助力煤炭產業加速轉型 專利添智慧 “烏金”變“綠金”

　　煤炭素有“烏金”之稱，長期以來，煤炭作為我國能源供給中的重要資源，保障著經濟的快速發展。現今，在“雙碳”目標下，專利加速運用，助力煤炭產業加速轉型，“烏金”逐漸蛻變成“綠金”。

　　“近年來，煤礦智能、安全、高效、綠色、低碳等重點領域均取得了突破進展，創新成為我國煤機裝備制造企業的關鍵詞。”中國煤炭工業協會黨委書記李延江表示。日前，第二十屆中國國際煤炭采礦技術交流及設備展覽會在北京召開。在煤炭全產業鏈上，超8000項創新成果亮相，見證著煤炭產業的發展，為煤炭工業安全、高效、綠色的目標提供支撐保障。

　　破解煤炭采掘難題

　　為提高煤礦開采機械化程度，我國于20世紀70年代引進綜采綜掘設備，80年代開始推行綜合機械化開采，并嘗試自行研制大型煤礦機械裝備，逐步實現了煤機裝備國產化、煤礦工作面智能化開采。

　　打造煤炭開采“世界名牌”，擁有自主知識產權的8.8米超大采高智能化采煤機開啟高效生產新模式。這個由西安重工裝備制造集團有限公司（下稱西安重工）自主研發的“大家伙”，可實現一次采全高8.8米，大大提高了特大型煤礦的開采效率和資源回收率。

　　2019年9月，該超大型采煤機在國能神東煤炭集團有限責任公司上灣煤礦投入使用，2021年1月工作面貫通。整機平穩運行16個月，單工作面連續產煤1850萬噸，最高月產達150.6萬噸，最高日產達6.55萬噸。

　　以8.8米超大采高智能化采煤機為核心裝備的示范項目獲得了第六屆中國工業大獎，在煤炭開采、掘進、運輸等全產業鏈上，西安重工進行了全面的專利布局，推動了高效、綠色、安全、可靠和智能化煤炭采掘設備的發展。

　　實現高效加工利用

　　由于煤炭的加工過程中會產生大量廢水、廢氣，因此被貼上高能耗、重污染等“標簽”。面對減碳挑戰，煤炭加工行業迎來了新的一輪技術升級和產業轉型。

　　煤矸石是煤炭開采的伴生廢物，約占煤炭開采量的15%至20%，因此，煤矸分離是煤炭生產、加工過程中的重要一環。以往，煤礦分揀矸石的工作主要依賴人工，不僅工作效率低，且由于工作環境差，這一工作職業病高發。現今，有了人工智能的加持，煤矸分離逐漸擺脫了依賴人工的情形，不僅提高了分選精度，還大幅降低了運行成本。

　　在引進國外煤炭加工處理分離技術的基礎上，唐山神州機械集團有限公司（下稱神州集團）經過多次改進，研發出礦物高效分離技術，并實現產業化應用。該技術運用階梯式分離原理，根據不同物料密度差異，分離出煤炭、硫鐵、矸石等礦物質，同時具有降水功能，提質效果顯著。

　　針對大顆粒物料分選技術，神州集團自主研發出適用于25毫米至300毫米粒級的煤、矸分離的智能分選設備，采用智能識別方法，通過大數據分析，對煤和矸石進行數字化識別，具有分選效率高、運轉平穩等優點。此外，利用其高效除塵系統相關專利，整個系統運行過程可減少對環境造成破壞和污染，非常適合在選煤現場的應用。目前，神州集團擁有國內外授權專利百余件，其中發明專利37件。

　　讓煤炭工業更好地與國際接軌，神州集團堅持“引進來、走出去”的理念，歷經20余年的發展，產品已落地在全國26個省（區、市），并出口到美國、俄羅斯、哈薩克斯坦、烏克蘭、波蘭、土耳其、南非、印度、巴西等23個國家和地區，不斷推動綠色選煤技術的發展，助力實現“雙碳”目標。

　　智能設備保障安全

　　只見機器忙，不見人蹤影，智能化的煤礦建設已成為大勢所趨。坐在辦公室中，工作人員就可查看遠在千里之外的礦區情況，無論是地上的角落，還是井下的作業，均一目了然。

　　隨著科技的進步，智能化、自動化的設備和系統，將有效提高煤炭生產效率和安全性，減少能源浪費和環境污染。當下，依托華洋通信科技股份有限公司（下稱華洋通信）研發的“礦山智腦”人工智能服務平臺實時分析，通過多維度、多角度的視頻識別、分析及統計，可以及時發現隱患，保障煤礦安全生產，減少煤礦安全事故。

　　“礦山智腦”平臺利用數字化視頻技術、AI圖像智能識別技術及模糊控制技術，通過煤礦井下攝像儀的視頻監控，監視和識別人員、環境等運行狀況，對矸石、堆煤等異常情況，人員不戴安全帽脫崗等違章情況，巷道煙霧、涌水、片幫冒頂等進行識別，抓拍照片、自動錄像、彈屏報警，輸出報警信號并能控制礦用猴車、斜巷絞車等設備停車，有效防范了事故的發生。

　　一旦發生礦井事故，濃霧、二次爆炸等伴生危險也會阻礙救援作業。為實現快速救援，華洋通信與中國礦業大學合作研發了適用于煤礦災變后救援的煤礦井下飛行機器人。在煤礦地質災害發生后，飛行機器人快速進入受災區域，探明受災情況和被困人員，監測現場環境參數，為擬定救災方案提供準確信息。此外，煤礦井下飛行機器人作為井下巡檢最有效的方式，無懼煤礦井下復雜惡劣環境，也可以用于日常工作區域、固定設備、危險區域等的巡檢，實現井下少人則安。

　　目前，華洋通信擁有專利80余件，產品覆蓋礦井安全生產（綜合）監控系統、井下人員精確定位管理系統、礦用應急救援語音數字廣播系統、礦用無線通信系統、飛行機器人、“礦山智腦”AI人工智能服務平臺、綜合自動化系統等多個領域，落地應用在全國15個省、30多個大型煤業集團的500多家大中型煤礦。

　　“建設智能化煤礦，讓'烏金'成'綠金'的本質是要實現生產要素的變革，從資源依賴走向技術依賴，助力我國煤炭產業的高質量發展。”李延江表示。(記者 葉云彤)

　　轉自：中國知識產權報

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