近日，光明日?qǐng)?bào)以《“太陽(yáng)石”的“智”變》為題，對(duì)中國(guó)煤炭科工集團(tuán)有限公司智能化開采與分子級(jí)轉(zhuǎn)化工藝的創(chuàng)新進(jìn)行了報(bào)道。以下是媒體報(bào)道內(nèi)容。

煤炭，因儲(chǔ)存著億萬(wàn)年前的太陽(yáng)能而被譽(yù)為“太陽(yáng)石”，正站在歷史與未來(lái)的交匯點(diǎn)。從工業(yè)革命的動(dòng)力之源，到現(xiàn)代能源體系的關(guān)鍵樞紐，其角色定位正在發(fā)生深刻變革。在第四次工業(yè)革命浪潮推動(dòng)下，中國(guó)煤炭科工集團(tuán)有限公司智能化開采與分子級(jí)轉(zhuǎn)化工藝的創(chuàng)新，不僅重新定義著煤炭的能源屬性，更開啟其作為清潔能源與高端材料戰(zhàn)略寶庫(kù)的全新篇章。煤炭產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型軌跡清晰顯示，其發(fā)展邏輯已從規(guī)模擴(kuò)張轉(zhuǎn)向質(zhì)量提升。未來(lái)產(chǎn)業(yè)將在保障能源安全的基礎(chǔ)上，沿著智能化、高端化、綠色化的路徑持續(xù)深化，這一變革不僅重塑著煤炭的價(jià)值形態(tài)，更為傳統(tǒng)能源轉(zhuǎn)型提供重要參照。

煤炭角色進(jìn)化：

從單一能源到系統(tǒng)樞紐

縱觀工業(yè)文明發(fā)展史，煤炭始終扮演著能源基石的關(guān)鍵角色。從瓦特改良蒸汽機(jī)開啟第一次工業(yè)革命，將煤炭的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)紡織機(jī)械、鐵路和輪船的機(jī)械能，賦予工業(yè)文明“移動(dòng)”和“集中” 的能力；到第二次工業(yè)革命中，煤炭通過電力和鋼鐵間接支撐現(xiàn)代工業(yè)體系，更深層次融入工業(yè)發(fā)展血脈；再到第三次工業(yè)革命時(shí)期，煤炭作為基荷電力為信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供堅(jiān)實(shí)保障。如今，在第四次工業(yè)革命浪潮中，煤炭正在經(jīng)歷一場(chǎng)脫胎換骨的“智”變，通過智能化開采與分子級(jí)的高端轉(zhuǎn)化，其價(jià)值被重新定義，從傳統(tǒng)燃料邁向清潔能源與高端材料的戰(zhàn)略寶庫(kù)。這一歷史進(jìn)程表明，煤炭正在突破傳統(tǒng)角色定位，從保障電力安全的基礎(chǔ)能源，升級(jí)為通過技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)價(jià)值躍遷的戰(zhàn)略性資源，并最終通過多能協(xié)同模式，成為驅(qū)動(dòng)整個(gè)能源體系優(yōu)化升級(jí)的系統(tǒng)樞紐。

作為能源安全的“穩(wěn)定器”，煤炭展現(xiàn)出不可替代的系統(tǒng)價(jià)值。2024年火力發(fā)電量占全國(guó)總發(fā)電量的67.36%，其提供的穩(wěn)定基荷電力有效彌補(bǔ)了可再生能源的間歇性缺陷。這種“煤電-新能源”協(xié)同模式，正是現(xiàn)代能源系統(tǒng)理論中“多元互補(bǔ)”理念的具體實(shí)踐。數(shù)據(jù)顯示，盡管太陽(yáng)能、風(fēng)能等新能源裝機(jī)容量持續(xù)增長(zhǎng)，但其實(shí)際發(fā)電量?jī)H為火電的28.6%，特別是在極端天氣條件下，煤電的調(diào)峰調(diào)頻能力成為維持電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要保障。

在產(chǎn)業(yè)耦合層面，煤炭的原料屬性得到系統(tǒng)性拓展與深化，展現(xiàn)出“百變金身”的潛力。借助選煤、動(dòng)力配煤、水煤漿和型煤等加工提質(zhì)技術(shù)，煤炭質(zhì)量得以穩(wěn)定提升，品種日趨多元化。更重要的是，現(xiàn)代煤化工技術(shù)的突破性發(fā)展，形成了涵蓋煤直接液化、煤間接液化、煤制甲醇、甲醇制烯烴等關(guān)鍵技術(shù)在內(nèi)的完備體系。2024 年，煤制油、煤制氣、煤制烯烴、煤制乙二醇的產(chǎn)能已分別達(dá)到931萬(wàn)噸/年、74.55億立方米/年、1972萬(wàn)噸/年、1143萬(wàn)噸/年。這不僅是對(duì)石油資源及其產(chǎn)品供應(yīng)不足的重要補(bǔ)充，更是對(duì)“原料+燃料”并重戰(zhàn)略的有力踐行。煤炭正經(jīng)歷從“按噸賣”的燃料向“按克賣”的高端材料的歷史性轉(zhuǎn)變，硅烷、碳化硅、石墨烯、煤基特種燃料等前沿材料已取得重要進(jìn)展，并應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療器械等尖端領(lǐng)域，真正實(shí)現(xiàn)了“點(diǎn)煤成金”的價(jià)值躍遷。

在系統(tǒng)架構(gòu)與可持續(xù)發(fā)展上，煤炭產(chǎn)業(yè)正在形成“基地化—集群化—一體化”的新型發(fā)展模式。我國(guó)已建成全球最大的煤炭清潔高效利用體系作為堅(jiān)實(shí)支撐，2024年全國(guó)原煤入洗率達(dá)到68%（預(yù)計(jì)2025年將達(dá)80%），煤矸石、礦井水、土地復(fù)墾的綜合利用率分別達(dá)到74.1%、74.2%和57%。以此為基礎(chǔ)，以“煤—電—化—新”多能耦合為代表的新型產(chǎn)業(yè)生態(tài)，不僅通過產(chǎn)業(yè)鏈縱向整合和能源梯級(jí)利用實(shí)現(xiàn)了資源效率最大化，還為構(gòu)建新型能源體系提供了核心支撐。預(yù)計(jì)“十五五”期間，這種協(xié)同發(fā)展模式將全面推動(dòng)煤炭產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)從“單打獨(dú)斗”到“系統(tǒng)作戰(zhàn)”的質(zhì)的飛躍。

產(chǎn)業(yè)技術(shù)躍遷：

從傳統(tǒng)挖掘到智能開采

技術(shù)的系統(tǒng)性突破不僅改變了開采工藝，更在深層次上重構(gòu)著煤炭產(chǎn)業(yè)的技術(shù)基因?；谥悄茴A(yù)測(cè)和自動(dòng)調(diào)節(jié)的煤炭供給體系，正支撐著煤炭在能源體系中承擔(dān)新的角色定位，實(shí)現(xiàn)資源的安全、高效、穩(wěn)定供給。2020年《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》的出臺(tái)，開啟了這場(chǎng)以數(shù)智化為核心的技術(shù)變革，煤炭智能開采也成為適應(yīng)現(xiàn)代煤礦工業(yè)發(fā)展的重要方向。

這一轉(zhuǎn)型在技術(shù)架構(gòu)上體現(xiàn)為完整的智能化體系構(gòu)建。由中國(guó)煤炭科工集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱“中國(guó)煤科”）參與建設(shè)的煤礦無(wú)人化開采數(shù)智技術(shù)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建立起統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)，形成覆蓋全生產(chǎn)環(huán)節(jié)的數(shù)字模型，其開發(fā)的世界首個(gè)煤礦大模型在采、掘、機(jī)、運(yùn)、通等49個(gè)主業(yè)務(wù)場(chǎng)景已部署應(yīng)用，基于“一站式管控平臺(tái)”的礦井“星鏈”網(wǎng)絡(luò)支撐著多業(yè)務(wù)終端接入。

在地質(zhì)探測(cè)領(lǐng)域，技術(shù)創(chuàng)新為智能開采掃清了障礙?！皵?shù)智全重”研發(fā)的煤礦遠(yuǎn)距離綜合物探系統(tǒng)，通過定向長(zhǎng)鉆孔電磁法探測(cè)、無(wú)纜一體化物探裝備等技術(shù)，結(jié)合AI算法智能成像，構(gòu)建起高精度三維地質(zhì)模型。這套系統(tǒng)能夠識(shí)別鉆孔周邊含水異常體和地質(zhì)構(gòu)造，為后續(xù)開采作業(yè)提供精準(zhǔn)指引。

掘進(jìn)技術(shù)的突破則直接提升了開采效率。面對(duì)全國(guó)煤礦每年1.3萬(wàn)千米巷道掘進(jìn)需求，由中國(guó)煤科研發(fā)的全斷面掘錨一體快速掘進(jìn)系統(tǒng)、6臂懸臂式掘錨護(hù)一體機(jī)等新型裝備投入應(yīng)用。與此同時(shí)，露天煤礦的數(shù)智化進(jìn)程同步推進(jìn)，電動(dòng)礦卡、智能感知系統(tǒng)與激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)等技術(shù)深度融合。在伊敏露天煤礦，百臺(tái)純電動(dòng)無(wú)人駕駛礦用卡車進(jìn)行混合編組作業(yè)；新疆天池能源南露天礦的無(wú)人駕駛礦用卡車與人工駕駛車輛保持常態(tài)化混行作業(yè)。

這些技術(shù)進(jìn)步通過“煤科云”智能管控平臺(tái)，構(gòu)建起覆蓋煤炭開采全過程的數(shù)字管控體系。該平臺(tái)依托自主感知控制與高速信息傳輸模塊，整合井下各類設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，完成生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與智能分析。部署于井下的多維傳感器網(wǎng)絡(luò)，持續(xù)監(jiān)測(cè)瓦斯?jié)舛取⒌貙討?yīng)力等安全參數(shù)，為災(zāi)害預(yù)警提供數(shù)據(jù)支撐。同時(shí)，“透明地質(zhì)保障系統(tǒng)”運(yùn)用遠(yuǎn)距離探測(cè)技術(shù)，精確識(shí)別斷層、含水層等地質(zhì)構(gòu)造，實(shí)現(xiàn)對(duì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的超前研判與預(yù)警。

智能化建設(shè)的效果在多個(gè)維度顯現(xiàn)。安全管控水平提升，管理效能提高，固定和危險(xiǎn)崗位人員減少，職工工作條件改善。復(fù)雜條件煤礦通過智能化賦能，解決了諸多安全生產(chǎn)難題。這些成效為構(gòu)建統(tǒng)一大市場(chǎng)奠定了基礎(chǔ)——通過整合煤礦安監(jiān)、鐵路、港口、大型企業(yè)等數(shù)據(jù)資源，建設(shè)覆蓋全鏈條的國(guó)家煤炭大數(shù)據(jù)中心，推進(jìn)建立數(shù)字化為基礎(chǔ)、智能化賦能的煤炭開發(fā)供應(yīng)鏈。

截至2025年3月，全國(guó)建成66處國(guó)家級(jí)智能化示范煤礦、200余處省級(jí)示范煤礦，擁有1806個(gè)智能化采掘工作面，智能開采產(chǎn)能占比超過50%，1.6萬(wàn)余個(gè)固定崗位實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。

開采方式轉(zhuǎn)型：

從井下勞作到地面操控

煤礦開采方式正在經(jīng)歷根本性轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)模式下，礦工需要深入井下數(shù)百米進(jìn)行高強(qiáng)度作業(yè)；而現(xiàn)在，工人可以在地面智慧中心通過遠(yuǎn)程監(jiān)控完成采煤全過程。采煤機(jī)按照預(yù)設(shè)程序自動(dòng)切割煤層，液壓支架組成的支護(hù)系統(tǒng)同步移動(dòng)，整個(gè)流程實(shí)現(xiàn)“地面規(guī)劃割煤、裝備自動(dòng)執(zhí)行、面內(nèi)無(wú)人作業(yè)”的常態(tài)化運(yùn)行。

這一轉(zhuǎn)變?cè)诓煌刭|(zhì)條件下展現(xiàn)出廣泛適應(yīng)性。神東榆家梁煤礦與黃陵一號(hào)煤礦在較薄煤層條件下實(shí)現(xiàn)常態(tài)化無(wú)人開采；陜煤集團(tuán)小保當(dāng)煤礦在2~3米煤層中建成450米超長(zhǎng)工作面，年產(chǎn)能達(dá)千萬(wàn)噸級(jí)；金雞灘與曹家灘煤礦則在8~10米超大采高工作面上突破年產(chǎn)2000萬(wàn)噸產(chǎn)能，標(biāo)志著開采技術(shù)在多場(chǎng)景應(yīng)用中的成熟。

開采方式的革新同時(shí)帶動(dòng)了礦區(qū)生態(tài)治理模式的升級(jí)。這一領(lǐng)域中國(guó)煤科積累深厚，在內(nèi)蒙古鄂爾多斯、陜北榆林等生態(tài)脆弱區(qū)，30余年的科學(xué)開發(fā)實(shí)踐形成了開采與修復(fù)同步推進(jìn)的工作模式。毛烏素沙漠從荒漠向綠洲的轉(zhuǎn)變，展現(xiàn)現(xiàn)代開采技術(shù)對(duì)生態(tài)環(huán)境的包容性。

在開采后的能源轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)，清潔利用技術(shù)的突破進(jìn)一步提升了開采價(jià)值。全國(guó)10億千瓦煤電機(jī)組通過超低排放改造，使污染物排放優(yōu)于天然氣發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)；超臨界二氧化碳循環(huán)發(fā)電技術(shù)將能源轉(zhuǎn)換效率提升3~5個(gè)百分點(diǎn)；煤化工領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)高濃度廢水近零排放，構(gòu)建了從開采到利用的全鏈條清潔化路徑。

這些技術(shù)進(jìn)步通過數(shù)據(jù)整合形成系統(tǒng)合力。國(guó)家煤炭大數(shù)據(jù)中心匯集安全生產(chǎn)、運(yùn)輸調(diào)度、市場(chǎng)消費(fèi)等全鏈條信息，構(gòu)建起覆蓋產(chǎn)能、庫(kù)存、價(jià)格的智能調(diào)控體系。基于大數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)預(yù)警機(jī)制，為開采計(jì)劃制定、運(yùn)輸路線優(yōu)化、倉(cāng)儲(chǔ)調(diào)配提供決策支持，推動(dòng)開采活動(dòng)向精準(zhǔn)化、柔性化方向發(fā)展。

從井下到地面的空間轉(zhuǎn)換，從單一開采到全鏈條優(yōu)化的系統(tǒng)升級(jí)，標(biāo)志著煤炭開采方式正在完成從傳統(tǒng)作業(yè)向智能化運(yùn)營(yíng)的歷史性跨越。這一轉(zhuǎn)型不僅重塑了礦工作業(yè)環(huán)境，更通過技術(shù)集成與系統(tǒng)創(chuàng)新，推動(dòng)煤炭產(chǎn)業(yè)建立起安全、高效、清潔的現(xiàn)代化發(fā)展模式。

煤炭產(chǎn)業(yè)正迎來(lái)以無(wú)人化開采、高端化利用和綠色化發(fā)展為主題的新業(yè)態(tài)：無(wú)人化開采從技術(shù)構(gòu)想步入產(chǎn)業(yè)化實(shí)踐，全國(guó)范圍內(nèi)建設(shè)的智能化示范煤礦和采掘工作面標(biāo)志著開采模式的根本轉(zhuǎn)變；數(shù)智技術(shù)與煤炭產(chǎn)業(yè)的深度融合正在重構(gòu)生產(chǎn)流程，基于大數(shù)據(jù)分析的智能控制系統(tǒng)逐步覆蓋煤炭開采全過程；“AI+資源+能源+生態(tài)”的智慧綜合體構(gòu)想開始落地，推動(dòng)煤炭產(chǎn)業(yè)形成全新的發(fā)展范式……

（作者：王國(guó)法，系中國(guó)工程院院士、中國(guó)煤炭科工集團(tuán)有限公司首席科學(xué)家）

來(lái)源丨光明日?qǐng)?bào)

煤炭科學(xué)研究總院期刊出版公司擁有科技期刊21種。其中，SCI收錄1種，Ei收錄5種、CSCD收錄6種、Scopus收錄8種、中文核心期刊9種、中國(guó)科技核心期刊11種、中國(guó)科技期刊卓越行動(dòng)計(jì)劃入選期刊4種，是煤炭行業(yè)最重要的科技窗口與學(xué)術(shù)交流陣地，也是行業(yè)最大最權(quán)威的期刊集群。

期刊簡(jiǎn)介

《智能礦山》（月刊，CN 10-1709/TN，ISSN 2096-9139）是由中國(guó)煤炭科工集團(tuán)有限公司主管、煤炭科學(xué)研究總院有限公司主辦的聚焦礦山智能化領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研用新進(jìn)展的綜合性技術(shù)刊物。

主編：王國(guó)法院士

刊載欄目：企業(yè)/團(tuán)隊(duì)/人物專訪政策解讀視角·觀點(diǎn)智能示范礦井對(duì)話革新·改造學(xué)術(shù)園地、專題報(bào)道等。

投稿網(wǎng)址：www.chinamai.org.cn（期刊中心-作者投稿）

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期刊成果：創(chuàng)刊5年來(lái)，策劃出版了“中國(guó)煤科煤礦智能化成果”“陜煤集團(tuán)智能化建設(shè)成果”“聚焦煤炭工業(yè)‘十四五’高質(zhì)量發(fā)展”等特刊/專題30多期。主辦“煤礦智能化重大進(jìn)展發(fā)布會(huì)”“煤炭清潔高效利用先進(jìn)成果發(fā)布會(huì)”“《智能礦山》理事、特約編輯年會(huì)暨智能化建設(shè)論壇”“智能礦山零距離”“礦山智能化建設(shè)運(yùn)維與技術(shù)創(chuàng)新高新研修班”等活動(dòng)20余次。組建了理事會(huì)、特約編輯團(tuán)隊(duì)、卓越人物等千余人產(chǎn)學(xué)研用高端協(xié)同辦刊團(tuán)隊(duì)，打造了“刊-網(wǎng)-號(hào)-群-庫(kù)”全覆蓋的1+N全媒體傳播平臺(tái)，全方位發(fā)布礦山智能化領(lǐng)域新技術(shù)、新產(chǎn)品、新經(jīng)驗(yàn)。

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