選煤智能化建設之路怎么走?

國家能源局日前印發(fā)的《關(guān)于開(kāi)展煤礦智能化技術(shù)升級應用試點(diǎn)工作的通知》提出，迭代提升煤礦智能化建設運行水平。其中，智能化選煤系統成為五大重點(diǎn)之一。從2020年初八部委發(fā)布《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導意見(jiàn)》至今，我國煤礦智能化建設不斷提質(zhì)加速。

作為煤炭加工利用過(guò)程中不可或缺的一環(huán)，選煤智能化備受關(guān)注，也取得一定進(jìn)展。

截至目前，國家能源局、國家礦山安全監察局公布首批國家智能化示范煤礦共66處(含52處選煤廠(chǎng))。其中，中級智能化選煤廠(chǎng)45處，初級智能化選煤廠(chǎng)7處。

“推動(dòng)選煤智能化是煤炭行業(yè)安全發(fā)展、綠色發(fā)展、清潔發(fā)展的必然選擇，是一場(chǎng)技術(shù)革命。”中國煤炭加工利用協(xié)會(huì )理事長(cháng)馬劍表示。

“我國煤炭洗選技術(shù)和裝備達到國際先進(jìn)水平，但智能化建設任重道遠。當前，我國選煤智能化建設仍處于初級階段。”煤炭行業(yè)智能選煤工程研究中心副主任周娟華表示。

尚未實(shí)現智能化技術(shù)深度賦能

據周娟華介紹，從2019年開(kāi)始，選煤智能化研究開(kāi)始顯著(zhù)增加，涵蓋重介、浮選、干選、選煤場(chǎng)、設計、設備、檢測、應用等方面。

目前，高校在選煤智能化方面的研究側重行業(yè)發(fā)展現實(shí)需要，并未涉及基礎理論研究、選煤效果評價(jià)體系研究。

“由于基礎研究存在瓶頸，工藝參數設定依賴(lài)經(jīng)驗判斷，缺乏機理與數據融合驅動(dòng)的選煤過(guò)程控制模型研究，尚未實(shí)現智能化技術(shù)深度賦能。”周娟華說(shuō)。

周娟華表示，在基礎研究缺失的同時(shí)，選煤智能化建設在技術(shù)層面同樣充滿(mǎn)挑戰。

一方面，智能化選煤廠(chǎng)快速發(fā)展，大量技術(shù)公司涌入，普遍采用技術(shù)移植的方式實(shí)施項目，缺乏對選煤廠(chǎng)生產(chǎn)場(chǎng)景的適應性分析，移植技術(shù)的應用深度不足。設備狀態(tài)檢測傳感器及數據平臺就是典型的移植技術(shù)。這項技術(shù)能支撐選煤廠(chǎng)實(shí)現數據趨勢分析、數據異動(dòng)報警等，但對于設備故障預測、預測性維護等高級功能鮮有涉足。

另一方面，關(guān)鍵工藝環(huán)節和關(guān)鍵設備儀表的核心智能化技術(shù)尚需突破。選煤關(guān)鍵工藝檢測儀器缺失或精度不足，是選煤廠(chǎng)智能化建設的瓶頸。

“要加大研發(fā)投入力度，全力突破核心技術(shù)瓶頸。”馬劍表示，要高度關(guān)注煤質(zhì)高精度分析、選煤大模型等核心技術(shù)。

如何實(shí)現煤質(zhì)高精度分析?馬劍表示，要實(shí)現智能分選裝備國產(chǎn)化、大型化，提高國產(chǎn)智能分選裝備的可靠性。例如，大力研發(fā)精度高、可靠性好的在線(xiàn)檢測與設備控制儀器、儀表、計算機軟件管理系統等;研發(fā)穩定可靠的檢測技術(shù)，開(kāi)發(fā)重選、浮選、粗煤泥分選、煤泥水處理等工藝的控制模型，從而不斷提高控制精度。

“必須著(zhù)力構建從原煤到產(chǎn)品的全鏈條煤質(zhì)精準分析體系。同時(shí)，加快建設覆蓋生產(chǎn)、安全、設備、經(jīng)營(yíng)的高水平綜合管理平臺，推動(dòng)全要素數據的實(shí)時(shí)匯聚、統一調度與協(xié)同優(yōu)化，實(shí)現‘感知—分析—決策—執行’閉環(huán)管理，讓生產(chǎn)調度更高效、資源配置更精準。”馬劍說(shuō)。

如何建設選煤大模型?中國礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院教授匡亞莉表示，海量的高質(zhì)量數據和語(yǔ)料庫，是推進(jìn)大模型落地部署的關(guān)鍵要素。當前，業(yè)內大模型建設整體處于語(yǔ)言模型應用階段，要實(shí)現反饋控制、智能決策等，任重道遠。

“未來(lái)，應扎實(shí)推進(jìn)各企業(yè)整體進(jìn)行數據治理，建立海量數據庫，實(shí)現大模型和小模型(機理模型)相交融。”匡亞莉說(shuō)，“用好小模型，是我們建立海量數據庫的法寶。”

“通過(guò)學(xué)習海量生產(chǎn)數據，動(dòng)態(tài)優(yōu)化分選參數、預判設備效能衰減、精準匹配市場(chǎng)需求，大模型將推動(dòng)選煤工藝從‘經(jīng)驗依賴(lài)’邁向‘數據驅動(dòng)’智能化新階段。”馬劍說(shuō)。

面對高精度分析、選煤大模型等技術(shù)難點(diǎn)，已有相關(guān)企業(yè)開(kāi)展攻關(guān)。

“選煤廠(chǎng)經(jīng)濟效益的核心在于精煤產(chǎn)率最大化，而高質(zhì)量的在線(xiàn)取樣、檢測與分析技術(shù)是實(shí)現智能化選煤的前提。”遼寧東方測控集團董事長(cháng)包良清說(shuō)。

據遼寧東方測控集團智能儀器研發(fā)總監宋青鋒介紹，該集團應用中子活化、X熒光、超聲等技術(shù)，實(shí)現對煤炭灰分、硫分以及礦漿濃度、粒度、流量等數據的精準在線(xiàn)檢測分析。遼寧東方測控集團在山西焦煤集團華晉焦煤公司沙曲選煤廠(chǎng)打造的重介分選項目，以中子活化高精度煤質(zhì)分析儀為核心，助力穩定生產(chǎn)。

“我們搭建了多模態(tài)大模型選煤專(zhuān)家系統——煤小慧，利用本地化大模型，融合專(zhuān)家知識圖譜、管控平臺數據、分析決策小模型、事件聯(lián)動(dòng)接口等，打造了AI專(zhuān)家知識系統，形成智能化人機交互模式。”山東能源棗礦集團洗選加工中心副主任陳小霞說(shuō)。

“我們正在構建大型干法分選裝備研發(fā)體系，重點(diǎn)破解干法分選技術(shù)難題，研發(fā)高可靠性裝備，追求更精準的分選效果，為智能決策打好數據基礎。”中煤天津設計工程有限責任公司智能選煤研究所所長(cháng)、選煤工程院副院長(cháng)楊瑞峰說(shuō)，“下一步，我們將更加注重融合開(kāi)放，實(shí)時(shí)優(yōu)化相關(guān)參數，深化智能視頻應用，構建‘感知—分析—決策—執行’的閉環(huán)管理體系。”

需要管理與技術(shù)同頻共振

“有人認為，智能化就像萬(wàn)能鑰匙，可以解決企業(yè)出現的所有問(wèn)題。這個(gè)想法是不切實(shí)際的。”周娟華說(shuō)，“在智能化技術(shù)落地選煤廠(chǎng)的過(guò)程中，已經(jīng)暴露出不少現場(chǎng)管理問(wèn)題。”

入選煤源相對固定的選煤廠(chǎng)，往往不再關(guān)注技術(shù)管理水平提升，缺乏精益管理。有的企業(yè)控制用工人數，選煤技術(shù)檢查人員不足，難以實(shí)現全過(guò)程技術(shù)管理。部分企業(yè)選煤廠(chǎng)屬于礦井二級單位，沒(méi)有獨立的財權和物權，日常生產(chǎn)管理相對粗放，基礎設備難以滿(mǎn)足智能化生產(chǎn)管理需求。

“由于缺乏穩定、先進(jìn)的生產(chǎn)設備，在選煤廠(chǎng)智能化升級改造過(guò)程中，企業(yè)不得不投入大量資金更新改造生產(chǎn)設備、管道、非標件、基礎自動(dòng)化電氣設備等，而真正投入到智能化技術(shù)改造中的資金極為有限。”周娟華表示。

“我們要把地基打牢，在精益管理的基礎上充分利用智能化技術(shù)。”楊瑞鋒表示，“選煤智能化是一場(chǎng)深刻的系統性升級。它的本質(zhì)是以數據為驅動(dòng)，以工藝為核心，以?xún)r(jià)值為導向，以安全環(huán)保為底線(xiàn)。這意味著(zhù)，我們不僅要補技術(shù)的課、趕技術(shù)的趟，更要在管理理念、組織方式、人才隊伍等方面進(jìn)行深刻變革。”

周娟華坦言，當前，有管理者對智能化的認識還不足，影響了選煤智能化決策。有的管理者認為，選煤廠(chǎng)已經(jīng)達到智能化水平，從而造成低水平重復建設和重復投資。還有的管理者對選煤智能化持觀(guān)望態(tài)度。

“作為生產(chǎn)實(shí)體，選煤廠(chǎng)只有實(shí)現對生產(chǎn)效果的實(shí)時(shí)分析，才能及時(shí)發(fā)現問(wèn)題、找到問(wèn)題的原因、制定改進(jìn)方案，實(shí)現智能化決策。”周娟華說(shuō)，“分選效果評價(jià)體系不完善，大大制約了選煤智能化決策。”

馬劍表示：“目前，我國煤炭采選智能化建設仍存在標準不統一、評價(jià)體系不完善等問(wèn)題，制約了采選智能化的整體推進(jìn)速度。”

國家能源局去年發(fā)布的《煤礦智能化標準體系建設指南》提出，到2025年，初步建立起結構合理、層次清晰、分類(lèi)明確、科學(xué)開(kāi)放的煤礦智能化標準體系，滿(mǎn)足煤礦智能化建設基本需求;到2030年，煤礦智能化標準體系基本完善，在智能化煤礦設計、建井、生產(chǎn)、管理、運維、評價(jià)等環(huán)節形成較為完善的系列標準。

《煤礦智能化標準體系建設指南》中，智能洗選系統與裝備標準主要包括智能生產(chǎn)控制、智能煤質(zhì)檢測、智能生產(chǎn)輔助、智能生產(chǎn)工藝、智能洗選篩分設備、智能儲裝運等方面。

隨著(zhù)煤礦智能化建設進(jìn)程加快，選煤智能化標準制定工作也被提上日程，部分省份開(kāi)始了積極探索。

今年7月，山西省能源局、山西省應急廳、國家礦山安全監察局山西局印發(fā)《煤礦智能化建設評定管理辦法》，明確了申請智能化選煤廠(chǎng)評定的相關(guān)條件。該辦法將于9月1日開(kāi)始實(shí)施。

“近期，我們啟動(dòng)了2026年選煤智能化標準制定籌備工作，將編制智能粗煤泥分選建設技術(shù)規范、選煤智能管理與決策建設技術(shù)規范，新增分選全流程智能協(xié)同控制建設技術(shù)規范。”太原理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院煤礦機電系主任王然風(fēng)說(shuō)。

匡亞莉表示，從2022年到2025年，經(jīng)過(guò)3年打磨，中國礦業(yè)大學(xué)提交了智能化選煤廠(chǎng)建設標準數據接口技術(shù)規范、智能化選煤廠(chǎng)建設控制數據標準化技術(shù)規范、智能化選煤廠(chǎng)建設管理數據標準化技術(shù)規范的團標討論稿。

“這份團標來(lái)自大量的工程實(shí)踐，目前已經(jīng)有較為成熟的軟件支撐，可以直接落地。”匡亞莉說(shuō)，今年，中國礦業(yè)大學(xué)又立項了兩項行業(yè)標準，分別為選煤廠(chǎng)數據治理導則、選煤廠(chǎng)設計數據標準化技術(shù)導則。

當前，首批國家智能化選煤廠(chǎng)已為選煤廠(chǎng)智能化建設樹(shù)立了標桿。這些示范項目涵蓋重介、浮選、干選等工藝，將形成可復制、可推廣的建設模式，以點(diǎn)帶面推動(dòng)選煤行業(yè)整體升級。

全流程智能協(xié)同是重點(diǎn)發(fā)展方向

“比起回答‘智能化選煤廠(chǎng)是什么樣的’這個(gè)問(wèn)題，我想先談?wù)勚悄芑x煤廠(chǎng)不是什么樣的。”周娟華給出了幾點(diǎn)“不是”。

建設智能化選煤廠(chǎng)的目的不是單純的減人、無(wú)人，而是提效。智能化建設需要技術(shù)積累和持續改進(jìn)，初期來(lái)看是現場(chǎng)操作人員的減少，長(cháng)期來(lái)看是高素質(zhì)、高技能專(zhuān)業(yè)人員的增加。

算法模型不是萬(wàn)能的。關(guān)于模型誤差，業(yè)界的普遍共識為：機械行業(yè)模型誤差是1%，電子行業(yè)模型誤差是10%，化工行業(yè)模型誤差是30%，冶金行業(yè)模型誤差是50%～100%。選煤屬于冶金行業(yè)。選煤企業(yè)實(shí)際使用的參數往往不是模型算出來(lái)的，而是在實(shí)踐中摸索出來(lái)的。因此，選煤企業(yè)的算法模型有很強的“一廠(chǎng)一策”特點(diǎn)。

智能化建設不能代替基礎管理。選煤工藝問(wèn)題和管理問(wèn)題，應在智能化建設之前解決。選煤界有一個(gè)說(shuō)法：不在落后的工藝上搞自動(dòng)化，不在落后的管理上搞信息化，不在不具備數字化、網(wǎng)絡(luò )化的基礎上搞智能化。這體現了基礎管理的重要性。

智能化選煤廠(chǎng)不是一次就能建設完成的。智能化建設需要技術(shù)積累和持續改進(jìn)。數據建模、工業(yè)APP開(kāi)發(fā)等是支持企業(yè)持續改進(jìn)的數字化手段，需要長(cháng)期堅持、不斷完善，貫穿企業(yè)生命周期。

去年5月，國家能源局發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步加快煤礦智能化建設促進(jìn)煤炭高質(zhì)量發(fā)展的通知》，對智能化選煤廠(chǎng)明確了三項重點(diǎn)建設內容：高精度煤質(zhì)灰分在線(xiàn)檢測，智能分選控制，全流程智能監測、決策與控制。

今年4月，國家礦山安全監察局礦山智能化建設專(zhuān)家委員會(huì )編制發(fā)布了《煤礦智能化發(fā)展藍皮書(shū)(2025)》，提出選煤廠(chǎng)全流程智能協(xié)同。

“未來(lái)，選煤廠(chǎng)全流程智能協(xié)同是重點(diǎn)發(fā)展方向，通用人工智能大有可為。”王然風(fēng)說(shuō)，要構建全流程數據標準化與協(xié)同優(yōu)化體系，突破智能感知與自適應控制技術(shù)瓶頸，突破流程動(dòng)態(tài)控制與自?xún)?yōu)化核心技術(shù)，提升智能化決策與全流程閉環(huán)優(yōu)化能力，推動(dòng)選煤廠(chǎng)從單點(diǎn)智能向全流程自?xún)?yōu)化跨越。

“選煤智能化建設是一個(gè)系統工程。”中國煤炭學(xué)會(huì )副理事長(cháng)張建明說(shuō)，下一階段，要注重整體謀劃，系統推進(jìn)選煤智能化建設。

“推進(jìn)選煤智能化建設，企業(yè)是主體，要充分發(fā)揮其主體作用。”馬劍說(shuō)，對于煤炭企業(yè)而言，要主動(dòng)加大資金、技術(shù)和人才投入力度，建立產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng )新機制，與科研機構、高校聯(lián)合開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)。同時(shí)，注重智能化人才培養，通過(guò)校企合作、內部培訓等方式，打造一支既懂煤炭采選工藝又精通信息技術(shù)的復合型人才隊伍。

“智能化選煤廠(chǎng)的運營(yíng)需要一支具備專(zhuān)業(yè)技能和知識的團隊來(lái)支撐。目前，煤炭行業(yè)人才儲備相對不足，尤其缺乏同時(shí)具備智能化技術(shù)和管理經(jīng)驗的人才。”周娟華說(shuō)，這導致一些選煤廠(chǎng)在智能化轉型過(guò)程中面臨人才短缺的問(wèn)題，經(jīng)常出現智能化系統“用不起來(lái)”的現象。

馬劍表示，行業(yè)協(xié)會(huì )將持續發(fā)揮橋梁紐帶作用，繼續加大選煤專(zhuān)業(yè)人才培養和工程技術(shù)人員知識更新工程力度。利用國家開(kāi)放大學(xué)，增設選煤專(zhuān)業(yè)，鼓勵一線(xiàn)優(yōu)秀的崗位技術(shù)工人參加學(xué)習培訓。

鏈接

選煤智能化相關(guān)標準

●團體標準

T/CCT 005.1-2020

《智能化選煤廠(chǎng)建設 通用技術(shù)規范》

T/CCT 008-2023

《智能化選煤廠(chǎng)建設 分級評價(jià)》

●山西省地方標準

DB14-T2818-2023

《煤炭洗選企業(yè)重介分選智能化評價(jià)技術(shù)規范》

DB14-T3454-2025

《煤炭洗選企業(yè)智能浮選建設技術(shù)規范》

DB14-T3455-2025

《煤炭洗選企業(yè)智能存儲與配煤建設技術(shù)規范》

DB14-T3456-2025

《煤炭洗選企業(yè)智能干選建設技術(shù)規范》

DB14-T3457-2025

《煤炭洗選企業(yè)智能濃縮建設技術(shù)規范》

DB14-T3458-2025

《煤炭洗選企業(yè)智能壓濾建設技術(shù)規范》

DB14-T3459-2025

《煤炭洗選企業(yè)智能原煤準備建設技術(shù)規范》