简述我国煤矿开采的发展方向?，煤矿，正在掀起一场智能化革命

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一、简述我国煤矿开采的发展方向?

煤炭行业主要上市公司：目前国内煤炭行业的上市公司主要有兖矿能源(600188)、中国神华(601088)、晋控煤业(601001)、陕西煤业(601225)、山西焦煤(000983)、中煤能源(601898)、华阳股份(600348)、山煤国际(600546)等。

本文核心数据：文献数量、智能化采掘工作面数量

我国煤矿智能化政策引导明确

从国家政策规划来看，2020年2月25日，国家发改委、能源局等8部分联合印发《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，针对我国一些煤矿正在开展智能化建设工作中存在的基础理论研发滞后、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提出相关意见及保障措施。几大核心任务如下：

另外，我国主要省份也提出了煤炭行业智能化发展的目标。内蒙古自治区明确提出到到2025年，117处井工矿实现全部固定岗位机器人作业，38处露天矿实现智能连续运输。其他省市地区如山西、陕西、新疆、贵州等均提出了煤炭行业智能化发展的目标或规划：

煤矿智能化理论基础逐渐加强

我国政策明确大力发展煤矿智能化以来，“智能化”主题成为各大煤业研究所和院校的主要研究方向。2018年，煤矿智能化主题发表论文数量为373篇，占两化融合论文总量的14.6%;2020年，煤矿智能化主题发表论文数量快速增长到1080篇，占两化融合论文总量的比重超过1/3，达到35.7%;两年间，煤矿智能化主题论文发表数量增长了1.9倍，论文占比提升了21.1个百分点。

另外，2020年，行业两化融合领域发表论文排名前20位的关键词中，煤矿智能化相关关键词占5个，分别是：智能(化)开采、智慧矿山、智能化建设、智能矿山、煤矿智能化。其中，智能(化)开采以1669个高居首位。排名前十位的关键词分别是：智能(化)开采、监控系统、大数据、数值模拟、智慧矿山、传感器、PLC、矿压监测、智能化建设、智能矿山。

大型企业积极部署

目前，我国各大型煤炭企业在煤矿智能化部署方面均取得一定成效。中国神华(601088)在2021年上半年已累计完成了智能采煤工作面25个，智能掘进工作面4个，智能选煤厂6个，起到良好的示范作用。

整体来看，国家积极推进煤矿智能化发展，从政策引导规划，落地到企业示范工程，自上而下的智能化路径明确，为煤炭行业的转型升级指引正确方向。

以上数据参考前瞻产业研究院《中国煤炭行业发展前景与投资战略规划分析报告》。

二、协庄煤矿的煤矿简介

协庄煤矿位于新汶煤田南翼西端，东距新泰市13km，矿井范围以国土资源部核发采矿许可证矿区范围拐点坐标计40点圈定(表1-2-1)，开采深度+110m～-1050m。东西长9～12km，南北宽1.1～4.2km，面积约41.5109km2。地理坐标:东经117°31′03″～117°41′15″，北纬35°53′45″～35°56′58″。行政区划归新泰市管辖。矿井有铁路专用线与磁莱铁路接轨，西接京沪铁路；蒙馆公路横贯东西，京沪高速公路自矿井西部经过，交通条件十分便利。
协庄煤矿煤种有气煤、气肥煤，主要产品有洗精煤、块煤、混煤等。产品具有发热量高、挥发分高、灰熔点高，灰分含量低、含硫量低，产品质量稳定的特点，产品畅销全国，动力精煤出口日本、韩国、西欧等地，“大协煤”、“新煤一号”两个注册商标被中国进出口检验检疫协会命名为“知名出口品牌”，被中国质量检验协会评为“国家权威检测达标品牌”，列入国家质量检测连续合格产品2002年度公告。
近年来，协庄煤矿坚持稳定煤炭主业、优先发展非煤优势主导产业的发展战略，以建设本质安全、高产高效、节能环保和平安和谐企业为目标，充分发扬“务实求新、争创一流”的企业精神，真抓实干，创优争先，始终坚持走以人为本、科技兴矿发展之路，积极倡导全新的安全文化理念，创出了连续安全生产六周年的优异成绩，企业呈现出超常规、跨越式发展的良好态势：2005年企业总产值实现15亿元，2006年突破20亿元，2007年超过25亿元。在搞好煤炭生产建设的同时，在实践中逐步探索出了一套具有协庄特色的非煤产业发展模式，形成了特种纸、矸石热电、机械制修、无菌包装四大优势主导产业，打造出百川纸业、光明电力、天元制修三大旗舰公司，从业人员达到3000余人，2006年非煤产业总产值完成12.8亿元，实现了矿井多元化经营。
矿井先后被中华全国总工会授予“五一劳动奖状”；被原煤炭部命名为“全国煤炭工业环境保护十佳企业”、“全国煤矿思想政治工作优秀企业”；被煤炭思想政治研究会命名为“全国煤炭工业文明煤矿”；被中国消费者权益保障基金会评为“国内首批质量信誉保证优势示范单位”；2003年通过了中国方圆委环境、质量、职业健康安全三位一体认证审核；2005年度矿井被评为全国煤炭工业协会“双十佳煤矿”、“高产高效矿井”、“煤炭安全程度评估A级矿井”等荣誉称号。
协庄煤矿特别重视对新招聘毕业生的培养和使用，按照“以人为本、共同发展”的原则，积极为员工做好职业生涯策划。新到矿的大中专毕业生全部从事技术和管理工作，并根据工作绩效优先评聘专业技术职称，对有管理才能的人员积极提拔到领导岗位上来。目前，30岁前提升为科级领导的有30余人，35岁前提升为科级领导的有110余人，35岁前提升为处级领导的有9人，40岁前提升为处级领导的有16人。同时，不断强化员工的继续培训教育，按照矿井整体发展格局要求，每年都投入200余万元用于员工教育培训，使员工整体素质得到提高，为每位员工的岗位成才奠定了坚实基础。

煤矿，正在掀起一场智能化革命

在政策的推动和技术的不断演进下，煤矿智能化将在2025年取得飞跃式进展。而华为云联合生态伙伴，共创了包括煤矿场景在内的120余个基线解决方案。

文｜周路平赵艳秋

编｜游勇

位于呼伦贝尔大草原的伊敏露天矿，是华能集团旗下、国内五大露天矿之一，年产3500万吨煤，一层层向地平线以下螺旋延伸的煤层作业面颇为壮观，最高峰时有300多辆宽体矿用自卸车在运输，现场一片繁忙。

在人们的固有印象里，煤矿是非常传统和辛苦的行业，但随着智能化技术的推进和落地，情况正在发生改变。

现在，整个矿区架设了14个5G基站，数辆全新设计的纯电无驾舱宽体自卸车，按照设定路线在匀速行驶，相比于传统的自卸车，这些车上没有司机和安全员，在车路云协同调度下，实现7*24小时有条不紊地运转，而旁边的换电站也已实现了对这些无人驾驶卡车的自动化换电作业。伊敏成为国内首家完成矿用自卸卡车无人驾驶连续作业的露天矿山。

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煤矿智能化正在加速

2020年3月，国家8部委联合印发了《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，提出我国煤矿智能化的三个阶段目标。其中指出，到2025年，大型煤矿和灾害严重煤矿基本实现智能化，露天煤矿实现智能连续作业和无人化运输。

2025年成为煤矿智能化的关键节点。行业政策的东风，激发了露天煤矿企业加快部署矿山无人驾驶的步伐。2021年10月，华能集团和华为签订了煤矿智能化合作框架协议，建立在煤炭生产领域全面的合作关系，助力华能智能矿山升级。

无人驾驶卡车是其中最核心的场景之一。相比公开道路，露天矿山是个封闭环境，路线相对固定，车速也较低，给无人驾驶提供了非常好的条件。企业自身的需求也非常旺盛。同时，运输作业是煤矿安全生产管理的难点。煤矿的作业环境较差，从业司机老龄化、招工留工也难。机器替代人力是一个刚需。

另一方面是降本增效的考量。露天矿的开采分为穿孔、爆破、采装、运输、排土五个主要环节，其中运输成本占总成本的一半以上，无人驾驶可大幅改变这一现状。比如内蒙古曾明确提出，智慧矿山（无人驾驶/辆）由2021年的110台增加到2025年的1200台”的量化目标。

而技术的不断成熟也在煤矿智能化的热潮中扮演着关键角色。包括工业互联网、边缘计算、大数据分析、物联网和5G技术的全面应用，加上感知技术、线控技术、车云协同、云端智能和调度及大数据等在自动驾驶技术中的应用逐渐趋于成熟。

比如华为露天矿无人驾驶系统采用“车-路-云”协同技术方案。它与之前的做法有很大不同，不仅重新设计全新车辆，而且更重视集群调度。以前的无人驾驶以单车的自主判断为主，比较接近普通乘用车的自动驾驶方向，在车辆不多的情况下，效率很高，但如果是上百辆车在同一个矿区，就可能会带来混乱。华为采用了集群调度，云端基于现场车辆感知和收集的信息，做统一的判断和调度。

从2023年1月开始，华为陆续向伊敏露天矿交付了10台纯电无驾舱宽体自卸车，开始小规模试验，很快将走向产业化，预期全工况、全时段效率不低于人工效率。

一位华为内部人士告诉数智前线，在无人车后续的运营阶段，天气情况、作业环境的变化，会导致车辆的车辆损耗情况、机械性能的变化。比如新疆的兴盛煤矿地处戈壁，属于硬岩，地面质量好；而内蒙的伊敏露天矿是软岩土地，冬天是冻土，夏天雨季泥泞。现在，这些变化仍通过人工标注方式反馈，未来则可以通过AI去自适应，“这是煤矿企业提出的一个新命题”。

不久前，国家能源局发布了首批智能化示范煤矿名单，全国有47处煤矿达到示范建设预期效果。而根据国家矿山安监局披露的数据，截至2023年9月，全国已建有煤矿智能化工作面共1400个，有智能化工作面的煤矿达730处，产能占比达到59.5%。以无人驾驶矿车为代表的煤矿智能化正在全面铺开。

02

从“无人驾驶”到“矿区无人化”

除了无人驾驶卡车，更多的矿山场景在采用数智化技术。

比如设备远控，实际上这个应用在业内提出和实践的时间比无人驾驶更早。在当年所描绘的一幅智能化景象里，操作员坐在办公室里，打着领带，吹着空调，远程控制着井下或者矿区的设备，不用身处在恶劣的生产环境中。

这是矿山最核心的诉求之一，但实现重型设备的远程控制并不容易，一是配套技术不成熟，二是当时的方案比较激进，不少煤矿根据当时已有的新技术，直接组装出一套解决方案，因为没有针对煤矿场景做专门的优化，实际效果并不好。

以5G部署为例，在普通场景中，5G的特点是高下行，低上行。但矿山的需求恰好相反，涉及海量现场数据的回传，要求做到高上行，而对下行数据传输的需求量不高。这些都是在不断实践中获得的“真知”。

华为更换了一个思路，从基础的底层技术重新审视这个方案，包括网络铺设，视频拼接等进行方案的设计和迭代。比如，原先的技术在煤矿采掘面，拼接一个长达30米的视频，效果不好，现在华为已经能做到不失真，保障了远控的实施。

另外，华能也在与华为等企业探讨露天矿无人化解决方案。如今，伊敏露天矿已进行了矿山无人驾驶、设备远程遥控、固定设施无人值守、高清视频回传、无人巡检机器人等多种智能化场景应用的尝试。

而联合解决方案的打造，是一个双方不断探索迭代的共创过程，走了一些弯路，也经历了不少从0到1的探索，比如标准制定在解决方案的打造上非常关键，而矿区无人驾驶标准需要在打造解决方案过程中逐步构建。

另外，解决方案也需要平衡通用需求与个性化需求之间的矛盾。一位电力行业人士透露，在他们所在的业务领域，联合解决方案中的通用需求，大概能占到50%，而剩下的一半都是个性化需求，需要为每个客户做定制化开发。

在矿山数字化过程中，也面临这一问题。伊敏露天矿曾提出希望使用无人驾驶洒水车。这是一个偏个性化的需求，因为伊敏露天矿身处呼伦贝尔大草原，环保要求高，对采矿作业的扬尘非常敏感，经常需要洒水除尘作业，进而衍生了洒水车无人化的需求。

但对于矿山行业而言，无人化洒水车不是一个通用需求。然而，无论哪个煤矿，都会有辅助车辆要实现无人化的需求，这也意味着必然需要针对辅助车辆做一些改造。华为云与华能一起，制定了二者兼顾的平衡策略，就是把现有的算法封装之后，客户可以根据这一套算法和现有车辆底盘把车辆进行改造，然后去适配自己的个性化需求，而不是根据每类个性化的无人车，再去重新设计一套算法。

但矿山的智能化并未止步于此，如何将数字技术深度融合到矿山生产流程，推进智能矿山建设，是目前煤矿行业更宏大且迫切的命题。

煤矿是一个非常复杂且分散的系统，所有系统基本与安全相关，但系统割裂现象在煤矿行业也普遍存在。华为矿山军团市场与产业发展总裁刘维在一次分享中谈到，过去一些矿企积极试点创新，形成了几十个应用系统，这些系统在一定程度上取得了单系统内的优化，但跨系统之间的调度联动比较困难。

刘维透露，华为进行了架构融合，探索出一套统一标准、统一架构、统一数据规范的智能矿山工业互联网。矿山智能化基于统一的工业互联网架构，可以向下统一介入各类设备互联互通，并实现数据统一采集、统一入湖，向上使能各类智能应用。

现在，煤矿已经基本完成智能化的初级阶段。“初级化的煤矿智能化更多是碎片化应用，上了一些智能化的应用和设备；中级智能化需要从上到下有一个完整的架构，并且在这个架构的牵引下，各个环节相互协作，实现整体的智能化。这是煤矿数字化的必然发展方向。”一位煤矿领域专业人士说。

“安全管理是一个系统化的工程。”上述人士称，统一的数据治理不是简单“接根线”就能实现，背后涉及客户的经营管理体系和组织架构的重新梳理。

不仅如此，煤炭行业的数字化程度低，基础薄弱，管理层和员工对工具也比较陌生。有一位客户曾告诉华为云，现在我们最核心的问题，不是买一些设备，安装一些软件，而是如何去招到一些真正懂信息化又愿意留在煤矿的人才，这样他们才能用好一套数字化的工具。而这种意识的觉醒，正让煤矿数字化不断走向深水区，让煤矿迈向安全、智能、柔性、绿色的高质量发展。

03

联合共创已在多个行业发力

不仅是矿山，最近三四年，在制造、教育、政府、金融等多个行业，华为云与行业合作伙伴，发挥各自优势，打造联合解决方案，助力千行百业的数字化转型。根据华为云生态大会2024公布的数据，华为云和生态伙伴们已经共建了120余个基线解决方案。

1月15日，华为云生态大会2024开幕，神州信息信创BG华为云战略合作负责人王世凡参与了联合解决方案的宣讲会。神州信息与华为云联合打造的“低碳智慧园区可视化运营管理平台”，是本次生态大会介绍的最佳实践之一。

“神州信息之前做过很多园区类项目。”王世凡告诉数智前线，“借助联合解决方案研发的机会，我们在园区类应用中挖掘出新的需求点。”围绕国家“双碳”战略、园区和企业在能耗控制及碳排放控制等上的需求，双方打造的联合解决方案已于去年底上架华为云官网解决方案专区。“目前已有项目在实施中。”

这个联合解决方案的打造时间紧迫，但进展顺利。王世凡将其归功于双方目标明确，准备充分，优势互补。比如，神州信息在园区数字化和双碳业务上有积累及前期对于企业上云能力提前布局；华为在基础架构上提供了支持，因为方案采用了云原生等高阶云服务，“针对我们的基础能力，华为云做了摸底调查和分析，对我们的架构师做了针对性的培训以及其他的技术赋能。”

致远互联在这次生态大会上领取了几个奖项，其中之一是“最受欢迎商品奖”。2023年，致远互联与华为云联合打造的协同管理解决方案上架，这是一体联动的协同管理解决方案，解决千行百业数字化转型升级中全局性、系统性、整体性协同问题，在政企数字化转型升级中扮演关键角色。目前，该解决方案已在全国十多个省份落地。

近期，国家颁布了《中小企业数字化转型城市试点工作》等相关政策，中小企业数字化转型越来越受到关注。致远互联此次获得“中小企业数字化转型优秀解决方案伙伴”奖，这部分业务今年仍是双方的重点。在出海方面，去年致远与华为云在北非实现了一些项目落地，获最佳出海奖，今年将进一步在中东、欧洲、东南亚展开合作。

“华为云的政策越来越务实，将资源、生态圈都开放共享出来，希望更广泛的生态伙伴可以上架更丰富的解决方案，更好地赋能客户。”致远互联生态经营总监刘开明称。

明源云与华为云已合作打造了四个联合解决方案，其中面向央国资的不动产投建营一体化平台于2022年上架，面向智慧产业园区的产业生态运营数字平台、面向涉房国央企的不动产ERP（收支利）解决方案以及商业BI解决方案，于2023年上架。

明源云生态相关负责人介绍，生态是双向奔赴、合作共赢的逻辑。明源云在不动产数字化领域深耕20多年，对行业趋势洞察以及客户业务诉求把握得透彻精准；华为云作为全球五大云之一，为伙伴提供夯实且自主可控的基础设施底座并全面赋能。双方构建紧密的生态伙伴关系，将专业的事交给专业的人去做，事半功倍。明源云与华为云合作至今，为国资国企客户的数字化转型和高质量发展提供了专业化解决方案。

在生态大会上，一些生态伙伴获悉，华为云全球生态部总裁康宁要求区域把伙伴的产品放在首位，华为云也给一线销售相应的激励政策，优先考虑如何帮伙伴去带货。“整个思路和格局是相当高的。”伙伴普遍反馈，会基于过去几年合作打下的基础，将整个战略从前端锁客到后端销售的闭环做得更实。

根据华为云中国区副总裁、华为云中国区销售伙伴发展部部长张达的介绍，2023年，华为云中国区整体收入增长了32%，伙伴持续加大投入，已有40多家核心级解决方案提供商。

和去年相比，王世凡感到，今年大会上还重点突出了华为自研的底层技术，华为云称之为八大尖刀产品，包括昇腾云算力、GaussDB数据库、软硬件工具链、盘古大模型等。“这些确实都是行业的前沿，对于我们合作伙伴很有意义。”

根据华为云中国区总裁张修征的介绍，华为云在GoCloud和GrowCloud合作框架中，都对联合解决方案的拓展提出相应计划。大会上来自各个区域的GoCloud和GrowCloud伙伴在一起相互交流，大会的着装是红色的，有一种红红火火要过大年的感觉。

“今年生态大会上依然延续火红的元素。”明源云人士告诉数智前线，“大家热情都很高涨，2024年华为云的生态圈值得期待。”

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