贵州煤炭工业转型升级的问题及路径探讨

引言

贵州煤炭资源非常丰富,相当于我国南方l2个省的总和,在全国排名第五。贵州省的煤炭不仅要满足本省的煤炭需求,还负责向重庆、四川和广西等地供应。

自20l6年2月实施煤炭减产政策以来,贵州省一直响应政策大力度去产能。20l7年去产能l749万t,2018年去产能1038万t,位居全国前列。虽然贵州各级政府相继出台了多项政策措施,但贵州煤炭产业的发展仍受资源条件、安全等多方面的因素影响。

当前贵州煤炭工业发展现状如下:

(1)开采条件差,产能难以完全释放。

贵州是典型的喀斯特洞穴区,其喀斯特地貌在世界上分布最广,这一地貌也导致了煤层条件复杂,以及煤与瓦斯突出和透水等严重灾害。

贵州的采矿条件比北方煤炭省更为复杂,同时也很难建设比较大型的煤矿。2016年初,贵州省实施了一批新产能的技术改造项目,更容易释放新产能,缩短矿山建设周期。

(2)采掘智能机械化率相对较低。

贵州煤层赋存以薄及中厚煤层为主,且地质构造条件复杂,受资源禀赋和地质条件影响,贵州以中小型煤矿为主,中小型煤矿是贵州省煤炭产量的主力。

据统计,贵州超过一半的煤炭企业都是民营企业,这些客观条件限制了煤炭工业的规模化和集约化发展,这也是造成国内外部分成熟的、先进的智能机械化设备在贵州无用武之地的重要原因。进一步加快"产、学、研、教、用"深度融合,一方面要加强新技术、新工艺的推广,另一方面,研究适合贵州煤矿条件的智能机械化采矿技术和设备对于提高贵州工业的整体效率具有重要意义。

(3)信息化管理水平低,缺乏复合型专业技术人员。

在煤炭生产企业中,没有单独的信息管理组织,多数计算机房挂在企业管理或技术部门下面。

大多数企业都有通信计算中心,其主要职责是承担整个企业的有线通信的维护和相关技术工作,而不是行使信息管理职能。计算机专业人员很少,信息管理专业人员更加稀缺。

(4)中小型煤矿资金短缺,复工复产缓慢。

由于2016年前煤炭市场不景气,价格持续低迷,融资困难,煤炭企业没有资金投入,许多煤炭开采投入不足,导致了严重的矿业失衡。

其后煤炭企业想复工需要时间,且存在资金不足的困难,这就导致大量煤矿在市场复苏后恢复生产缓慢。

1贵州煤炭工业转型升级存在的问题

去产能仍然是当前煤炭行业的首要任务。目前,煤炭价格处于合理范围甚至超出了绿色范围,煤炭企业的盈利能力正在逐步提高。

然而,虽然煤炭行业暂时摆脱了危机,但这并不意味着煤炭行业固有的结构性矛盾已经从根本上得到解决[2],继续转型升级、减产仍是贵州省煤炭工业发展的双重任务。

通过上述分析可知,贵州煤矿智能化水平普遍偏低,煤炭工业转型升级涉及点多面广,消除过时的生产能力和实施煤炭工业的转型升级存在以下问题:

(1)转型升级资金投入大,煤炭企业融资困难。

贵州煤矿转型升级涉及的煤炭企业众多,机械化、智能化改造又以民营企业为主,其机械化、智能化水平普遍较低,完成转型升级还涉及许多项目,一次性投资金额很大。

前几年煤炭市场萎靡时,部分矿井投入不足,导致在市场回暖时矿井采掘严重失调,而且部分矿井在资本市场出现了信用危机,造成信用不良或融资困难。

(2)信息标准化不规范,信息资源共享和集成水平低。

在各煤炭企业的信息化建设中,缺乏统一的数据标准规范,导致集团公司层面没有统一的信息标准和规范。各矿山信息化程度的差异加大,使得集团公司及其下属矿山无法及时、完整、准确地实现信息交互,会出现信息孤岛不通融等问题。另外,在现有系统中,各部门选择的系统适用于部门业务,但很少考虑与其他系统共享信息资源。

因此,各系统之间的信息交换不畅通,集成困难,缺乏统一的信息集成平台,部门之间的业务整合无法实现,信息利用率低,信息价值无法反映,"信息孤岛"和"信息烟囱"现象严重。信息共享平台不能满足各部门之间的职能分工,信息统计扭曲,信息质量降低,同时造成了人力、物力和财力资源的浪费,导致工作效率低下,无法在信息共享的基础上实现数据挖掘和群体决策,减弱了对市场的反应,即信息反馈滞后。

(3)当地有很多自动化项目,缺乏总体规划。

煤炭生产自动化主要包括生产、采矿、运输、通风、给排水、供电、清洁和装车外运等环节。

本地实施的自动化项目很多,如运输系统监控、安全系统监控、洗煤控制和主要设备的自动化,但大多数煤炭公司缺乏计划生产过程的整体自动化,这也是导致煤炭企业信息化与自动化脱钩的主要原因之一。煤炭企业也还远未实现设备的在线管理,不能及时指导生产,协助决策。

(4)智能信息系统监测较多,控制较少,可靠性低。

由于煤炭行业的特殊性,国家对煤炭企业的安全监管有严格的规定,几乎所有煤矿都有安全监控系统。然而,由于矿山生产环境和采矿设备的复杂性,实现矿山生产过程信息化、智能化对技术研发能力要求很高,许多企业在生产过程中仍处于安全监测阶段。

与此同时,煤炭行业是一个事故多发的高风险行业,必须确保每个系统都高度可靠,才能保障矿井的安全生产。此外,煤矿实现智能化生产的难点在于移动设备众多,在采掘、运输、监测监控等环节设备都不是固定不动的。生产过程中设备处于移动的状态,对应的控制设备也在移动,这就对智能控制系统的设计和可靠性提出了更高的要求。

(5)资源和环境约束继续加强,煤炭企业存在潜在风险。

从国际环境的角度出发,加快能源和技术创新,促进新能源和可再生能源的发展,鼓励煤炭的清洁利用,增加能源利用,加大节能减排力度,构筑清洁高效、绿色低碳的多元能源保障体系是国际能源发展战略:从国内环境来看,中国煤炭工业已进入新的发展阶段,国内经济发展已进入新常态,资源环境约束不断强化,持续去产能政策将给部分拟改扩建矿井带来潜在风险。

(6)安全、稳定压力不断加大。

贵州煤矿煤层和地质条件十分复杂,煤矿灾害严重。随着矿山开采深度的不断增加,一些非突煤层已经升级为突出煤层,防治各种自然灾害的难度也在增加。同时,部分国有企业存在人员老龄化、内退人员安置等问题,有些缺乏政策依据,不稳定因素极易扩散蔓延,出现非正常上访、缠访等问题。不过,随着煤炭市场供求关系的改善,目前工业经济形势趋于改善。

随着政策不断改革,煤炭市场供求关系有所缓解,煤炭工业形式也趋于稳定。

(7)煤炭企业人才流动性强,缺乏专业技术人才。

煤炭企业既具有一般企业的特点,同时由于受"煤炭"这一环境因素的影响又具有不同于其他行业的独有的特点,这就使得人才流失成为煤炭企业的普遍现象,导致煤矿一线工人知识水平普遍较低。

"引不来、留不住"一直是困扰煤炭企业人才发展的难题,也成为了煤炭工业转型升级的瓶颈。

2贵州煤炭工业转型升级的路径

2.1总体思路

从应对气候变化,节约能源,保护生态环境出发,全省将全面实施生产煤矿的综合机械化改造和智能化升级。在参考国内外先进煤矿智能机械化技术和全省智能机械化矿井试验煤矿的基础上,开展了关键工艺参数技术研究。

加快煤矿机械化与智能化相结合,构建适合贵州实际情况的智能型煤炭工业发展道路,做到"机械化减人,自动化换人",大大提高煤炭工业的安全性和生产效率。将煤矿机械化、智能化信息实时上传至煤矿信息采集平台,实现煤矿智能化设备远程诊断及远程服务,加强政府监管能力,全面推进煤炭产业转型升级。

2.2发展目标

重点推进并购,保持煤矿机械化改造和智能化升级势头。实施煤矿生产机械化改造、矿山综合治理和智能控制,实现智能煤矿一体化、地下矿山机械化:实施政府监督与生产经营数字化整合,智能化管理,固定站点自动控制,地下固定装置和运输系统实现无人或少人操作:讨论适合贵州煤矿地质构造条件和煤层条件的无人或少人采煤工作面技术支持系统。

2.3技术路径

根据煤炭工业转型升级的总体思路和发展目标,现阶段实现矿井转型升级的主要途径分为机械化改造、智能化改造和信息化改造三个方面。

2.3.1机械化改造技术路径

煤矿的机械化改造包括采煤机械化、挖掘机械化和运输机械化。

煤矿机械化是指在采煤工作面采用滚筒式采煤机或刨煤机:挖掘机械化意味着掘进面由挖掘设备操作:运输机械化是指在该区内或整个矿山中连续运输煤炭。

要求实现煤矿机械化升级工作"减头、减面、减人、提效",不断推进煤矿生产系统的优化,提高生产效率和安全性。煤矿的机械化改造主要从以下方向进行:

(1)采煤机械化。

鼓励矿山采用综采工艺,但矿山现有储量必须与机械改造后矿山的生产能力相适应。根据现有成熟的技术条件,适宜的煤层厚度不小于0.6m,煤层倾角不大于55o(特殊情况除外)。煤层倾角大于55o,受现有设备和管理水平的限制,不能采用机械化采矿,可以采用柔性掩护支架采煤法,但采矿高度不应小于1m。煤与瓦斯突出煤层的机械化开采应确保提取合格并防止瓦斯突出。根据矿山的地质条件,应在安全保障、技术可行性和经济合理性方面充分论证采用刨煤机开采工艺的机械化。

煤矿机械化包括采煤机、转移机、破碎机、液压支架、破碎机、刮板输送机、乳化泵站系统、喷淋泵站系统、换流器开关、控制系统等成套设备,用于实现煤矿综合机械化开采。

(2)掘进机械化。

根据煤岩性条件,岩石普氏系数和煤矿岩层稳定煤矿应实现机械化采掘工艺,鼓励企业采用综采工艺。不能实现机械化掘进的矿井应采用机械装载(自溜和特殊规定除外)。

掘进机械化包括综合开挖机械、机载锚杆钻机、连续传送带式输送机等成套设备,用于提高煤巷和半煤岩巷道的开采效率。例如通过使用凿岩机、凿岩钻机和连续运输机等设备,实现机械化开采。

(3)运输机械化。

利用机械化采煤技术实现矿区连续采煤,鼓励、支持有条件的矿山实现连续的运煤和运研系统。

运输机械化需连续不断地将煤从工作面输送到地面,可以使用铁路运输设备和高架客运设备等来提高煤矿运输机械化水平。

2.3.2智能化改造技术路径

(1)建设煤矿和企业集团之间的管控平台。

由工业以太网配置的工业视频监控系统、固定位置无人值守系统、通信系统和工作台设备监控系统人员定位系统、监测和控制系统、地面生产系统、紧急训练钻井系统、紧急救援指挥系统、紧急呼叫系统、地面生产系统等子系统的数据实时传输到煤矿信息管理控制平台。

要实现各个子系统的集中控制、统一运行、集中调度,并根据煤炭企业管理规章制度,按时准确地传输有效数据[6]。利用移动终端平台加强信息管理和控制。

(2)构建贵州"能源云"数据资源中心和统一集成地服务平台。

以实施省"大数据"战略决策为契机,使用云计算和大数据管理等新技术,在"云上贵州"建立贵州"能源云"数据资源中心和煤炭统一综合服务平台。

电力、新能源、石油、天然气等能源项目及其生产经营是贵州能源产业的主要线路,省、市(州)、县(市、区、特区)和企业要建立四级信息"能源云"平台(包括移动终端),构建统一的集成服务平台和数据采集系统,实现远程服务,打造贵州煤炭行业的"互联网＋"智能化大数据服务平台。

(3)建立运输系统远程控制系统。

煤矿运输系统主要是通过自动控制、集中控制、视频监控和智能化保护来实现无人值守:应用远程集中控制,通过视频监控、顺序控制,减少设备闲置情况。

(8)建立井下设备运行状态控制和故障预警系统。

通过煤矿智能化监控、视频传输监控、煤矿信息管理控制平台和自动控制系统,可实现煤矿压力风机房、绞车房、通风机房、加油站、变电站[11]、泵房的集中控制。

主要运输系统和高架客运设备等场所要实现无人值守和集中操控。

(5)建立矿区工作面远程控制系统。

综采工作面智能控制技术与可视化远程干预控制技术相匹配,适用于采煤工作面。

合理应用液压支架电液控制系统,智能集成供液系统,图像和视频远程跟踪系统,采煤机、刮板输送机和液压支架协调控制系统,遥控平台等智能化采矿设备,实现智能化升级。

2.3.3信息化改造技术路径

煤矿信息系统的建立主要包括以下内容:三个层次,即企业信息门户和决策支持层,企业管理,生产现场管理:三个应用子系统,即企业信息门户和决策支持系统,企业管理信息子系统,生产管理子系统:两个支持环境,即计算机网络支持环境和数据库管理环境。

(1)自动化整个生产过程。

矿山生产的整个过程完全自动化,即实现煤炭开采、掘进、运输、通风、给排水、供电、清洁和装车外运+个生产流程的全面自动化。

其中,煤矿开采环节实现工作面的自动生产控制和地面集中监控,运输、原煤加工及装车外运环节实现地面集中控制,三遥控制在通风、给排水、供电环节实现。

(2)实现管理信息化和办公自动化。

利用现代信息技术构建敏感、准确的信息系统,在网络层面整合企业生产并实现集成管理。

在企业的规划、生产、调度、安全监督、设备、财务、材料、运输和销售、基础设施、人力资源、党组织、档案等方面实现网络和信息管理,在业务中,利用信息技术实现信息的自动收集、处理和管理。

(3)建设"能源云",实现管理与控制一体化。

对生产信息系统的实时数据库与管理信息系统的关系数据库之间的数据进行管理和控制集成,提高管理信息系统中与生产和设备操作相关的原始数据的准确性和实时性,全面提高政府和企业协作决策的能力。

3结论

(1)贵州省煤炭工业转型升级主要存在投入大、企业融资困难、信息化不规范、自动化缺乏总体规划、监控系统可靠性低、专业技术人员匮乏等问题和困难。

(2)根据贵州煤炭工业的发展现状,主要通过煤矿的机械化和智能化实现升级改造,提出了建设智能化管控平台、构建数据资源中心、建立远程控制系统等主要技术路径和方法。

(3)通过贵州省煤矿基本信息采集平台实时信息(设备运行数据)采集渠道,使智能化信息实时上传至"云上贵州",为实现煤矿设备远程诊断及数据分析提供必要的数据支撑,为推动贵州煤炭工业升级改造提供了必要的条件。