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选煤智能化建设之路怎么走?

国家能源局日前印发的《关于开展煤矿智能化技术升级应用试点工作的通知》提出,迭代提升煤矿智能化建设运行水平。其中,智能化选煤系统成为五大重点之一。从2020年初八部委发布《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》至今,我国煤矿智能化建设不断提质加速。

作为煤炭加工利用过程中不可或缺的一环,选煤智能化备受关注,也取得一定进展。

截至目前,国家能源局、国家矿山安全监察局公布首批国家智能化示范煤矿共66处(含52处选煤厂)。其中,中级智能化选煤厂45处,初级智能化选煤厂7处。

“推动选煤智能化是煤炭行业安全发展、绿色发展、清洁发展的必然选择,是一场技术革命。”中国煤炭加工利用协会理事长马剑表示。

“我国煤炭洗选技术和装备达到国际先进水平,但智能化建设任重道远。当前,我国选煤智能化建设仍处于初级阶段。”煤炭行业智能选煤工程研究中心副主任周娟华表示。

尚未实现智能化技术深度赋能

据周娟华介绍,从2019年开始,选煤智能化研究开始显著增加,涵盖重介、浮选、干选、选煤场、设计、设备、检测、应用等方面。

目前,高校在选煤智能化方面的研究侧重行业发展现实需要,并未涉及基础理论研究、选煤效果评价体系研究。

“由于基础研究存在瓶颈,工艺参数设定依赖经验判断,缺乏机理与数据融合驱动的选煤过程控制模型研究,尚未实现智能化技术深度赋能。”周娟华说。

周娟华表示,在基础研究缺失的同时,选煤智能化建设在技术层面同样充满挑战。

一方面,智能化选煤厂快速发展,大量技术公司涌入,普遍采用技术移植的方式实施项目,缺乏对选煤厂生产场景的适应性分析,移植技术的应用深度不足。设备状态检测传感器及数据平台就是典型的移植技术。这项技术能支撑选煤厂实现数据趋势分析、数据异动报警等,但对于设备故障预测、预测性维护等高级功能鲜有涉足。

另一方面,关键工艺环节和关键设备仪表的核心智能化技术尚需突破。选煤关键工艺检测仪器缺失或精度不足,是选煤厂智能化建设的瓶颈。

“要加大研发投入力度,全力突破核心技术瓶颈。”马剑表示,要高度关注煤质高精度分析、选煤大模型等核心技术。

如何实现煤质高精度分析?马剑表示,要实现智能分选装备国产化、大型化,提高国产智能分选装备的可靠性。例如,大力研发精度高、可靠性好的在线检测与设备控制仪器、仪表、计算机软件管理系统等;研发稳定可靠的检测技术,开发重选、浮选、粗煤泥分选、煤泥水处理等工艺的控制模型,从而不断提高控制精度。

“必须着力构建从原煤到产品的全链条煤质精准分析体系。同时,加快建设覆盖生产、安全、设备、经营的高水平综合管理平台,推动全要素数据的实时汇聚、统一调度与协同优化,实现‘感知—分析—决策—执行’闭环管理,让生产调度更高效、资源配置更精准。”马剑说。

如何建设选煤大模型?中国矿业大学化工学院教授匡亚莉表示,海量的高质量数据和语料库,是推进大模型落地部署的关键要素。当前,业内大模型建设整体处于语言模型应用阶段,要实现反馈控制、智能决策等,任重道远。

“未来,应扎实推进各企业整体进行数据治理,建立海量数据库,实现大模型和小模型(机理模型)相交融。”匡亚莉说,“用好小模型,是我们建立海量数据库的法宝。”

“通过学习海量生产数据,动态优化分选参数、预判设备效能衰减、精准匹配市场需求,大模型将推动选煤工艺从‘经验依赖’迈向‘数据驱动’智能化新阶段。”马剑说。

面对高精度分析、选煤大模型等技术难点,已有相关企业开展攻关。

“选煤厂经济效益的核心在于精煤产率最大化,而高质量的在线取样、检测与分析技术是实现智能化选煤的前提。”辽宁东方测控集团董事长包良清说。

据辽宁东方测控集团智能仪器研发总监宋青锋介绍,该集团应用中子活化、X荧光、超声等技术,实现对煤炭灰分、硫分以及矿浆浓度、粒度、流量等数据的精准在线检测分析。辽宁东方测控集团在山西焦煤集团华晋焦煤公司沙曲选煤厂打造的重介分选项目,以中子活化高精度煤质分析仪为核心,助力稳定生产。

“我们搭建了多模态大模型选煤专家系统——煤小慧,利用本地化大模型,融合专家知识图谱、管控平台数据、分析决策小模型、事件联动接口等,打造了AI专家知识系统,形成智能化人机交互模式。”山东能源枣矿集团洗选加工中心副主任陈小霞说。

“我们正在构建大型干法分选装备研发体系,重点破解干法分选技术难题,研发高可靠性装备,追求更精准的分选效果,为智能决策打好数据基础。”中煤天津设计工程有限责任公司智能选煤研究所所长、选煤工程院副院长杨瑞峰说,“下一步,我们将更加注重融合开放,实时优化相关参数,深化智能视频应用,构建‘感知—分析—决策—执行’的闭环管理体系。”

需要管理与技术同频共振

“有人认为,智能化就像万能钥匙,可以解决企业出现的所有问题。这个想法是不切实际的。”周娟华说,“在智能化技术落地选煤厂的过程中,已经暴露出不少现场管理问题。”

入选煤源相对固定的选煤厂,往往不再关注技术管理水平提升,缺乏精益管理。有的企业控制用工人数,选煤技术检查人员不足,难以实现全过程技术管理。部分企业选煤厂属于矿井二级单位,没有独立的财权和物权,日常生产管理相对粗放,基础设备难以满足智能化生产管理需求。

“由于缺乏稳定、先进的生产设备,在选煤厂智能化升级改造过程中,企业不得不投入大量资金更新改造生产设备、管道、非标件、基础自动化电气设备等,而真正投入到智能化技术改造中的资金极为有限。”周娟华表示。

“我们要把地基打牢,在精益管理的基础上充分利用智能化技术。”杨瑞锋表示,“选煤智能化是一场深刻的系统性升级。它的本质是以数据为驱动,以工艺为核心,以价值为导向,以安全环保为底线。这意味着,我们不仅要补技术的课、赶技术的趟,更要在管理理念、组织方式、人才队伍等方面进行深刻变革。”

周娟华坦言,当前,有管理者对智能化的认识还不足,影响了选煤智能化决策。有的管理者认为,选煤厂已经达到智能化水平,从而造成低水平重复建设和重复投资。还有的管理者对选煤智能化持观望态度。

“作为生产实体,选煤厂只有实现对生产效果的实时分析,才能及时发现问题、找到问题的原因、制定改进方案,实现智能化决策。”周娟华说,“分选效果评价体系不完善,大大制约了选煤智能化决策。”

马剑表示:“目前,我国煤炭采选智能化建设仍存在标准不统一、评价体系不完善等问题,制约了采选智能化的整体推进速度。”

国家能源局去年发布的《煤矿智能化标准体系建设指南》提出,到2025年,初步建立起结构合理、层次清晰、分类明确、科学开放的煤矿智能化标准体系,满足煤矿智能化建设基本需求;到2030年,煤矿智能化标准体系基本完善,在智能化煤矿设计、建井、生产、管理、运维、评价等环节形成较为完善的系列标准。

《煤矿智能化标准体系建设指南》中,智能洗选系统与装备标准主要包括智能生产控制、智能煤质检测、智能生产辅助、智能生产工艺、智能洗选筛分设备、智能储装运等方面。

随着煤矿智能化建设进程加快,选煤智能化标准制定工作也被提上日程,部分省份开始了积极探索。

今年7月,山西省能源局、山西省应急厅、国家矿山安全监察局山西局印发《煤矿智能化建设评定管理办法》,明确了申请智能化选煤厂评定的相关条件。该办法将于9月1日开始实施。

“近期,我们启动了2026年选煤智能化标准制定筹备工作,将编制智能粗煤泥分选建设技术规范、选煤智能管理与决策建设技术规范,新增分选全流程智能协同控制建设技术规范。”太原理工大学矿业工程学院煤矿机电系主任王然风说。

匡亚莉表示,从2022年到2025年,经过3年打磨,中国矿业大学提交了智能化选煤厂建设标准数据接口技术规范、智能化选煤厂建设控制数据标准化技术规范、智能化选煤厂建设管理数据标准化技术规范的团标讨论稿。

“这份团标来自大量的工程实践,目前已经有较为成熟的软件支撑,可以直接落地。”匡亚莉说,今年,中国矿业大学又立项了两项行业标准,分别为选煤厂数据治理导则、选煤厂设计数据标准化技术导则。

当前,首批国家智能化选煤厂已为选煤厂智能化建设树立了标杆。这些示范项目涵盖重介、浮选、干选等工艺,将形成可复制、可推广的建设模式,以点带面推动选煤行业整体升级。

全流程智能协同是重点发展方向

“比起回答‘智能化选煤厂是什么样的’这个问题,我想先谈谈智能化选煤厂不是什么样的。”周娟华给出了几点“不是”。

建设智能化选煤厂的目的不是单纯的减人、无人,而是提效。智能化建设需要技术积累和持续改进,初期来看是现场操作人员的减少,长期来看是高素质、高技能专业人员的增加。

算法模型不是万能的。关于模型误差,业界的普遍共识为:机械行业模型误差是1%,电子行业模型误差是10%,化工行业模型误差是30%,冶金行业模型误差是50%~100%。选煤属于冶金行业。选煤企业实际使用的参数往往不是模型算出来的,而是在实践中摸索出来的。因此,选煤企业的算法模型有很强的“一厂一策”特点。

智能化建设不能代替基础管理。选煤工艺问题和管理问题,应在智能化建设之前解决。选煤界有一个说法:不在落后的工艺上搞自动化,不在落后的管理上搞信息化,不在不具备数字化、网络化的基础上搞智能化。这体现了基础管理的重要性。

智能化选煤厂不是一次就能建设完成的。智能化建设需要技术积累和持续改进。数据建模、工业APP开发等是支持企业持续改进的数字化手段,需要长期坚持、不断完善,贯穿企业生命周期。

去年5月,国家能源局发布《关于进一步加快煤矿智能化建设促进煤炭高质量发展的通知》,对智能化选煤厂明确了三项重点建设内容:高精度煤质灰分在线检测,智能分选控制,全流程智能监测、决策与控制。

今年4月,国家矿山安全监察局矿山智能化建设专家委员会编制发布了《煤矿智能化发展蓝皮书(2025)》,提出选煤厂全流程智能协同。

“未来,选煤厂全流程智能协同是重点发展方向,通用人工智能大有可为。”王然风说,要构建全流程数据标准化与协同优化体系,突破智能感知与自适应控制技术瓶颈,突破流程动态控制与自优化核心技术,提升智能化决策与全流程闭环优化能力,推动选煤厂从单点智能向全流程自优化跨越。

“选煤智能化建设是一个系统工程。”中国煤炭学会副理事长张建明说,下一阶段,要注重整体谋划,系统推进选煤智能化建设。

“推进选煤智能化建设,企业是主体,要充分发挥其主体作用。”马剑说,对于煤炭企业而言,要主动加大资金、技术和人才投入力度,建立产学研用协同创新机制,与科研机构、高校联合开展技术攻关。同时,注重智能化人才培养,通过校企合作、内部培训等方式,打造一支既懂煤炭采选工艺又精通信息技术的复合型人才队伍。

“智能化选煤厂的运营需要一支具备专业技能和知识的团队来支撑。目前,煤炭行业人才储备相对不足,尤其缺乏同时具备智能化技术和管理经验的人才。”周娟华说,这导致一些选煤厂在智能化转型过程中面临人才短缺的问题,经常出现智能化系统“用不起来”的现象。

马剑表示,行业协会将持续发挥桥梁纽带作用,继续加大选煤专业人才培养和工程技术人员知识更新工程力度。利用国家开放大学,增设选煤专业,鼓励一线优秀的岗位技术工人参加学习培训。

链接

选煤智能化相关标准

●团体标准

T/CCT 005.1-2020

《智能化选煤厂建设 通用技术规范》

T/CCT 008-2023

《智能化选煤厂建设 分级评价》

●山西省地方标准

DB14-T2818-2023

《煤炭洗选企业重介分选智能化评价技术规范》

DB14-T3454-2025

《煤炭洗选企业智能浮选建设技术规范》

DB14-T3455-2025

《煤炭洗选企业智能存储与配煤建设技术规范》

DB14-T3456-2025

《煤炭洗选企业智能干选建设技术规范》

DB14-T3457-2025

《煤炭洗选企业智能浓缩建设技术规范》

DB14-T3458-2025

《煤炭洗选企业智能压滤建设技术规范》

DB14-T3459-2025

《煤炭洗选企业智能原煤准备建设技术规范》

作者:陶冉 版面编辑:陶冉

编辑:张莹

来源:中国煤炭报



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