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“温度22.1度、烟雾0%、方向向上……监测数据一切正常。”在贵州豫能安顺煤矿调度室，调度员刘磊目不转睛监控主井原煤皮带情况。
不同以往，此次实时传送来的数据来自一名新“同事”。今年6月，贵州首台井下巡检智能机器人在安顺煤矿下井。长40厘米、宽25厘米、高45厘米、重17公斤的机器人同事实时采集、存储并传输矿井图像、声音、温度、烟雾、甲烷等数据，让刘磊深感安心：远程监控，实时巡检，省去了人力，效率还更高，安全又快捷!
安全快捷的背后，是一场深刻产业技术“革新”。贵州煤炭资源丰富，储量居全国第五，占西南地区61%，有“西南煤海”之称。然而，煤矿基础薄弱、地质条件复杂、单井规模小、矿界范围小等自然、历史因素，让贵州煤矿先天的优势未能转变为资源优势。
近年来，贵州以科技兴煤，力图摆脱传统的“傻大黑粗”模式。特别针对喀斯特地貌的复杂煤层开采难题，贵州省以技术榜单破解关键核心技术，为当地煤炭工业转型升级赋能加持。
随着煤炭开采搭上高科技快车，一个煤炭智能工业新时代，正与贵州渐行渐近。
变革——“煤黑子”变为“煤亮子”
“以前是在黑暗潮湿的井下，现在真正实现了地面采煤。”今年4月，贵州豫能新田煤矿1901综采工作面投入生产。负责该工作面技术操作的张明明用鼠标轻点“启动皮带”按钮，随着语音提示，智能化采煤设备依次开启，仅10多秒，强力胶带运输机将乌黑发亮的煤炭，从数百米深的井下带出井口。
据张明明介绍：依托三套系统，在采煤面，几十台核心采煤设备实现远程一键启动控制，将人员从最危险、最艰苦区域撤离；井下最关键的电、风、水等数据全部上“云”，实现实时监控、风险预判报警，摆脱了传统人工巡查、层层汇报的安全巡查模式；而在复杂的井下综合管理方面，仅井下人员定位就能精确到30厘米内，并能生成3D运动轨迹，还能与安全警报产生自动联动……“简直是煤矿产业的一次‘颠覆性技术革命’”他说。
作为贵州传统支柱产业，长期以来，贵州煤炭“大而不强”：特殊的地理条件加上开采技术的相对落后，到2016年底，37.7%的煤矿采用爆破采煤，其余煤矿大多是普通机械化采煤。技术水平低换来的是生产效率的尴尬：煤矿数量位居全国第一，原煤产量只占全国的3%。“十二五”末煤矿全员工效775吨，低于全国840吨的水平。
转型发展，迫在眉睫。对此，贵州以大数据为突破口，谋求贵州煤炭产业转型提质增效，力图将大数据、物联网、5G等技术融入煤矿行业生产管理各个环节。以机械化减人、智能化少人无人提升煤矿安全生产保障能力；推广煤矿机器人替代危险岗位，减少人员因素造成的安全事故；生产系统智能化，实现安全生产环节的资源共享、管理决策与生产过程有机融合，提高煤矿安全生产管理水平……
截至目前，全省煤矿减少井下岗位人员4500人，年降低人工成本3.2亿元。产能利用率也提至87.5%，比2016年提高23.5个百分点，生产效率提高47%。
昔日的“煤黑子”已然变成引以为荣的“煤亮子”
破局——揭榜技术单，啃下“硬骨头”
2017年，根据贵州省委省政府部署，96%的现有生产矿井将在2020年实现机械化开采，其余4%属于很难机械化的极薄、急倾角煤层。解决“关键4%”矿井机械化开采问题，不仅将使煤炭资源利用效率大幅提高，还将为开采丰富的极薄、急倾角煤层，甚至2000米以上深处，更为丰富的煤炭资源奠定基础。
如何破题？为此，贵州省科技厅发布技术榜单，悬榜攻克长期以来制约贵州煤炭转型升级的核心技术。西南煤海，借“云”转型之路正式启航。
2017年8月，《贵州省煤矿智能化、机械化改造领域技术榜单》公布，针对薄煤层、急倾斜煤层机械化开采技术，煤矿井下无人/少人采掘系统，矿井设备小型化轻量化技术等方向，面向全社会征求解决方案，吸引了中煤科工集团下属多个研究院、中国矿业大学、三一重工等国内顶级技术团队揭榜；2018年，实施5个科技重大专项解决榜单提出的问题。
2019年，为定点清除不能实现机械化开采的煤矿，《贵州省关键4%煤矿机械化开采技术榜单》公布。这个榜单分两个技术方向，一是复杂地质条件下急倾角煤层的综合机械化开采，涉及12个煤矿，这部分煤矿最大倾角到达了87度，近乎垂直；二是构造复杂、井田范围小等特殊地质条件煤层的小型机械化开采，涉及7个煤矿，这部分煤矿断层过多，最小采面只有50米，设备来回拆卸、搬运成本太高，无法支撑综合机械化的成本支出。最终通过揭榜比拼，优胜方案从技术可行性论证上，可以解决倾角65度以下煤层的开采，涉及榜单中的6个煤矿；而倾角65度以上和特殊地质条件煤层的小型机械化开采未能找到合适的技术方案。在2019年底，省科技厅又立项实施了“复杂地质条件下急倾角煤层的综合机械化开采”科技重大专项，目前项目正在推进中，项目成功后将使倾角65度以下煤层实现综合机械化开采。
2020年，进入十三五的收尾之年，贵州省科技厅再次发布《贵州省煤炭智能采掘技术榜单》，谋划了3条不同技术路线，全链条布局，探索未来五到十年煤炭行业的创新发展，一是无井式煤炭地下气化全链条现场先导性试验、二是基于工业互联网的煤炭智能采掘、三是110/N00工法煤炭智能采掘技术和装备等，共设计12个科技重大专项，计划投入科技引导资金1.2亿元。第一个方向以期突破前沿技术，实现煤炭原位流态化开采，力争2022年左右实现“井下无人地面无煤”；第二、第三个方向，嫁接工业互联网提升智能化水平，引进无煤柱开采技术简化井下作业条件，力争2025年左右实现“井下无人地面出煤”。配合榜单的实施，拟在省内布局2-3家省级重点实验室、5-6家省级技术创新中心，遴选条件较好的创新平台创建国家级创新基地，实现关键技术、型号产品、龙头企业、领军人才“四个培育”；用5-10年的时间，培育1-2个国家重点实验室，1-2个国家级技术创新中心，以此支撑申建新一代人工智能试验区，形成在煤炭智能采掘领域国际领先优势。
“把需要的关键核心技术张榜出来，英雄不问出处，谁有本事谁就揭榜。”贵州省科技厅高新技术处四级调研员杨璟说。4年间，3个技术榜单，从机械化、智能化再到无人化，一个山头一个山头地攻，一块骨头一块骨头地啃，科技创新有力支撑了产业变革。截至2020年6月25日，贵州按产能计算采煤机械化率达到87.93%；同时已实现辅助生产智能化的生产煤矿194处，实施覆盖率97.30%。全省已投入运行的智能化、少人化综采工作面12个。
目标——煤炭开采智能“云时代”
统计数据显示，在量方面，当前贵州煤矿智能化覆盖率达到97.30%，采煤机械化率已从落后全国13个百分点，到超过6.5个百分点。
在质上，贵州已获得“六个第一”：出台全国第一个煤矿智能化建设、验收标准、建立综合管理体系；建成全国第一个民营企业复杂地质条件下薄煤层智能化采面；全国第一个开展透明智能化采煤工作面工程性试验；全国第一个使用突出煤层掘进工作面智能远程控制掘锚支一体机；全国第一个煤矿智能化建设项目获煤炭行业最高奖项、10个煤矿智能化工程获煤炭行业“太阳杯工程”奖和“优质工程”奖；建成西南第一个复杂地质条件下智能化采面。国家级标准——《煤矿智能化施工及验收标准》由贵州省领衔编制,贵州标准正上升为全国标准。
“质”与“量”的成绩表明，贵州煤矿智能机械化水平显著进步，在全国已实现从“跟跑”到“领跑”转变，科技部将全国三个煤矿井下机器人示范点之一“复杂地质条件下煤矿辅助运输机器人”定向落户贵州。
然而，作为全国首个大数据综合试验区，贵州不满足于“实现”，还志在“超越”。10月26日，省科技厅再次发布“煤矿井下5G应用研究及示范”重点项目申报指南。立足我省煤矿现有机械化、智能化基础,利用5G技术“大带宽、低时延、广连接”的特点,解决现场实时数据采集量不断增多、自动化/智能化设备操控指令传输时限不断缩短、多系统海量传感器并网需求不断增加的问题，以新一代通讯技术进一步促进煤矿智能化建设，实现“系统智能化”向“智能系统化”的转变。
