山西省煤矿智能标准化建设研究

陈石斌　胡超　张志超

摘 要：煤矿智能化作为煤炭工业高质量发展的核心技术支撑已成为煤矿智能转型的关键。本文从标准化视角出发，以山西省煤矿从业人员作为研究对象，对煤矿目前的智能化建设和智能标准化发展现状进行调研，分析山西省煤矿智能标准化建设中存在的问题，并提出发展建议。研究发现，山西省煤矿智能化发展已取得一定的成绩，但智能标准化建设速度明显不足。煤矿中高层管理者与一线从业人员对智能标准化理解不足，也缺乏相关标准支撑煤矿智能标准化的发展。基于此，本文认为应通过强化煤矿智能化标准体系与其相关标准研究和制修订工作、提高煤矿智能技术标准化建设并加强企业人员智能标准化培训力度等方法，加强智能标准化建设。

关键词：煤矿智能化，煤矿智能标准化，煤矿标准体系

DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.04.017

0 引 言

煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑，对于提升煤矿安全生产水平、保障煤炭稳定供应具有重要意义。随着“四个革命、一个合作”的能源安全新战略的全面实施，煤炭行业智能化开采已成为煤炭产业转型升级的关键。目前，我国正大力推动煤矿智能化发展。2020年2月，国务院印发《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，为煤矿智能化提供了发展方向[1]。山西省人民政府在2023年1月发布了《2023年度全省加快推进煤矿智能化建设工作方案》，为山西省煤矿智能化发展提出了具体的任务与发展目标，提出要力争全省各类煤矿在2027年全部实现智能化[2]。

山西省煤矿智能化建设发展迅速，已取得不小成績。根据山西能源局发布的《煤矿智能化建设典型案例汇编》显示，山西省煤矿智能化建设已覆盖信息基础设施建设、智能掘进系统建设、智能综采系统建设、全矿井智能化建设、露天煤矿智能化建设和智能洗选建设等多个方面[3]。截至2023年6月，山西省已建成46座智能化煤矿、1161处智能化采掘工作面，煤炭先进产能占比达80%，整体处于全国领先水平。这表明山西省煤矿智能化建设已从典型示范发展到了规模化推广阶段，煤矿智能化发展速度越来越快。然而，煤矿作为传统高危行业，开采环境复杂多样，目前的智能化工作设施尚不能实现理想的智能化，且煤矿企业对智能化管理理念不统一，煤矿工作人员往往对煤矿智能化认知不足，从而导致煤矿企业的智能化建设水平和智能煤矿开采的应用效果不理想等问题，阻碍了煤矿智能化建设的进一步发展[4-5]。究其原因，这是由于煤矿智能化发展速度过快，而智能标准化配套不足，包括标准法规、标准制定、煤矿智能生产和管理标准化等内容缺失，导致煤矿员工对智能化理解有所欠缺，也缺乏对煤矿智能标准化发展实际效果的评判标准[6-9]。

综上所述，建立完善的煤矿智能标准化管理是煤矿智能化建设中的重要工作。然而，目前针对煤矿智能开采标准化建设情况的研究相对较少，仅王国法与杜毅博（2020）在深入研究煤矿智能化技术架构的基础上构建了煤矿智能化标准体系总体框架，但标准化实际实施情况与应用效果并不明确[10]。基于此，本文选取了山西省部分煤矿作为观测对象，针对山西省煤矿智能标准化发展情况进行分析，并提出完善煤矿智能标准化发展意见，以促进煤矿智能开采的深入发展。

1 煤矿智能标准化发展现状

1.1 煤矿标准与煤矿智能标准发展现状

根据全国标准信息公共服务平台（https：//std.samr.gov.cn/）统计显示，截至2023年9月，我国煤矿方面现行有效的国家标准仅有91项，即将实施的国家标准10项，煤炭行业现行标准（MT）1335项。这些标准对于煤矿领域的一般术语、关键技术规范、设备要求及检验标准等内容进行规范，基本覆盖了煤矿行业生产需求。而关于煤矿智能化方面的标准相对不足。表1统计了与煤矿智能化相关的国家标准、行业标准和地方标准。结果显示，煤矿智能化相关标准相对较少，且主要集中在智能化煤矿的信息系统建设与数据信息处理技术方面，而对智能化技术、智能煤矿分级分类与应用级别的煤矿智能化标准相对涉及不足。

1.2 煤矿智能化标准体系发展现状

构建煤矿智能化标准体系是煤矿智能标准化的发展基础，确立完善的煤矿智能化标准体系，不但是推动煤炭产业和数字技术一体化融合发展的关键，也是保障煤矿智能化发展的重要步骤[11-12]。

王国法与杜毅博（2020）首先提出煤矿智能化标准体系框架，提出包括通用基础标准、支撑技术与平台标准、煤矿信息互联网标准、智能控制系统及装备标准、安全监测及防控装备标准、生产保障标准等6个部分组成。而山西省2023年出台了《山西省煤矿智能化标准体系建设指南》提出应按照井工煤矿、露天煤矿与选煤厂的不同特征构建标准体系。以井工煤矿为例，提出应从智能化通用基础标准、信息基础设施标准、智能地质保障系统标准、智能生产控制系统及装备标准、智能安全管控系统标准、智能生产经营管理标准共6部分构建煤矿智能化标准体系。完整的山西省煤矿智能化标准体系结构图如图1所示。

然而，上述两个标准体系出现时间均相对较晚，其中不少标准存在空缺，这可能导致目前煤矿智能开采发展规范不足与标准化程度不高等问题。因此，本文针对山西省部分煤矿实施标准化的情况进行分析，了解山西煤矿智能标准化的发展现状，总结其存在的主要问题。

2 山西省煤矿智能标准化调研与结果分析

本文主要通过5位煤矿中高层管理者的访谈和煤矿工作的160名从业人员（煤矿一线工作的工人和少量的中低层管理人员）发放问卷，了解山西省煤矿智能化发展水平和标准化建设水平，获取山西煤矿智能标准化发展的整体情况。

2.1 访谈过程与结果

本文针对山西潞安集团余吾煤业有限责任公司、山西西山煤电股份有限公司西曲矿和山西汾西矿业集团南关煤业有限责任公司的5位煤矿中高层管理者进行了面对面访谈，深入了解山西煤矿智能化信息建设、基础设施、设备与标准化建设的具体情况。主要的访谈结果如下：

（1）山西省煤矿智能化基本设施建设已取得一定的进展。应国家与山西政府要求，目前受访煤矿均已实现智能化煤矿数据传送与信息处理。通过建设雷达监控系统和设备传感器来监测设备的运行情况，读各种设备的电压、电流、瓦斯风量等，收集数据，由光缆传送到5G基站，再由基站传送给终端。

（2）山西省煤矿智能化开采与安全基础设施较为完备。大多数煤矿采煤都是综合机械化采矿设备，通过在矿下铺设轨道，采煤机沿着轨道前进，进行左右挖掘，一般拥有采煤机、液压支架、刮板输送机、转载机、破碎机、带式输送机等设备，搭建智能化采煤机、智能化输送系统、智能化掘进系统，整個煤炭开采过程基本实现智能化作业。矿下都有各种安全监管设施，也可通过系统跟踪收集不同隐患信息，如安全监管系统、人员分布定位系统、压风施救系统等，通过传感器收集信息，传给基站，由基站再传送到终端。

（3）山西省煤矿智能标准化建设水平依然落后。目前煤矿仅有矿井实现标准化管理，通过标准化评分将矿井分为十一级，几个较大的受访矿井标准化评分均达到了90分以上（一级矿井）。而智能标准化建设水平则不够规范，受访者认为煤矿对标准化管理投入力度不足，相关标准缺失，短时间内很难提升对智能煤矿建设的促进。

2.2 问卷调研对象

本次问卷调研的主要目的是了解在煤矿工作的从业人员对所在煤矿智能标准化发展情况的调查，主要考查从业人员对煤矿智能化的基础情况的了解、煤矿智能化发展现状、智能标准化推行情况与智能标准化效果等方面。调研对象为山西省内的在煤矿一线工作的工人和少量的中低层管理人员，其主要工作地分布在太原市、阳泉市、晋中市、吕梁市和长治市5个城市，分别为属于山西焦煤集团、潞安化工集团和华阳新材料科技集团的下属煤矿，基本涵盖了山西智能化煤矿发展较早的几大煤炭公司，共搜集到了有效问卷160份。

表2显示了调研对象的基本情况。问卷调查的对象中男性占比71.25%，年龄在20～40岁之间占比50.63%。这表明煤矿从业人员主要以男性为主，且年轻人依然占较大比例。而从学历分布来看，中专、高中学历及初中以下学历占比64.38%，本科及以上学历占比35.62%，煤矿从业人员的文化水平依然相对偏低，这可能会对煤炭智能标准化推行造成一定的影响。

2.3 问卷调查结果分析

首先，调查了煤矿从业人员对煤矿智能化发展的了解程度。图2反映了调查对象对概念“煤矿智能化转型升级”的了解途径，图3反映了调查对象对概念“煤矿智能标准化”的了解情况，图4反映了调查对象对煤矿生产中使用智能化设施的了解情况。

图2显示，超过80%的煤矿从业人员了解煤矿智能化转型升级的概念，但通过煤矿得知煤矿智能化转型的人不足50%（其中，所在煤矿告知的占比45.63%，而自己通过网络或其他途径获知的占比41.87%）。这表明虽然从业人员对煤矿智能化发展有所了解，但煤矿自身的宣发力度不足，导致部分员工对煤矿智能化建设与发展的认知存在一定的偏差。图3显示，从业人员对煤矿智能标准化的了解相对较少，仅有55%的人了解这一概念。而图4显示了煤矿生产中使用智能化设施的情况推广不足，50%的从业人员煤矿未实现智能化设施，或对智能化设施缺乏认识。这表明，山西省从业人员对煤矿智能化发展的了解不够，这就造成了煤矿从业人员很难在实际工作中意识到智能化和标准化对煤炭开采工作及煤矿转型升级的重要性。

其次，本文调查了煤矿从业人员所在煤矿的智能标准化发展情况，包括勘探技术和装备、开采技术、安全防范技术与运输技术四方面技术问题，以及灾害报警、经营管理、5G网络建设和智能化系统四方面智能管理问题。图5和图6显示，无论是技术水平还是管理水平，煤矿智能标准化发展的大部分受访者均认为自身煤矿发展处于“较好”和“一般”水平。其中技术水平中勘探技术和装备评价为“差”的人数最多，而管理水平中经营管理系统评价为“差”的人数最多。这可能是由于部分煤炭企业并未积极引进相关智能勘探和装备设施，智能化开采工作的完成度不高。而这一结果也有可能是由于受访者并不了解国内外相关方面智能化发展设施设备发展情况，限制了调查结果的准确性。这也是本文补充煤矿中高层管理者的访谈研究主要原因。

最后，图7反映了制约煤矿智能标准化发展主要原因，其中横坐标表示制约煤矿智能标准化发展的主要影响因素，左纵坐标表示各因素出现的频数，右纵坐标表示各影响因素的累计占比。结果显示，主要制约煤矿智能化发展的因素主要是管理水平和政策导向，而技术原因和资金原因是次要原因和一般原因。由此可见，在山西政府政策指导下，建立智能标准体系和智能标准化管理制度，是提高煤矿智能标准化发展的主要发展路径。

综上所述，山西省煤矿智能化建设已取得一定的成绩，但智能标准化建设速度明显不足。无论是智能化开采相关技术还是管理标准建设整体不够完善，尤其是勘探技术与经营管理系统建设相对欠缺。制约煤矿智能标准化发展主要原因是管理水平不足和政策支撑不足，导致智能标准化建设发展滞后。此外，煤矿中高层管理者和一般从业人员对智能标准化的理解较浅，这也影响了煤矿智能标准化发展。

3 煤矿智能标准化建设发展建议

针对上述山西省煤矿智能标准化建设中存在的问题，本文提出如下发展建议。

3.1 强化煤矿智能化标准体系建设与其相关标准研究和制修订工作

煤矿智能标准体系虽然已建立，但针对企业的标准体系建设工作依然没有完成，煤矿企业应依据《山西省煤矿智能化标准体系建设指南》，根据煤矿智能化发展方向和煤炭行业特性，建设企业自身的智能化标准体系。重点研究并制修订相关的标准，完善已有标准体系，如煤矿大数据平台与软件平台的支撑技术、煤矿智能控制和装备标准、安全监控及防控装置标准、生产保障标准等方面。通过煤矿智能发展相关标准的完善，研制煤矿智能化建设的基础性和共性技术标准，提升智能化相关标准的数量与质量，推动科研成果标准化，增强智能标准之间的协调配套，完善现有的煤矿智能化标准体系。

3.2 提高煤矿智能技术标准化建设

煤矿智能化技术标准化建设是煤矿智能标准化发展的核心，主要包括：将煤矿管理中涉及的各环节数据信息汇总，并根据需求传输，以保证其沟通的时效性，最大程度地确保信息传输安全；推行此系统能够确保各环节协调效率的提升；根据煤矿管理中的要点，做好其开采、运输等安全把控工作，并结合煤矿作业特征来完善技术，实现矿井语音通信和视频图像的实时高效傳输；充分体现其容量大且覆盖范围广的优势，保证在井下作业时也能够具备较高的数据传输效率，并做好相应的工作人员定位，从安全角度来提高煤矿智能化建设效果，实现煤矿智能标准化。通过全面技术迭代与标准制修订，实现煤矿智能技术标准化的完善。

3.3 加强企业人员智能标准化培训力度

煤矿智能标准化比起传统煤矿标准化而言是全新的概念，应当要加强煤矿从业人员智能标准化教育培训力度。通过对领导层煤矿智能标准体系中相应标准制定与学习，明确煤矿企业具体的智能化建设路径，从而促进煤矿企业智能标准化政策制定，引领企业发展。通过开展公开讲座，也可以聘请专业的教师进行授课，让煤矿人员掌握智能化设施的标准化操作流程，保证企业智能标准化工作全面开展。并通过标准化实践反过来促进煤矿智能标准化的持续推进与更新。

参考文献

[1]发展改革委.关于印发《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》的通知[EB/OL]. （2020-03-05）[2023-08-10].https：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2020-03/05/content_5487081.htm.

[2]山西省能源局 山西省市场监督管理局 关于发布《山西省煤矿智能化标准体系建设指南（2 0 2 3版）》的通知[EB/OL].（2023-08-03）[2023-10-10].https：//nyj.shanxi.gov.cn /zfxxgk /fdzdgknr/snyjwj/sjwj/202308/t20230803_9057653.shtml.

[3]山西省能源局关于印发《山西省煤矿智能化建设典型案例汇编（2023年）》的通知[EB/OL]. （2023-09-06）[2023-10-10].https：//nyj.shanxi.gov.cn/zfxxgk/fdzdgknr/snyjwj/gg/202309/t20230906_9271014.shtml.

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[12]喜珩珺，魏其东，高斌，等.煤矿智能化建设思路与方法[J].数字通信世界，2023（3）：158-160.

作者简介

陈石斌，通信作者，博士，讲师，研究方向为标准化管理与技术创新管理。

胡超，本科，研究方向为标准化管理。

张志超，本科，研究方向为标准化管理。

（责任编辑：张瑞洋）