建设工作，让煤矿智能化建设成为“改变陕煤形象、奠定陕煤地位、保持陕煤领先”的根本保障
图2 陕煤集团煤矿智能化建设主要经验
图3 陕煤集团煤矿智能化建设“十四五”规划发布
领导重视 组织有力
陕煤集团成立了煤矿智能化建设工作领导小组，由集团董事长和总经理任组长，搭建了5个煤矿智能化建设工作组和13个工作专班，各矿业公司成立领导机构，由“一把手”为组长，分工负责，层层推进。每年设立3亿元重大科研项目配套引导资金，并投入100亿元转型创新基金，加快技术创新和成果应用。近3年来，陕煤集团实施重点智能化项目230余项，资金投入超过70亿元，为智能化建设的顺利推进提供了良好条件。陕煤集团在全国煤矿智能化建设现场推进会和全国煤矿快速掘进现场会上交流了经验，进一步扩大了企业的行业影响力。
规划引导 规范标准
坚持规划引导、标准先行的理念，确立了统一规划设计、统一资金管理、统一标准体系、统一建设运维的“四统一”原则，将智能化发展规划和智能化标准规范建设列入重大科技攻关项目，联合中国煤炭科工集团、西安科技大学、华为技术有限公司和中国电信集团有限公司等单位协同合作，充分发挥应急管理部“煤矿智能化开采技术创新中心”的作用，全面开展智能化技术创新和标准制定工作。目前，已印发《陕煤集团煤矿智能化建设“十四五”规划》（图3）《陕西煤业煤矿智能化分类分级建设目标》等10余项规划制度，发布了《基于动态地质模型与自主规划开采的采煤工作面设计规范》《基于动态地质模型与自主规划开采的采煤工作面验收规范》等9项团体标准和《陕西煤业智能矿井建设标准》《陕西煤业智能矿井验收办法》等8项企业标准，进一步规范了煤矿智能化建设标准和技术路径，推动了煤矿智能化建设向更高水平发展
创新驱动 技术融合
陕煤集团依托科研创新平台优势，充分发挥煤炭绿色安全高效开采国家地方联合工程研究中心、煤矿智能化开采技术创新中心2个国家平台，以及煤炭绿色安全高效开采工程研究中心的黄陵中心、榆北煤业智慧矿区工程研究中心等7个工程研究中心的重要作用，加大跨界合作和技术融合力度，积极开展智能化核心技术研究和关键装备攻关，实施重大科研项目“揭榜挂帅”制度，相继在煤矿精准地质探测、井下精确定位与数据高效连续传输、复杂条件智能综采等9大类技术领域取得了重大突破。目前，陕煤集团累计建成了47个智能化采煤工作面，90%以上的生产矿井实现了智能开采，实现了薄、中、厚煤层智能化开采全覆盖；陕西陕煤榆北煤业有限公司、陕西彬长矿业集团有限公司完成了“5G+智慧矿区”示范项目的建设，陕西陕煤陕北矿业有限公司、陕西陕煤黄陵矿业有限公司、陕西陕煤蒲白矿业有限公司等5处“智慧矿区”建设取得了阶段性成果，陕西陕煤黄陵矿业有限公司一号煤矿、陕西小保当矿业有限公司一号煤矿等7处煤矿入选国家首批智能化示范建设煤矿，张家峁煤矿建成了全国首个全矿井智能化示范标杆，并推广应用到其他矿井；2021年12月，在全国煤矿智能化重大进展发布会上，陕煤集团率先发布了3项技术成果，有效推进了煤矿智能化建设向纵深发展。
三级协同 系统推进
煤矿智能化建设是一项庞大的系统工程，涉及到产、供、销、人、财、物全价值链数字化、信息化的融合集成，为此，陕煤集团坚持用“系统化智能化、智能系统化”的思维扎实开展煤矿智能化建设各项工作。 一方面，按照“集团统筹、板块主导、矿业主推、矿井主体”的原则，制定了构建“一朵云、两张网、三平台、N个应用模块”的智能化建设总体目标，形成了“陕煤集团-矿业公司-所属煤矿”的三级协同管控模式（图4）；另一方面，坚持“基础系统高容量、采掘系统高可靠、感知系统全覆盖、保障系统高适应、业务系统全关联、数据应用多场景”的建设思路，积极构建各层级、类型、场景智能化方案和模式，完善和丰富智能化煤矿及矿区建设顶层设计，成功运行覆盖所有煤矿的煤炭产供销全过程财务实时管理平台，在实现智能采煤、智能掘进、智能辅助等煤矿业务智能化的基础上，全面推进信息基础设施建设、智能矿井地质保障等8个方面13类智能化系统建设工程，并对所属煤矿智能化建设实施分级分类、逐层落实、紧盯时限、挂图作战，全面构建煤矿智能化建设新格局。
图4 陕煤集团煤炭板块智能化综合协同管理系统架构
夯实基础 突破瓶颈
自2018年以来，陕煤集团不断夯实“装备、巷道和人力”3项基础，持续加快推进煤矿智能化建设进程。
全面推广应用智能化先进技术，升级改造煤矿智能装备，提高在用装备的智能化水平，建成信息化平台，实现煤矿设备全生命周期管理，建立设备运行数据库，推广设备再造技术工艺，确保设备运行稳定可靠。
强力推进巷道系统“三优两提高”工作，不断优化巷道布置、优化支护参数、优化劳动组织，提高巷道施工的自动化、智能化水平和每月进尺水平，为矿井安全高效生产奠定基础；研发应用了首套智能快掘机器人系统，累计建成4大类50套快速掘进系统，快掘每月进尺最高突破2 800 m，矿井综合每月进尺提升30%以上。
全面启动了人力资源调整优化工程，出台了《煤矿“十四五”加快板块人力资源优化实施意见》，科学定编定员、优化人力结构，达到人岗适配、协调发展，煤炭板块连续3年实现全员劳动效率年增长10%以上的目标。
强化考核 总结提升
陕煤集团始终坚持将智能化建设作为煤炭产业调结构、促转型、优发展的“战略工程”并加以推进，集团上下在思想和认识上高度统一，形成合力。连年召开煤矿智能化建设推进会、智能快掘现场会、智能化建设工作表彰会等，实行月度检查、季度总结、年度考核，专班不定期督导巡查和通报奖惩，明确目标、分级负责，对智能化建设优秀单位最高奖励达200万元，近3年累计奖励达3 000余万元，进一步激发了全员积极性，全面加快了煤矿智能化工作进程。同时，根据国家和行业要求，结合前沿科技发展方向，不断修订完善智能化建设顶层设计，认真总结正反经验，提炼亮点，查找不足，持续提升，并利用已有的煤炭行业对标平台，开展经验交流和应用创新，全面开展对标、树标和创标工作。形成技术标准和规范体系，并提炼出可供复制的系统建设方案，助推煤矿智能化建设工作迈上新台阶。
陕煤集团煤矿智能化建设成果
陕煤集团作为煤炭行业煤矿智能化建设的实践推动者和创新引领者，围绕“智能矿井、智慧矿区”的工作目标，坚持创新驱动战略，加快应用智能化先进实用技术成果，积极培育“陕煤智慧大脑”，促进煤炭安全绿色开采与清洁高效利用，大幅提高了矿井各生产系统的安全可靠性，改善了矿井的安全生产条件，切实有效地降低了安全事故率，取得了显著的安全效益与经济效益，实现了矿井安全、高效、绿色发展。
智能化建设实现了煤矿本质安全
（1）通过智能化升级改造，大力推进“替人换人减人”工作，使“少人则安、无人则安”得以实现。在全面实施对智能化采煤、快速高效掘进和辅助系统集中控制后，持续强推巷道系统“三优两提高”工作（图5），使传统的、一直处于作业环境差、劳动强度高的岗位工得以解脱和替换。
图5 陕煤集团巷道系统“三优两提高”工作
图6 陕煤集团灾害治理“一超三治三提升”理念
（2）实现了安全监控、风险预控，使隐患排查预防更加实时、精准、及时。建成并运行了覆盖所有矿井的安全生产信息共享平台，实现了生产运行实时监控、异常运行状态判断、重大危险源实时监控和预测预警等智能化功能；构建了“千眼”智能视频监控平台，为所属煤矿井下关键岗位、“四员两长”配备智能矿灯和手持移动终端1万余台，实现了作业全过程的实时视频监控可追溯。
（3）大幅提高了煤矿灾害超前探查、超前预警和超前治理的智能化水平。按照灾害治理“一超三治三提升”理念（图6），不断加强对水、火、瓦斯和冲击地压等灾害治理技术的攻关力度，应用大直径钻孔、地面智能定向钻孔分段压裂、超高压水力割缝和液态CO2驱替置换瓦斯等新技术实施区域预抽、卸压，实现了提前3~5年对整个采区的区域灾害治理。陕煤集团“十三五”期间百万吨死亡率平均为0.035，煤矿安全保障能力得到了增强。
智能化建设推动了煤矿高产高效
陕煤集团围绕煤矿智能化建设，不断加大科技创新力度，有效提升了人员的工作效率和产能释放的高效率转换。与2018年相比，陕煤集团所属煤矿的大采高智能化工作面，年生产能力由450万t提升至600万t，平均工作面单产实现45万t/a，提高了45%，智能综采工作面全员劳动效率由人均提升至4 800 t，提高了31%，陕北、黄陵矿区全员年均工效超过1万t，年均工效最高的榆北煤业超过2万t；煤炭产量也由2004年的2 802万t/a增加到2021年的2亿t/a；矿井掘进工作面综合每月进尺实现328 m/个，与2018年相比提高了30%，陕北矿区智能快掘单进最高实现2 800 m/月。
智能化建设促进了煤矿绿色发展
（1）通过实施煤矿智能化建设，改善了职工作业环境，矿井用能更加科学，矿区绿色节能得以实现。在井下研发推广应用巡检机器人、选矸机器人、管路拆卸安装和气体移动监测机器人等智能装备，固定岗位实现了机器人智能应用和替代，将职工从繁重危险的工作中解放出来。
（2）通过加大对减排技术和先进环保设备的应用，使得“三废”排放量大幅降低。全面开展了智能煤矸分离系统建设，在澄合、黄陵、陕北矿区成功进行了3种不同类型的矸石充填实践，降低了固废污染，实现了矸石不升井、零排放；大力实施瓦斯精准抽采技术，瓦斯综合利用更加高效。
（3）生态环境监测和修复治理更加科学高效。利用大数据、北斗系统、卫星遥感等技术，创建了国土空间生态修复大数据平台，实时监测地表形变、地面采空区沉陷等数据变化，加快矿山地质环境保护和生态修复工作，为陕西省乃至煤炭行业生态环境监测与修复治理工作提供了有效借鉴。
结 语
在全国煤矿智能化蓬勃发展的浪潮中，陕煤集团顺势而为，以“智能矿井，智慧矿区，一流企业”为目标，强力推进煤矿智能化建设，实现了传统煤炭产业的高质量发展。经过多年的探索建设和创新实践，陕煤集团7对智能化示范矿井全部通过省级验收。2022年底所有具备条件的采煤工作面均将实现智能化开采，总体产能可达到95%以上；50%以上的掘进工作面实现智能化高效快掘；所有矿井达到绿色矿山建设标准。未来，陕煤集团将始终坚持“安全、高效、绿色”的发展理念，以煤矿智能化建设助推企业高质量发展，为煤炭行业智能化发展做出更大贡献！
