摘 要：文章首先描述了智能绿色煤 矿的科学内涵，进而分析了智慧化、绿色 化是现代煤矿的发展方向，也是煤炭企业 实现能源革命、转型升级、可持续发展的 必由之路。在此基础上，文章分别介绍了 智慧煤矿生产经营管控体系和绿色煤矿 生产关键技术。最后指出我国煤矿企业应 加快推进智慧绿色煤矿建设，促进煤炭企业转型升级。
关键词：智慧 绿色 煤炭企业 转型升级 可持续发展
煤炭是我国的主体能源和重要的工业原料， 被誉为“工业粮 食”，是我国现代化建设中最大的能源支撑。一直以来，煤炭企业传 统的生产方式带来的效率、污染和安全问题受到了广泛关注。早在 上世纪 90 年代开始国外就探索研发煤矿自动化智能化技术，随着 我国工业化水平的不断提高， 近年来我国煤炭行业也积极推进智 慧化和绿色化建设并取得了显著成效。但总体而言，我国煤炭产业 智慧化、绿色化程度还偏低，建设步伐还相对缓慢，加快推进智慧 绿色煤矿建设，促进煤炭企业可持续发展已迫在眉睫。
一、智慧绿色煤矿的科学内涵
智慧煤矿是基于现代智慧理念，将物联网、大数据等新一代信 息技术与现代矿山开采技术相融合，形成煤矿智能感知、分析、决 策、控制的智慧煤矿采掘系统，实现煤矿生产管理、分析决策、安全 环保等全过程智能化运行管理[1]。而绿色煤矿是指煤矿在开采过程 中对土地、空气等环境以及瓦斯、水等其他资源的影响极小，煤炭 生产过程是清洁生产、安全生产、 生态保护和资源循环利用的过 程。综上所述，智慧绿色煤矿是指煤矿生产、管理过程能够实现智 能生产、资源节约、安全高效、环境友好，从而能够取得最佳的经济 效益和社会效益。
二、建设智慧绿色煤矿的必要性
(一)供给侧结构性改革的必然选择
当前，我国煤炭行业主要面临着生产粗放，产能过剩、资源环 境约束加剧、产业结构不合理等问题和挑战。推进煤炭行业供给侧 结构性改革， 通过建设智慧绿色煤矿， 提高煤炭行业整体发展水 平，促进煤炭产业走高质量健康发展之路，实现由依靠数量、规模、 速度和产值扩张的“粗放型发展方式”向依靠结构、质量、环保和效 益提升的“集约型发展方式”转变势在必行[2]。
(二)实现可持续发展的必然选择
煤矿生产人力人本高、开采效率低、安全事故频发是煤炭行业 根深蒂固的弊病。同时，煤炭的大规模开发，对矿区国土资源、地下 水资源、空气环境以及地表水等生态系统造成了极大破坏，而与此 相对应的是矿区生态修复技术相对落后、治理率较低、治理效果不 佳。提高自动化、智能化水平，建设智慧绿色煤矿，实现智能绿色开 采与生态建设，走高效率、低成本、清洁生产、循环发展之路是煤矿 产业走可持续发展的必由之路。
(三)实施能源革命战略的必然选择
2016 年底， 国家印发的《能源生产和消费革命战略(2016— 2030)》 明确提出把推进能源革命作为能源发展的国策。2020 年 底，我国首次提出“碳达峰”“碳中和”目标，对煤炭绿色开采和高效 利用提出了新的更高要求。近年来，虽然煤炭在一次能源中的比重 有所下降，但在短期内能源主体的地位仍难以“撼动”。实施能源革 命，推进煤炭企业转型发展，促进煤炭生产和消费由粗放式、低水 平、高碳化向智能化、绿色化方向发展是我国能源转型发展的出发点和落脚点，也是我国实施能源革命战略、促进绿色低碳发展的必然选择。
三、智慧煤矿生产经营管控体系
当前我国煤炭企业“采、掘、运、选”等生产工艺环节的数字化、智能化程度较低，煤炭智能开采技术在高效、安全、智慧生产方面与国际先进水平相比还存在一定差距。煤炭企业在过去几十年的 信息化建设中形成了大量的、种类繁多的大型应用系统，每个系统 都有自己的数据，形成了大量的“数据孤岛”。构建智慧煤矿生产经 营管控体系必须打破固有信息化体系， 建立以数据中心为核心的 物联网平台、数据中心和应用中心三层体系架构(如图 1 所示),其 涉及的共性技术包括传感技术、标识解析技术、定位技术、通信技 术、安全技术、网络技术、云技术以及控制和分析技术等[3]。其中物 联网平台利用传感器、控制器、RFID 等技术，通过局部网络或互联 网等将人与物、物与物相联，形成煤炭开采物联网平台。 以煤炭开 采物联网平台为支撑，建立数据中心，数据中心通过对计划、生产、 安全、管理、物流、销售等业务数据的分类、过滤，建立标准、统一、 关联的统一的数据存储和共享平台，为企业生产管理、经营决策、 安全保障提供完善的数据支持，是有效打破信息、应用和资源“孤 岛”，实现信息共享、业务整合、资源协同，是实现企业生产管理整 体优化的基础。应用中心依靠统一完善数据接口平台、大数据、云 计算等信息技术，发挥协调、整合功能，将企业生产控制、生产制造 与企业经营等各业务领域的信息系统有机结合， 让煤炭企业生产经营与管理实现真正意义上的互联互通[4]。
图 1 智慧煤矿生产经营管控体系
四、绿色煤矿生产关键技术
在传统煤炭开采过程中会造成地下岩层的破坏、移动和坍塌， 也可能导致水资源污染和瓦斯爆炸。与此同时，伴随煤炭开采过程 中的煤矸石被抛弃在地表，不但占用大量的地表面积，也会造成严 重的环境污染。面对传统开采方法带来的环境污染问题，煤矿绿色 开采技术(如图 2 所示)近年来受到了广泛的关注。其中，采空区填 充开采技术是指把废弃的矸石等不可燃烧物填充工作面采空区以 控制煤矿采场顶板冒落，从而达到安全管理顶板的目的;煤与瓦斯共采技术是指在煤炭开采的同时进行瓦斯能源的开采; 保水开采技术是指通过水资源循环利用技术,减少地下水资源流失和污染; 煤矸石综合利用技术是指通过将煤矸石用于工业发电， 工业供暖 以及建筑的施工材料等等， 从而实现资源再利用和废弃物“零排 放”;煤炭地下气化开发技术是指将地下煤层中的煤炭经过一定的 方式直接转化成为煤气， 然后通过煤气运输专用管道向煤气用户 供应[5]。
图 2 绿色煤矿生产关键技术
五、结论
当前，新一轮科技产业革命正在孕育突破，以绿色智能制造技 术为代表的新一代先进生产技术是现代工业的发展方向， 已成为 工业制造加快向高质量转型发展的必要手段。推动煤矿智慧绿色 化建设不仅关系煤炭产业可持续发展， 也关系加快生态文明和美丽矿山建设、促进全面实现“碳达峰”“碳中和”全局。在当前我国推 动工业企业高质量发展这一大战略背景下，依托物联网、云计算、 人工智能等新一代信息技术实现智慧生产，通过采空区填充、污水 处理及循环利用等技术实现绿色生产，可有效提高煤炭生产效率、 减少环境污染、避免安全事故，在整合提升煤炭企业生产水平，实 现智慧化、绿色化生产经营管理的同时，有利于促进煤炭企业降本 增效、节能减排，走绿色、高效、可持续发展之路。
参考文献：
[1] 王国法,王虹,任怀伟等.智慧煤矿 2025 情景目标和发展路径[J].煤炭 学报,2018(43):295-305.
[2] 朱超，史志斌.煤炭绿色智能开发利用战略选择[J].煤炭经济研究, 2017(37):6-16.
[3] 芦永明.利用物联网技术实现钢铁企业智能化生产管理[J]. 中国冶 金,2014(09):1-5.
[4] 县祥.新常态下“互联网+”与煤炭行业的转型升级[J]. 中国国土资源 经济,2016.
[5] 张克学.煤矿及煤矿绿色开采技术分析[J].科技创新与应用,2017(36):42-44.
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