CCTD中国煤炭市场网 |  2024-07-14 18:45 星期日
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科技革命 发力高水平自立自强

  2014年6月13日,习近平总书记在中央财经领导小组会议上提出,要立足我国国情,紧跟国际能源技术革命新趋势,以绿色低碳为方向,分类推动技术创新、产业创新、商业模式创新,并同其他领域高新技术紧密结合,把能源技术及其关联产业培育成带动我国产业升级的新增长点。
  作为我国基础能源行业,10年间,煤炭行业不断加快数字化转型、智能化发展和煤炭清洁高效利用步伐,建设了一批智能化示范煤矿,建成了世界上最大的清洁高效煤电供应和现代煤化工技术体系,科技创新引领带动行业高质量发展的作用愈发凸显。
  10年来,煤炭行业科技贡献率从近40%提高到60%。大型矿井建设、特厚煤层综放开采、煤与瓦斯共采、燃煤超低排放发电、高效煤粉型和水煤浆浆体化工业锅炉、现代煤化工技术国际领先,主要煤机装备和大型粉煤气化技术实现国产化,煤机装备制造水平位于世界先进行列,引领了世界煤炭智能化开采和清洁高效转化的发展方向。
  基础研究取得进展
  “喷雾降尘试验和尘雾相互碰撞理论分析完成100%,矿井采掘工作面高浓粉尘喷雾高效净化理论分析完成100%……”这是陕煤集团红柳林矿业公司“陕北矿区矿井空气净化与职业健康基础理论及关键技术装备研究与示范”项目的进度。
  该项目由中国工程院院士、安徽理工大学校长袁亮牵头承担,9家单位合作完成,研制了首套受限空间空气污染物运移大尺度物理模拟平台,揭示了风流场作用下粉尘和燃油车尾气运移规律及细水雾降尘机制,研发了一套适用于煤矿井下粉尘高效防控的新技术与装备。
  “这将为进一步推进井下空气质量革命提供强有力的理论技术支撑和装备保障。”袁亮说。
  “10年来,煤炭行业持续加强基础理论研究,获批国家科技重大专项及示范项目、国家重点研发计划项目、国家自然科学基金重大研究计划等各类国家重大、重点项目110余项,成功组织了一批重大基础研究,在煤田地质勘查、深部煤炭资源开采、煤矿灾害防治、煤炭转化等领域取得一批研究成果。”中国煤炭工业协会副会长、中国煤炭学会理事长刘峰说。
  袁亮及其团队在淮南矿区开展的大尺度真三维煤与瓦斯突出物理模拟试验,填补了国内加载充气保压下巷道掘进诱突物理模拟的空白,为揭示煤与瓦斯突出机理与规律打下了基础。
  中国煤炭科工集团西安研究院发布了国内首个地质垂直领域大模型GeoGPT,能融合垂直领域海量地质数据,提供准确和专业的地质信息。
  陕西省煤田地质集团联合西安交通大学、西安科技大学共同开展“陕北富油煤地下原位热解开采先导性试验项目”,实现煤田地下原位采油从“0”到“1”的突破。
  由中国煤炭地质总局、国家能源集团新疆能源公司等承担的“西北地区煤与煤层气协同勘查与开发的地质关键技术及应用”,对西部地区煤气共采的突破意义重大。
  “基础研究是科技创新的源头。煤炭行业取得的重大技术进展在很大程度上得益于基础研究的突破。正是由于抓住了能源科技革命的机遇,煤炭行业才能有力保障能源安全稳定供应。”中国工程院院士康红普说。
  在煤炭转化利用领域,我国探索研究了煤热解的多相反应动力学及传热传质理论、煤炭液化催化原理、燃煤烟气NOx脱除的化学反应、褐煤洁净高效转化、二氧化碳地质存储等基础理论和方法。
  山能兖矿鄂尔多斯公司荣信化工公司拥有世界上单炉日处理煤量最大的“多喷嘴对置式水煤浆气化工业示范装置”,实现6年处理能力从3000吨级到4000吨级的跨越,在世界水煤浆气化技术处理领域领跑。
  “尽管煤炭基础研究取得了显著进步,但行业当下仍面临很多‘卡脖子’的技术问题,很多源头和底层的原理没有搞明白。”康红普说,“强大的基础和应用基础研究是实现煤炭科技自立自强的根基,必须强化认识,完善科研基础平台,实施一批长周期、探索性、自主选题的重大基础研究项目,以基础研究驱动应用技术研发和重大装备研制。”
  原始创新持续突破
  在山能兖矿兴隆庄煤矿入井口,一名穿戴不规范的职工被集控中心的AI应用平台发现,并发出语音提示;该矿入井闸口立刻锁闭,集控室内的值班人员收到语音提醒,迅速核实处理……这是兴隆庄煤矿在井下试点应用矿山大模型的一个场景。
  目前,山东能源集团在该矿打造了覆盖采煤、掘进、安监等8个专业的45个应用场景,并将多个子系统集成在大模型应用平台上。调度员只需在电脑上点开应用程序,便可处理井下各类异常情况。
  “以人员摔倒为例,我们在井下安装了360多个高精度摄像头,采集矿工们各种摔倒情景,‘喂’给大模型。大模型不断地‘吃’数据,边学习边迭代,需要标注的样本量越来越少。人眼不能识别的隐患,大数据可以智能识别并报警。”兴隆庄煤矿副总工程师范守俊说。
  像这样的应用场景,山东能源集团在32个厂矿单位已落地了63个。
山东能源集团北京探创公司伊犁一矿项目部工作人员用震源车制造人工震源的方式采集野外数据。
  2022年8月,科技部发布《关于支持建设新一代人工智能示范应用场景的通知》,明确提出支持以智能矿山等为代表的新一代人工智能示范应用场景工作。如今在煤炭行业,这已成为智能化建设过程中新的着力点和突破点。
  2023年6月,由大唐国源龙王沟煤矿建设的内蒙古首个特厚煤层综放工作面AI智能感知平台搭建完成,多项性能指标达到国内先进水平。
  今年4月,国家能源集团首个人工智能研发与应用全栈生产线在其下属新疆公司正式上线投用,标志着该集团首次实现工业化模式下人工智能技术从研发到应用层面的全域贯通。
  今年以来,华阳集团大力推进AI视频识别技术在监测监控方面的应用,真正实现“指尖上”的安全管理……
  与此同时,煤矿智能化建设正全速推进。截至目前,我国已建成国家级示范煤矿近60处、省级(央企级)示范煤矿200余处,逐步形成不同区域、不同建设条件的智能化建设模式。据国家能源局统计,截至2024年4月底,全国累计建成智能化采煤工作面1922个,智能化掘进工作面2154个。巡检、喷浆、钻锚、灭火、救援等共计31种煤矿机器人在煤矿现场应用。
中国平煤神马集团下属煤矿智能化采煤设备正在割煤。
  煤炭生产装备持续迭代,煤炭转化利用成果也层出不穷。国家能源集团北京低碳清洁能源研究院深耕现代煤化工领域,不仅能让煤炭变成甲醇、乙二醇、油、气、可降解材料,还能变成蜡烛、日用化学品等。其煤化工研究中心高级工程师田大勇及其团队采用热化学技术,促进二氧化碳的资源化利用。
  “逆水汽变换技术可以将二氧化碳高效转化为一氧化碳,进而经合成气(一氧化碳和氢气)路线制化学品。”田大勇说,经初步测算,以20万吨焦炉气制甲醇过程为例,通过逆水汽变换技术补入二氧化碳,每年可提高15%至20%甲醇产量,同时消耗4万吨至5万吨二氧化碳。
  10年来,煤炭行业成功完成了一批重点科技攻关任务,原始创新取得新突破,智能开采、矿山生态、清洁煤电、煤炭转化等重要领域均实现了跨越式发展,煤炭采掘与利用关键技术装备逐步实现自主可控。
  中国煤炭工业协会统计数据显示,10年来,煤炭行业共获得国家科学技术奖励48项,其中科技进步一等奖3项、科技进步二等奖35项、技术发明二等奖10项;荣获中国专利奖126项,其中金奖8项、银奖7项、优秀奖111项。
陕煤集团黄陵矿业公司一号煤矿选煤厂智能管控云平台。
  此外,一大批先进技术走出实验室,走进矿区。煤矿采区高密度全数字三维地震勘探技术趋于成熟,能够查明1000米深度以内落差3米以上的断层和直径20米以上的陷落柱;我国冻结、钻井等特殊凿井技术达到国际领先水平,大型现代化煤矿产量比重由65%左右提高到85%左右;建设了内蒙古东部草原大型煤电开发区,开展露天煤矿生态扰动区和干旱半干旱的草原沙化区的生态修复与综合整治示范,植被覆盖率提高35%以上,废迹地示范区治理率达到96%;首创了煤化工二氧化碳捕集、咸水层封存与监测成套技术,建成世界首个10万吨级煤化工CCS示范工程。
  创新体系日益完善
  10年来,产学研深度融合的煤炭科技创新体系不断完善,科技资源的优化配置能力持续加强。
  “大型煤炭企业研发投入强度达2%,科研项目和经费管理不断优化,成果转化、科技奖励等科技管理制度不断健全,分配政策逐步转向以增加知识价值为导向,有力推进创新链产业链深度融合。”刘峰说。
  国家能源集团从科技创新体系顶层设计开始,聚焦科技攻关、价值创造、能力提升,提出了以18项科技创新工作举措和17项管理制度为支撑的科技创新制度体系。
国家能源集团雁宝能源宝日希勒矿投用高寒无人机雷达测量系统。
  中国平煤神马集团创造性推出“项目承诺制、科研资金按需投入、科研人才配置及薪酬不设上限、科研设备采购绿色通道、科研项目课题长负责制”5项特别规定,面向广大职工设立科研项目研发成果激励奖金。3年来共有100多项重点课题,千余名研发骨干参与考核,发放节点奖金800多万元,推动研发时间累计提前2000天以上。
  中煤集团大屯公司建立健全了“三大体系”人才职业发展通道,纵向按照管理、专业技术、技能操作3个体系职业岗位分别由低到高晋升;横向按岗位间进行转换,员工具备岗位任职能力水平,可以在3个体系间实现岗位交流、交叉任职。
  潞安化工集团加大科技创新考核比重,将研发投入视同利润;健全科技项目投入收益评价体系,借鉴烟台万华模式,探索实施科技成果收益分配机制。
  川煤集团以创建国家级技术中心为抓手,巩固维护现有科技创新平台,鼓励支持各单位创建专精特新“小巨人”企业、高新技术企业、省级技术中心,构筑科研高地。
  中国煤炭工业协会相关数据显示,10年来,煤炭领域共有国家及行业级研发平台145个,包括国家企业技术中心30个,科技部批准运行的国家重点实验室和国家工程技术研究中心24个,国家发改委纳入新序列管理的国家工程研究中心6个,国家能源局批准运行的能源研发创新平台13个,应急管理部批准运行的安全科技支撑平台7个、重点实验室1个,国家矿山安全监察局重点实验室8个,中国煤炭工业协会认定的煤炭行业工程研究中心56个。
  众多科技创新成果已转化为各类标准。10年来,煤炭行业现行有效国家标准426项、行业标准1430项,一大批团体标准实施应用。
  人才队伍逐渐壮大
  中国煤炭工业协会发布的《2023煤炭行业发展年度报告》显示,“十四五”以来,全国煤炭远程教育网课程涵盖煤炭生产及关联产业22个板块,注册用户达67万个。举办各类急需紧缺人才培训42期,培训行业班组长6000余人。累计完成职业技能评价9.7万人次,命名煤炭行业技能大师832名、技能大师工作室101个。煤炭行业3个团队被授予“国家卓越工程师团队”称号,6人荣获第三届全国创新争先奖表彰,1人入围“大国工匠年度人物”、28人荣获“全国技术能手”、250人荣获“煤炭行业技术能手”称号
  近10年,煤炭行业共有12人当选为中国工程院、中国科学院院士。
  “技术的升级、难题的攻克,关键靠人才。我们必须推进教育、科技、人才‘三位一体’融合发展,不断健全完善行业教育培训体系,强化科技人才支撑,为煤炭深部开采的安全性、稳定性和可持续性提供人才保障。”袁亮说。
  “现在的煤矿不缺大学生,缺的是数据智能方面的人才。”中国工程院院士、中国矿业大学(北京)原校长葛世荣表示,“智慧矿山需要的数智人才,是指具备ICT信息通信技术专业技能和补充技能的人才,通过实践掌握数字生产经营的一体化管理能力。”
  现如今,中国矿业大学(北京)在煤矿数智人才培养目标、课程设置和素质技能方面与煤矿需求接轨,开设了智能采矿工程、机器人工程、智能制造工程、人工智能、大数据管理与应用、碳储科学与工程等新型专业。
淮北矿业集团工匠大师王忠才(右)在为职工讲授智能化采煤机操作要领。
  “企业是人才培养的主体。企业发展新质生产力,既要有‘高精尖缺’科技人才挑大梁、当主角,还要有一大批能工巧匠发挥主力军作用,形成人岗相宜、人尽其才、才尽其用良好局面。”山东能源集团党委书记、董事长李伟说。
  国家能源集团神东煤炭公司以培养计算机技术、工业智能控制技术人才为基础,着力培养一批结构合理、素质优良的智能化专业技能人才。该集团成立6个协同创新中心,包含军民融合、智能网络、煤矿高端装备等方面,以此广泛联合科研机构、高等院校以及区域煤炭企业,共同研究解决共性难题。
  陕煤集团黄陵矿业公司在确定科技强企发展战略的同时,明确了人才在科技创新发展中的重要作用。如今,该公司拥有高级职称专业技术人才201人,本科及以上学历人才822人,高技能人才1057人。
  山能新矿集团翟镇煤矿在“巨慧”创客联盟建立了工匠学术研究室,在安全培训中心建立了工匠实训车间,在10个区队建立了劳模工匠创新工作室,在职工大讲堂开设了工匠大师讲习课堂。专业技能人才近年来推出各类创新成果204项,其中有1项国家发明专利、19项实用新型专利,创新成果转化率达83%。
  淮河能源西部煤电集团陆续出台了《科技创新工作管理办法》《加强创新工作管理的通知》等一系列制度办法,定期召开人才和创新工作大会,不断实现科研人才培养“从0到1”的突破。
  “煤炭企业应做到科技创新和产业升级一起抓,以建设智能化矿井为核心,加快解决各种实际问题。因此要打破传统组织人事体系,创新数字化、智能化人才培养引进方式,分层次开展员工技能培训,提高全员数字化、智能化知识水平和操作应用技能。”一位业内专家说。

发布人:CCTD-周杰

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