2020-11-18-煤炭科技创新和煤矿智能化发展的认识与思考.pptx

我国煤炭科技创新和煤矿 智能化发展的认识与思考,中国煤炭工业协会科技发展部副主任 张建明（教授级高工、博士）,2020年11月,目 录,一、我国煤炭科技发展历程与现状 二、煤炭科技发展新形势新要求 三、“十四五”煤炭科技发展思考 四、煤矿智能化政策解读与认识,一、我国煤炭科技发展历程与现状 （一）八次全国煤炭科技大会 （二）现代煤炭产业体系形成 （三）关键领域技术进展 （四）科技奖励与人才培养 （五）科技创新实践五点体会,（一）八次全国煤炭科技大会,1979年7月，煤炭工业部在北京召开第一次全国煤炭科技工作会议，开启了煤炭科技引领煤炭工业发展的新征程。 1983年7月，煤炭工业部在山东烟台召开第二次全国煤炭科学技术大会，确定了煤炭工业发展的战略方针煤炭生产建设必须依靠科学技术进步，科学技术工作必须面向生产建设。 1985年5月，煤炭工业部在北京召开第三次全国煤炭科学技术大会，指出煤炭工作重点是抓科技和教育。 1995年6月，煤炭工业部在北京召开第四次全国煤炭科技教育大会，提出“科教兴煤”战略，开创了煤炭科技、教育发展的新局面。,1.全国煤炭科技工作会议,（一）八次全国煤炭科技大会,1983年7月，煤炭工业部在山东烟台召开第二次全国煤炭科学技术大会。 叶青部长主持开幕式，高扬文部长作了依靠科学技术进步 开创煤炭工业新局面 实现煤炭产量翻一番的主题报告。 此次会议确定了煤炭工业发展的战略方针煤炭生产建设必须依靠科学技术进步，科学技术工作必须面向生产建设。,2.第二次全国煤炭科学技术大会,（一）八次全国煤炭科技大会,1985年5月，煤炭工业部在北京召开第三次全国煤炭科学技术大会。 于洪恩部长作了坚定而有步骤地搞好科技体制改革 推动煤炭科学技术进步的主题报告，指出煤炭工作重点是抓科技和教育，科技和教育是煤炭工业起飞的两翼。 会议重点研究了煤炭体制改革问题，同时举办技术市场，表彰了第二次全国煤炭科技大会以来的先进典型。,3.第三次全国煤炭科学技术大会,（一）八次全国煤炭科技大会,1995年6月，煤炭工业部在北京召开第四次全国煤炭科技教育大会。 王森浩部长作了坚定不移地实施科教兴煤战略 依靠科技进步 振兴煤炭工业的主题报告，提出全行业实施“科教兴煤”战略。 会议要求采取有力措施推进煤炭科技经济一体化，坚持教育为本培养德才兼备科技人才，健全以总工程师为首的技术管理体系。 会议开创了煤炭科技、教育发展的新局面。,4.第四次全国煤炭科技教育大会,（一）八次全国煤炭科技大会,2001年12月，中国煤炭工业协会在北京召开第五次全国煤炭科技大会。 范维唐部长作了实施科教兴煤战略 促进煤炭工业现代化发展的主题报告，在煤炭工业迈入新世纪后，面对我国加入WTO后全球经济,5.第五次全国煤炭科学技术大会,大会还开展了煤炭行业高科技成果交流和煤炭科技市场活动日，启动了“中国煤炭工业科学技术进步奖”。,一体化的格局，再次奏响“科教兴煤”的号角。,（一）八次全国煤炭科技大会,2005年11月，中国煤炭工业协会在北京召开第六次全国煤炭科技大会。 范维唐部长作了落实科学发展观 发展先进生产力 促进煤炭工业健康发展的主题报告。,6.第六次全国煤炭科学技术大会,会议形成转变发展观念，创新发展模式，提高发展质量，实现煤炭工业可持续发展的共识，规划了“十一五”煤炭科技发展蓝图。,（一）八次全国煤炭科技大会,2012年7月，中国煤炭工业协会在北京召开第七次全国煤炭科技大会。 王显政部长作了坚持科学发展 加快自主创新 提高煤炭工业发展科学化水平的主题报告。,7.第七次全国煤炭科学技术大会,会议动员全行业坚持“科教兴煤”战略，提出坚持以科学发展为主题，以转变经济发展方式为主线，提高自主创新能力，着力提升煤炭工业发展的科学化水平。,（一）八次全国煤炭科技大会,2016年4月，中国煤炭工业协会在北京召开第八次全国煤炭科技大会。 我代表中国煤炭工业协会作了坚持科技引领 实施创新驱动 全面推进煤炭行业转型升级和持续发展的主题报告。,8.第八次全国煤炭科学技术大会,会议动员全行业深入实施创新驱动发展战略，以科技创新带动全面创新，推动煤炭供给侧结构性改革，全面推进煤炭行业转型升级和持续健康发展。,（一）八次全国煤炭科技大会,9.全国煤炭科技大会历程分析,1.煤炭供给能力持续增强,（二）现代煤炭产业体系形成,煤炭在我国能源体系中发挥着兜底和基础性保障作用。煤炭产量从1949年的3243万吨增加到2019年的38.5亿吨（2013年39.74亿吨），全国煤炭消费占比降至57.7。预计2030年，煤炭消费比重仍占50以上。,（截至2019年底数据）,内蒙古、山西、陕西、新疆、贵州、山东、安徽、河南等8个省（区）原煤产量34.3亿吨，占全国的89.1，同比提高。 晋陕蒙新四省（区）原煤产量29.6亿吨，占全国的76.9 。,2.开发布局优化,（二）现代煤炭产业体系形成,（截至2019年底数据）,生产重心加快向资源禀赋好、开采条件好的地区集中。,3.产业集中度提高,（二）现代煤炭产业体系形成,（截至2019年底数据）,年产千万吨以上企业38家，5000万吨以上企业17家，亿吨级煤炭企业7家。,截至2019年底，煤炭企业参股、控股电厂权益装机容量达到3.2亿千瓦, 占全国燃煤电力装机的29.4 。,4.煤炭由燃料向燃料和原料并重转变,（二）现代煤炭产业体系形成,煤制油、煤制烯烃、煤制气、煤制乙二醇产能分别达921万吨/年、1362万吨/年、51亿立方米/年、478万吨/年。,（二）关键领域技术进展,改革开放初期最大的井工矿韩城桑树坪矿井型300万吨/年，目前世界上单井生产能力最大的井工矿补连塔矿，井型2800万吨/年，是前者的9倍。,1.矿井建设领域形成了以综合机械化开采为核心，集中生产、合理开拓为关键，先进技术装备为保障的现代化矿井设计理念。,（二）关键领域技术进展,发展了斜井沿轴线冻结理论、深井控制冻结理论、地层注浆改性理论。 研发了“一扩成井”钻井技术，反井钻井技术，深井冻结、斜井冻结、“钻注平行作业”凿井技术，超大直径深立井建井技术。,形成了以冻结、钻井、注浆为主的建井理论与技术体系。,（二）关键领域技术进展,注浆与冻结、凿井平行作业----“三同时”快速建井新技术极大缩短了建井周期，建设工期提前1年以上。 大直径反井钻机，实现了反井钻机一次钻进成井，河南平顶山四矿瓦斯抽放井反井钻井最大钻进深度562m， 最大钻井直径达到5m。,（二）关键领域技术进展,成功研制钻井直径5.8-6.0m、钻井深度800-1000m、推力6000kN、扭矩1000kNm、总重量约140t的国内首台有导孔条件下的竖井掘进装备。,（二）关键领域技术进展,世界首套煤矿斜井盾构施工成套装备，集斜井施工开挖、衬砌、出渣、运输、通风、排水等功能于一体。 在神东矿区补连塔矿成功投用，斜井最大埋深280m，坡度5.5度连续下坡，斜长2745m，连续4个月平均月进尺546.4m，创最高月进尺639m的记录。,创新了煤巷与岩巷的开挖掘进作业。,（二）关键领域技术进展,研制了掘支运三位一体快速掘进系统，具备智能远程操控功能，适于顶板中等稳定的近水平、缓倾斜煤层。 2014年8月在神东大柳塔矿使用，截止2016年4月，掘进巷道2.8万米，平均月进尺2400m，小班最高进尺85m，圆班最高进尺158m，月最高进尺3088m，大幅减人提效。,（二）关键领域技术进展,2.开采领域形成了较为完善的采场岩层控制理论，建立了以液压支架与围岩“三耦合”原理为基础的综采理论与技术体系。,（二）关键领域技术进展,神东上湾煤矿8.8米超大采高综采装备,兖矿金鸡滩煤矿8.2米超大采高综采装备,综采技术与装备自主研发始于上世纪80年代，从3.5米一次采全高，发展到7米大采高、再到8.2米超大采高、8.8米超大采高，实现了煤机装备国产化。,（二）关键领域技术进展,采煤机最大装机功率达到2925kW，最大牵引功率200kW。 液压支架最大高度达8.8m，工作阻力26000kN。 刮板输送机装机功率达31600kW，输送能力超过6000t/h。,（二）关键领域技术进展,2001年研发出世界首套两柱掩护式放顶煤液压支架及电液控制自动化综放成套技术，在兴隆庄矿成功应用，2004年向澳大利亚实现技术输出。,完善了顶煤放出的散体介质流理论，发展出先进的放顶煤技术。,（二）关键领域技术进展,1420m特厚煤层大采高综放开采成套技术与装备，解决了特大开采空间、强烈采动影响下的高效放煤及安全开采难题，在大同、平朔、新疆等矿区成功应用，工作面年产量1000万吨以上。,（二）关键领域技术进展,建立了切顶短臂梁理论，形成切顶卸压无煤柱自成巷开采技术。,建立了包含保水开采、充填开采、煤与瓦斯共采、无煤柱开采的绿色开采技术体系。,（二）关键领域技术进展,以超高水、膏体、固体为充填物的井下充填开采技术成功应用，并向充填采煤与高效开采、井下分选、无煤柱留巷、自动化控制相结合的井下“采-选-充-留”一体化方向发展。,“采-选-充-留”一体化系统,井下充填开采现场,（二）关键领域技术进展,3.煤矿信息化技术形成了以自动化开采和远程监控为核心的数字矿山技术体系。,1989年全国煤炭第一条光通信线路在北京矿务局开通。 1990年代实现了胶带机输送、排水泵房、通风机监控等单系统自动化。,神东煤炭集团智能煤矿区域控制指挥中心,2005年，兴隆庄矿建立了采用千兆工业以太环网实现三网合一的综合自动化系统。 2014年，神东锦界煤矿建成了国内首个数字化矿井。,（二）关键领域技术进展,黄陵二号矿416智能化综采工作面，平均采高5.6米，实现了地面一键启动、井下记忆割煤、自动跟架推溜等功能，累计运行12个月，生产煤炭560万吨，最高月产50.5万吨。开启了国产成套大采高装备智能化开采示范。,创建了“有人巡视、无人操作”的智能采煤工作面，成功应用在薄煤层、中厚煤层和厚煤层开采。,（二）关键领域技术进展,国内已建成200多个智能化采掘工作面，应用在国家能源、中煤、兖矿、陕煤、同煤、阳煤、晋煤、平煤、冀中、淮南、山能等主要矿区。,,神东公司,,宁煤 乌海,,,中煤,,潞安 汾西 晋煤,,阳泉,,峰峰 邯矿,,平煤,,国投新集 淮南矿业,,,同煤,陕煤,,神华新疆,,阳泉,兖煤 淄博 新汶,（二）关键领域技术进展,4.煤矿安全技术,全国煤矿事故死亡总人数由1978年的6001人减少到2019年的316人。 煤炭百万吨死亡率由1978年的9.713下降到2019年的0.083。,（二）关键领域技术进展,创建了“煤层瓦斯流动理论”、“煤与瓦斯共采理论”，形成了“先抽后采、监测监控、以风定产”的瓦斯综合治理技术体系。,煤与瓦斯共采工程技术路线,地面瓦斯抽采,（二）关键领域技术进展,高瓦斯突出煤层强化卸压增透技术，国产井下随钻测量定向钻进技术与装备，实现了井下瓦斯高效抽采技术的重大突破。,（二）关键领域技术进展,“地震主导、多手段联合、采前采中配合”的矿井地质保障技术成熟应用，可查明1000m深度以内落差35m以上的断层和直径20m以上的陷落柱，解释落差35m的断点以及波幅10m以上的褶皱。,建立了矿井复杂地质构造与灾害源探测技术体系。,（二）关键领域技术进展,矿井灾害源超深探测地质雷达装备及技术，为解决煤矿开采过程中的涌水掩井、瓦斯突出及爆炸、顶板冒顶和侧帮垮塌等灾难性事故提供了有效支持 。,（二）关键领域技术进展,矿井重大水害隐患精细探测、煤层底板灰岩含水层高效超前区域治理、地面快速抢险封堵过水通道等技术，为矿区水害治理提供了有效手段。,建立了深部开采突水动力灾害防治技术体系。,（二）关键领域技术进展,建立了大空间采空区和西部缺水少土矿区防灭火技术体系。,三相阻化泡沫发生装置及灌注工艺,鄂尔多斯地区小窑火区,（二）关键领域技术进展,5.煤炭加工领域形成了包含煤炭加工、利用、转化与污染物控制的洁净煤技术体系。,全国原煤入洗率由1978年的16.7提高到2019年的73.2。 炼焦用煤100洗选，动力用煤的50以上进行了洗选提质。,（二）关键领域技术进展,研发成功大型重介质旋流器选煤技术、新一代空气重介干法选煤技术和大型全粒度级复合式干法分选技术。 智能化选煤厂开始建设并应用。,（二）关键领域技术进展,具有自主知识产权的大容量高效煤粉工业锅炉，燃料燃烬率达98，比普通燃煤锅炉提高28个百分点，排放烟尘30mg/m3，NOx310mg/m3，相当于天然气排放标准。,,（二）关键领域技术进展,燃煤电厂超低排放技术改造成功示范，排放指标优于天然气发电排放指标。 2014年，国家能源集团舟山电厂建成运行国内第一个超低排放机组。,舟山电厂4 号机组污染物排放状况,三河电厂超低排放科技创新示范工程,（二）关键领域技术进展,6.矿山生态领域建立了煤矿区生态修复与水资源保护技术体系。,2019年，煤矸石综合利用率达到71，比1979年提高44个百分点，矿井水利用率、井下瓦斯抽采利用率、土地复垦率分别达到75.8、42.4、52，矿区生态环境质量明显改善。,新巨龙生态园,淮南矿区沉陷区复垦,（三）科技奖励与人才培养,1.国家科学技术奖励,改革开放以来，“兖州矿区工程建设施工新技术”荣获国家科技进步特等奖； 改革开放以来，“开滦特大透水灾害治理技术”、“神东现代化矿区建设与生产技术”、“特厚煤层大采高综放技术” 等12项成果荣获国家科技进步一等奖。 2000以来，煤炭行业共获国家科学技术奖121项，其中国家科技进步一等奖3项。,（三）科技奖励与人才培养,2.中国煤炭工业科学技术奖,（三）科技奖励与人才培养,2002中国煤炭工业协会设奖以来至2019年，共评出获奖项目4055项，其中特等奖25项、一等奖420项、二等奖1502项、三等奖2108项。 中国煤炭工业协会科学技术奖已成为我国煤炭行业影响力最大、凝聚力最强的科技奖项，为推动我国煤炭产业的科技进步、培养科技人才、提升科学化发展水平、保障能源供给安全做出了重要贡献。,3.中国专利奖,（三）科技奖励与人才培养,中国专利奖设奖以来，全行业共获得中国专利奖98项，其中金奖7项，银奖2项，优秀奖89项。,40年来，煤炭行业共培养院士31名，包括中国科学院院士2名，中国工程院院士28名。 中国科学院院士宋振骐、何满潮、赵阳升 中国工程院院士范维唐、刘天泉、戚颖敏、陈清如、汤德全、韩德馨、钱鸣高、洪伯潜、鲜学福、周世宁、谢和平、张铁岗、谢克昌、彭苏萍、,（三）科技奖励与人才培养,4.科技领军人才培养,王安、刘炯天、袁亮、李晓红、张玉卓、蔡美峰、康红普、 金智新、顾大钊、武强、凌文、王双明、陈湘生、王国法,紧紧围绕国家对科技事业的重大战略部署,把握煤炭科技发展的正确方向。 将科技创新作为煤炭行业转型升级和高质量发展的核心驱动力。 “面向世界科技前沿、面向现代化煤炭经济体系、面向行业重大需求”作为煤炭科技创新的战略着力点。 开放合作是煤炭技术创新的必由之路，开放带来进步，合作走向共赢。 科技创新和机制创新“双轮驱动”,以改革驱动创新，以创新驱动发展。,（五）科技创新实践五点体会,二、煤炭科技发展新形势新要求 （一）煤炭科技发展水平判断 （二）煤炭科技发展新形势 （三）煤炭科技发展新要求,（一）煤炭科技发展水平判断,煤炭技术经历了从跟踪、模仿到部分领域并跑、领跑的转变，进入逐点突破、整体提升的发展阶段，整体水平正处于由量的积累向质的提升的跃升期。,大型矿井建设、特厚煤层综放开采、燃煤超低排放发电、高效煤粉型工业锅炉、新型煤化工技术达到国际领先水平，煤机装备实现了国产化，装备制造水平位于世界先列，引领了国际煤炭智能化开采发展方向。,（二）煤炭科技发展新形势,,1.新一轮科技革命和产业变革,18世纪60年代，第一次工业革命，人类发明蒸汽机，火车轮船改变了运输方式，人类步入机械化时代。 19世纪70年代，第二次工业革命，人类发明电灯，普及照明与电力改变了日夜节奏，人类步入电气时代。 20世纪50年代，第三次工业革命，人类发明电脑，计算与通讯的速度与能力大增，人类步入自动化时代。 第四次工业革命蓄势待发，人类将数码科技连接，机器通过大量数据自学，进入人工智能自主时代。,（二）科技发展新形势,,人类从物质经济时代进入知识经济时代，科技创新成为经济社会发展的主要驱动力，对知识的需求成为人类的主要需求。,2.新一轮科技革命的特点,科技革命加速了人类文明的演化进程，推动生产方式、生活方式甚至思维方式的变革。 历次科技革命的发生地都成为世界强国，第一次科技革命英国成为世界强国，第二次科技革命德国成为世界强国，第三次科技革命美国成为强国，中国在新一轮科技革命又如何呢,（二）科技发展新形势,,以往科技革命都是基于对物理规律决定的因果律的认识，进而获得知识、改造世界；新科技革命的大数据思维数据范式则是基于算法对数据进行分析从而深刻理解万物之间的相互关联关系而得出的结论。 “数据密集”大数据时代强调的是万物的互联关系，数据成为最宝贵的战略资源。,（二）科技发展新形势,,学科交叉融合加速，新兴学科不断涌现，前沿领域不断延伸，物质结构、宇宙演化、生命起源、意识本质等基础科学领域正在或有望取得重大突破。 信息技术、生物技术、新材料技术、新能源技术广泛渗透，带动几乎所有领域发生了以绿色、智能、泛在为特征的群体性技术革命。,3.科技创新新态势新特征,（二）科技发展新形势,,传统意义上的基础研究、应用研究、技术开发和产业化的边界日趋模糊，科技创新链条更加灵巧，成果转化更加快捷，产业更新换代不断加快。 科技创新活动不断突破地域、组织、技术的界限，演化为创新体系的竞争，创新战略竞争在综合国力竞争中的地位日益重要。,（二）煤炭科技发展新形势,,习近平总书记在2016年5月召开的全国“科技三会”上，吹响建设世界科技强国的号角，提出建设世界科技强国三步走目标 2020年时使我国进入创新型国家行列，到2030年时使我国进入创新型国家前列，到新中国成立100年时使我国成为世界科技强国。 党的十九大提出加快建设创新型国家的要求。 创新型国家是指以科技创新作为社会发展核心驱动力，以技术和知识作为国民财富创造的主要源泉，具有强大创新竞争优势的国家。,3.我国创新型国家建设目标,（二）煤炭科技发展新形势,,高速铁路、半导体照明、太阳能光伏、风电、特高压输变电、5G技术等重点产业规模和技术水平世界领先。 新一代极地破冰船“雪龙2号”正式交付，“北斗三号”系统完成建设，时速600公里高速磁悬浮试验样车下线，采用自主研发芯片的世界首台十亿亿次超算系统“神威太湖之光”居世界之冠，集成电路实现14纳米工艺产业化。 2019年全社会RD支出达2.17万亿元，占GDP比重预计为2.19，其中基础研究经费1209亿元；自2013年起超过日本，成为仅次于美国的世界第二大研发经费投入国。 研发人员总量居世界第一；国际科技论文总量和被引次数稳居世界第二；发明专利申请量和授权量居世界首位，每万人口发明专利拥有量13.3件。 科技进步贡献率预计超过59.5，创新指数位居世界第14位。,4.我国科技创新能力不断提高,（二）煤炭科技发展新形势,,1956年，美国科学家麦卡赛、明斯基、罗切斯特和申农等共同探讨机器模拟智能问题，首次提出“人工智能”概念。 近年来人工智能快速发展，得益于以深度学习为代表的算法、海量数据和超级计算等技术的突破。 基于5G的高速移动互联与人工智能的融合，将重塑未来的产业结构和社会生活。,5.新一代人工智能引领,新一代人工智能具有深度学习、数据驱动、人机协同、自主操控等特征，与工业领域的深度融合将形成新的生产方式、产业形态、商业模式和经济增长点。,（二）煤炭科技发展新形势,（二）科技发展新形势,2012年，深度学习有了重要突破。之后，计算机在人类的智慧能力方面有了重要突破，比如，语音识别能力、图像识别能力、自然语言理解能力，包括为用户画像、读医用X片的能力等均大大超过人类。 AlphaGo通过学习人类高手的千万盘棋局，将每个棋局中的每个局面当作输入进行训练，通过多层神经网络来预测人类高手会走出的下一着。,人工智能发展三个阶段弱人工智能、强人工智能、超人工智能。我们目前仍处在弱人工智能阶段。 计算机的记忆能力与运算能力远超人类，但是目前在情感、创造性等很多领域，机器还有很大差距。,（二）科技发展新形势,庞大的市场容量和巨大的技术需求，为科技发展提供了广阔空间，国际知名调研机构CB Insights发布的调研报告显示，在全球32家人工智能独角兽公司中，我国占10家。 智慧安防的现实需求，我国在人脸识别技术上引领发展，诞生了商汤、云从、依图等领军企业。,（三）煤炭科技发展新要求,,人工智能是引领新一轮科技革命和产业变革的战略性技术，具有溢出带动性很强的“头雁”效应。 人工智能的融合应用已经成为传统工业转型升级、新旧动能转换的重大驱动力，应在新一代人工智能的引领下突破煤炭领域“卡脖子”核心关键技术。,1.坚持智能化发展方向,（三）煤炭科技发展新要求,,推动煤炭由传统能源向清洁能源，主导能源向基础能源的转变。 围绕煤炭绿色开发、高效发电、清洁转化、煤炭污染控制、碳捕集利用与封存等领域部署系列研发任务，构建我国煤炭清洁高效可持续开发利用技术和管理体系，确保到2030年技术水平处于国际领先地位。,2.面向2030实现煤炭清洁高效利用,（三）煤炭科技发展新要求,,基础研究薄弱是制约我国煤炭核心技术突破的关键因素，也是提高煤炭科技原始创新能力、积累新知识的重要基础。 我国著名采矿科学家钱鸣高院士指出“要注重索取与回归的自然规律，在获取自然资源的同时寻求生态系统的稳定平衡，加强煤炭开采理论研究，实现科学开采”。 应在煤炭资源开发、煤矿重大灾害防治、煤炭清洁利用和高效转化等领域开展基础理论研究，为我国煤炭资源大规模绿色开发和清洁高效利用提供基础支撑。,3.更加重视煤炭基础理论研究,（三）煤炭科技发展新要求,,知识产权体现了对原创精神的尊重和对创新工作的体制性保护。 国际货币基金组织的数据，2015年中国知识产权授权收入逾10亿美元，但购买授权的支出却超过了220亿美元。 与其他高技术行业相比，煤炭行业知识产权的保护理念较差，知识转移、技术扩散和成果转化机制尚不健全。 全行业应大力培育高价值专利，促进先进技术成果转移转化。,4.加强知识产权的创造、保护和应用,（三）煤炭科技发展新要求,,标准是现代工业发展的技术基础。标准已从传统意义上的产品互换和质量评判依据上升为产业整体发展战略的重要组成部分。 构建由国家标准、行业标准和团体标准相结合的煤炭标准体系，并充分发挥团体标准市场响应速度快、制定灵活的特点，推进关键技术研发与标准研制同步。,5.建立高质量发展的标准体系,（三）煤炭科技发展新要求,,人才是第一资源。近几年，煤炭企业人才流失严重，同时较难吸引高端人才，人才缺乏问题日益凸显。 煤炭行业应把人才作为科技创新的第一要素，妥善解决科技评价、用人机制和收入分配等问题。 全行业应大力培养科技领军人才、青年科技人才和高水平创新团队。,6.大力培养科技人才队伍,,人才技术密集型,三、“十四五”煤炭科技发展思考 （一）指导思想 （二）基本原则 （三）31110主要任务,（一）指导思想,以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，深入贯彻创新驱动发展战略和能源安全新战略，以支撑引领现代化煤炭经济体系建设为目标，加强新一代信息技术与煤炭开发利用深度融合，大力提升自主创新能力，组织开展“31110”科技创新重点任务，加强煤炭基础理论研究，突破新一代煤炭安全绿色智能化开发和清洁高效低碳化利用关键核心技术，强化重大技术创新示范引领，推广先进适用技术，培养科技创新人才队伍，构建开放型合作创新生态，支撑煤炭工业高质量发展。,自主创新、安全可控。坚持自主创新支撑引领行业发展，加大煤炭基础理论研究力度，聚焦完善现代化煤炭开发利用技术体系，在重点领域开展核心技术攻关，突破带动作用强的关键技术，实现关键核心技术与装备的安全可控。,（二）基本原则,企业主体、开放合作。坚持企业为技术创新主体，联合科研院所和高等院校，完善产学研深度融合和协同创新机制，构建开放合作的创新生态体系，集聚各类创新要素和社会资源，形成合力推动科技创新。,立足当前、着眼长远。加快新一代信息技术与煤炭开发利用深度融合，开展重大技术创新示范，持续提升煤炭产业基础能力，积极研发高碳能源减碳化、绿色化新技术，探索碳资源循环利用、碳高效低能耗捕集和永久性碳封存技术，顺应全球低碳发展趋势。,（二）基本原则,健全机制、人才保障。创新行业科技创新管理与服务模式，积极培育新技术、新工艺、新装备、新材料，引导企业加快科技成果规模化推广应用，持续完善人才培育机制，优化科技人才结构和布局，大力建设科技人才队伍，提升人才效能和能力素质。,（1）煤炭绿色智能开采重点研究煤系矿产资源精细勘查与生态地质理论，煤炭智能化开采基础理论，黄河流域等重点区域煤炭开发生态保护理论与方法等；探索深部原位流态化开采理论方法。 （2）煤矿重大灾害防控重点研究深部矿井多灾种一体化智能防控理论，煤岩瓦斯复合动力灾害发生机制，冲击地压、水害、采空区遗煤自燃引爆机理，露天开采与生态环境响应耦合以及滑坡灾害精准化预警理论，矿井粉尘产生机理，职业危害接触限值与致病机制等。,（三）31110主要任务,1、基础理论研究,（3）煤炭清洁高效转化重点研究原煤多尺度精细化深度分离与高效提质理论，煤系稀贵矿产元素、有毒有害物质资源高效分选加工理论，煤炭智能分选加工理论，煤基原料协同制备功能化材料基础理论，煤制大宗清洁燃料与化学品新工艺及催化基础理论，煤炭气化、液化在原料、工艺过程匹配和产品灵活性调控理论，煤炭利用多点源、多污染物协同控制理论与方法等；探索煤制氢理论与方法。,（三）31110主要任务,（1）煤炭资源勘查与地质保障 （2）大型现代化矿井建设 （3）煤炭与共伴生资源协调开采 （4）煤矿灾害防治 （5）煤矿智能化与机器人 （6）煤炭清洁高效加工 （7）煤炭高效转化利用 （8）煤矿职业危害防治 （9）煤矿应急救援 （10）资源综合利用与生态保护,（三）31110主要任务,2、 10个重点领域核心技术攻关,（1）煤矿井巷全断面快速掘进示范 （2）复杂地质条件煤层智能综采示范 （3）井工煤矿智能化建设示范 （4）露天煤矿智能高效开采示范 （5）智能精细高效洗选示范 （6）煤炭分质利用技术示范 （7）煤炭液化及高端化工品制备示范（8）废弃矿井地下空间资源综合利 用示范 （9）矿区大宗固废资源利用示范 （10）大型矿区生态修复示范,（三）31110主要任务,3、10项重大技术创新示范,（三）31110主要任务,4、百项先进适用技术推广,煤矿地质保障方面，重点推广高精度高密度全数字三维地震勘探、复杂地质构造槽波地震探测、地理信息系统与遥感遥测资源勘测、掘进巷道超前定向长钻孔探查等先进适用技术。 现代化矿井建设方面，重点推广“一扩成井”软岩地层钻井法凿井、导井竖井掘进机凿井、定向控斜大直径反井钻井凿井、多圈孔深厚冲积层控制冻结等先进适用技术。,（三）31110主要任务,煤炭绿色高效开采方面，重点推广掘支运一体化全断面岩巷掘进、无煤柱自成巷110/N00工法、直角拐弯大功率重型刮板输送机、矿用新能源防爆无轨胶轮辅助运输等先进适用技术。 煤层气开发利用方面，重点推广煤层气抽采地面远距离自动控制钻进、煤矿井下大功率定向钻进、煤矿井下水力压裂增透、低浓度瓦斯发电等先进适用技术。 煤矿安全方面，重点推广煤矿水害区域治理地面超前注浆加固、矿井通风智能决策与远程控制、煤层可变径造穴卸压增透一体化、露天煤矿边坡合成孔径雷达监测预警等先进适用技术。,（三）31110主要任务,煤炭加工与清洁利用方面，重点推广干法矿物高效分离、高硫煤矸石高密度重介分选硫精砂、煤泥循环流化床洁净燃烧利用、工业和民用兰炭清洁替代等先进适用技术。 资源综合利用与生态保护方面，重点推广采煤沉陷区土地复垦与农业生态再塑、西部干旱半干旱煤矿区土地微生物修复、煤矿矿井水深度处理、矿井乏风源和矿井水源余热综合利用等先进适用技术。 煤矿智能化与机器人方面，重点推广智能无人综采工作面、井下智能巡检机器人、智能煤矸分选机器人、基于UWB的井下精确定位等先进适用技术。,四、煤矿智能化政策解读与认识 （一）关于加快煤矿智能化发展的指导意见理解 （二）现阶段煤矿智能化发展途径与建设方法,国家能源局2019研究课题促进煤矿智能化发展研究,2019年1月启动，中国煤炭工业协会和煤炭科学研究总院共同承担，针对煤矿智能化发展需求、智能化技术规范标准、智能化技术装备、智能化建设效率效益等关键问题进行了研究，提出关于加快煤矿智能化发展的指导意见（草稿）。,（一）关于加快煤矿智能化发展的指导意见理解,国家八部门出台关于加快煤矿智能化发展的指导意见,共3章、18条 总体要求（指导思想、基本原则、主要目标） 主要任务（10项） 保障措施（5条）,指导意见明确了我国煤炭工业智能化发展的方向，吹响了我国煤矿智能化建设的号角,（一）关于加快煤矿智能化发展的指导意见理解,前言煤矿智能化定义,煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑，将人工智能、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，对于提升煤矿安全生产水平、保障煤炭稳定供应具有重要意义。,（一）关于加快煤矿智能化发展的指导意见理解,核心技术支撑理解1煤矿智能化代表着煤炭先进生产力的发展方向,新一轮科技革命和产业变革加速演进，以绿色、智能、泛在为特征的群体性技术革命正在引发产业分工细化调整。 5G、人工智能、大数据、工业互联网等新一代信息技术加速赋能传统工业，推动解决煤矿生产中许多长期想解决而难以解决的问题。,（一）关于加快煤矿智能化发展的指导意见理解,核心技术支撑理解1煤矿智能化代表着煤炭先进生产力的发展方向,（一）关于加快煤矿智能化发展的指导意见理解,核心技术支撑理解2煤矿智能化是煤炭革命乃至能源革命的本质要求,党的十八大以来，习近平总书记从保障国家能源安全的全局高度，提出“四个革命、一个合作”能源安全新战略。 煤炭在我国能源体系中发挥着兜底和基础性保障作用。煤炭产量从1949年的3243万吨增加到2019年的38.5亿吨（2013年39.74亿吨），全国煤炭消费占比降至57.7。预计2030年，煤炭消费比重仍占50以上。,（一）关于加快煤矿智能化发展的指导意见理解,核心技术支撑理解2煤矿智能化是煤炭革命乃至能源革命的本质要求,煤炭安全绿色智能化开采和清洁高效低碳化利用是建设现代化煤炭经济体系、实现煤炭工业高质量发展的主攻方向。 煤矿智能化正是新一代信息技术与煤炭开发利用的深度融合，是煤炭工业转型升级的内在要求和有效途径。,（一）关于加快煤矿智能化发展的指导意见理解,核心技术支撑理解3煤矿智能化是破解行业发展难题的重要手段,先进产能不足 生态环境约束 灾害威胁加重,生产产能过剩 规模资源开发 安全生产保障,,矛 盾,截至2019年底，煤炭行业累计退出产能9亿吨以上，安置职工100万人左右。 目前全国煤矿总产能在48亿吨左右，实际需求40亿吨以内，考虑每年3.0亿吨左右的进口煤，产能总体宽松态势没有变。 智能化是未来现代化煤矿的典型特征，智能化产能应属于先进产能。,（一）关于加快煤矿智能化发展的指导意见理解,核心技术支撑理解3煤矿智能化是破解行业发展难题的重要手段,我国14个大型煤炭基地9个分布在黄河流域，包括陕北、晋北、晋中、晋东、黄陇、神东、宁东、鲁西、河南。 我国煤炭企业正处于由劳动密集型向人才技术密集型转变的阶段，生产一线用工人数较多，安全生产保障难度大。 煤矿智能化不仅改变传统的煤炭生产组织与用工形式，同时也打破了安全、环境等对煤炭开发利用的制约。,（一）关于加快煤矿智能化发展的指导意见理解,前言煤矿智能化发展存在的问题,存在基础理论研发滞后、技术标准与规范不健全、平台支撑作用不够、技术装备保障不足、高端人才匮乏等问题。,（一）关于加快煤矿智能化发展的指导意见理解,难点煤矿智能化关键核心技术严重不足,煤矿智能化不是某几项先进技术的简单组合应用，而是新一代信息技术和煤炭开发利用的有机融合，是智能技术装备、应用软件、网络技术、标准、管理技术等多种要素的集成，更是一种网络化、平台化的开放合作生态。 智能化基础研究薄弱，行业研发投入相对较低，关键核心技术储备不足，试验验证、计量标准、检验检测、信息服务等技术服务体系不完善。,（一）关于加快煤矿智能化发展的指导意见理解,难点煤矿智能化关键核心技术严重不足,掘进与辅助运输是目前煤矿生产系统中用工多、事故伤亡人数多的两个领域，现已成为煤矿智能化建设的最大短板。,掘进工作面目前普遍没有实现设备集中控制、远程操作；目前部分煤矿开始快速掘进系统实验。 辅助运输尚未全部实现连续运输，部分煤矿还在使用小绞车等，架空乘人装置等，未达到远程监控和无人值守。,（一）关于加快煤矿智能化发展的指导意见理解,痛点煤矿智能化综合性人才高度匮乏,煤矿一线更加迫切需要具备煤炭开采、信息技术、软件管理、人工智能等相关知识的复合型技术人才，迫切需要一支技术过硬、富有创新精神的技能型队伍。,煤矿智能化发展必将颠覆煤炭行业传统的就业格局，在提高生产效率的同时，所提供的工作岗位远比目前要少。,（一）关于加快煤矿智能化发展的指导意见理解,痛点煤矿智能化综合性人才高度匮乏,面临问题 涉及人工智能、信息通信、机器人、软件控制等多个学科，技术更新速度快，学科交叉跨度大，相关高校在师资力量、配套教材、实验室建设等方面明显不足。 而且行业企业尚不能满足高校在校生的实习和实践需要，影响着智能化人才培养的水平和进度。,人才培养 目前行业高校的本科、研究生培养层次均设置了煤矿智能化相关专业，包括机器人工程、智能制造工程、物联网工程等，涵盖了煤矿智能化建设的所需专业。 部分高校还按照新工科建设要求，将采矿工程等传统优势专业升级为智能采矿专业。,中国煤炭工业协会开展了煤矿智能化人才专项调研,（一）关于加快煤矿智能化发展的指导意见理解,堵点煤矿智能化相关标准非常缺乏,煤炭领域标准主要包括GB、NB、MT、AQ四类。截至2019年底，中国煤炭工业协会管理的现行国家标准303项，协助主管部门归口管理的现行行业标准1490项。,近年来，发布煤矿智能化领域国家标准3项、行业标准4项，在研相关标准计划18项。 智能化相关团体标准和企业标准也严重缺乏。,（一）关于加快煤矿智能化发展的指导意见理解,指导思想,以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，深入贯彻落实“四个革命、一个合作”能源安全新战略，坚持新发展理念，坚持以供给侧结构性改革为主线，坚持以科技创新为根本动力，推动智能化技术与煤炭产业融合发展，提升煤矿智能化水平，促进我国煤炭工业高质量发展。,（一）关于加快煤矿智能化发展的指导意见理解,基本原则,坚持企业主体，政府引导。 发挥政府在顶层设计、标准规范制定、科技平台建设、打造新产业、人才培养、政策支持等方面的引导和支持作用；发挥市场在资源配置中的决定性作用，以企业为主体开展技术创新、服务延伸、老矿井智能化改造、新矿井智能化设计、国际合作等任务。 坚持立足当前，谋划长远。 立足于我国煤矿的区域分布和基础条件差异特点，在当前煤矿智能化技术、装备、人才、管理等水平的基础上，充分考虑未来一段时期的发展，规划了三个阶段的发展目标。,（一）关于加快煤矿智能化发展的指导意见理解,坚持自主创新，开放合作。 充分考虑关键核心技术自主可控与开放合作的关系。加强煤矿智能化基础理论研究，大力推进基础零部件、基础工艺、基础材料等共性关键技术的研发，着力突破煤矿智能化核心技术与装备，构建开放合作的创新生态。 坚持典型示范，分类推进。 充分考虑典型示范的带动作用。加强统筹规划，积极推进生产矿井的智能化改造和新建矿井的智能化设计，鼓励灾害威