煤炭素有“乌金”之称，长期以来，煤炭作为我国能源供给中的重要资源，保障着经济的快速发展。现今，在“双碳”目标下，专利加速运用，助力煤炭产业加速转型，“乌金”逐渐蜕变成“绿金”。

　　“近年来，煤矿智能、安全、高效、绿色、低碳等重点领域均取得了突破进展，创新成为我国煤机装备制造企业的关键词。”中国煤炭工业协会党委书记李延江表示。日前，第二十届中国国际煤炭采矿技术交流及设备展览会在北京召开。在煤炭全产业链上，超8000项创新成果亮相，见证着煤炭产业的发展，为煤炭工业安全、高效、绿色的目标提供支撑保障。

　　破解煤炭采掘难题

　　为提高煤矿开采机械化程度，我国于20世纪70年代引进综采综掘设备，80年代开始推行综合机械化开采，并尝试自行研制大型煤矿机械装备，逐步实现了煤机装备国产化、煤矿工作面智能化开采。

　　打造煤炭开采“世界名牌”，拥有自主知识产权的8.8米超大采高智能化采煤机开启高效生产新模式。这个由西安重工装备制造集团有限公司（下称西安重工）自主研发的“大家伙”，可实现一次采全高8.8米，大大提高了特大型煤矿的开采效率和资源回收率。

　　2019年9月，该超大型采煤机在国能神东煤炭集团有限责任公司上湾煤矿投入使用，2021年1月工作面贯通。整机平稳运行16个月，单工作面连续产煤1850万吨，最高月产达150.6万吨，最高日产达6.55万吨。

　　以8.8米超大采高智能化采煤机为核心装备的示范项目获得了第六届中国工业大奖，在煤炭开采、掘进、运输等全产业链上，西安重工进行了全面的专利布局，推动了高效、绿色、安全、可靠和智能化煤炭采掘设备的发展。

　　实现高效加工利用

　　由于煤炭的加工过程中会产生大量废水、废气，因此被贴上高能耗、重污染等“标签”。面对减碳挑战，煤炭加工行业迎来了新的一轮技术升级和产业转型。

　　煤矸石是煤炭开采的伴生废物，约占煤炭开采量的15%至20%，因此，煤矸分离是煤炭生产、加工过程中的重要一环。以往，煤矿分拣矸石的工作主要依赖人工，不仅工作效率低，且由于工作环境差，这一工作职业病高发。现今，有了人工智能的加持，煤矸分离逐渐摆脱了依赖人工的情形，不仅提高了分选精度，还大幅降低了运行成本。

　　在引进国外煤炭加工处理分离技术的基础上，唐山神州机械集团有限公司（下称神州集团）经过多次改进，研发出矿物高效分离技术，并实现产业化应用。该技术运用阶梯式分离原理，根据不同物料密度差异，分离出煤炭、硫铁、矸石等矿物质，同时具有降水功能，提质效果显著。

　　针对大颗粒物料分选技术，神州集团自主研发出适用于25毫米至300毫米粒级的煤、矸分离的智能分选设备，采用智能识别方法，通过大数据分析，对煤和矸石进行数字化识别，具有分选效率高、运转平稳等优点。此外，利用其高效除尘系统相关专利，整个系统运行过程可减少对环境造成破坏和污染，非常适合在选煤现场的应用。目前，神州集团拥有国内外授权专利百余件，其中发明专利37件。

　　让煤炭工业更好地与国际接轨，神州集团坚持“引进来、走出去”的理念，历经20余年的发展，产品已落地在全国26个省（区、市），并出口到美国、俄罗斯、哈萨克斯坦、乌克兰、波兰、土耳其、南非、印度、巴西等23个国家和地区，不断推动绿色选煤技术的发展，助力实现“双碳”目标。

　　智能设备保障安全

　　只见机器忙，不见人踪影，智能化的煤矿建设已成为大势所趋。坐在办公室中，工作人员就可查看远在千里之外的矿区情况，无论是地上的角落，还是井下的作业，均一目了然。

　　随着科技的进步，智能化、自动化的设备和系统，将有效提高煤炭生产效率和安全性，减少能源浪费和环境污染。当下，依托华洋通信科技股份有限公司（下称华洋通信）研发的“矿山智脑”人工智能服务平台实时分析，通过多维度、多角度的视频识别、分析及统计，可以及时发现隐患，保障煤矿安全生产，减少煤矿安全事故。

　　“矿山智脑”平台利用数字化视频技术、AI图像智能识别技术及模糊控制技术，通过煤矿井下摄像仪的视频监控，监视和识别人员、环境等运行状况，对矸石、堆煤等异常情况，人员不戴安全帽脱岗等违章情况，巷道烟雾、涌水、片帮冒顶等进行识别，抓拍照片、自动录像、弹屏报警，输出报警信号并能控制矿用猴车、斜巷绞车等设备停车，有效防范了事故的发生。

　　一旦发生矿井事故，浓雾、二次爆炸等伴生危险也会阻碍救援作业。为实现快速救援，华洋通信与中国矿业大学合作研发了适用于煤矿灾变后救援的煤矿井下飞行机器人。在煤矿地质灾害发生后，飞行机器人快速进入受灾区域，探明受灾情况和被困人员，监测现场环境参数，为拟定救灾方案提供准确信息。此外，煤矿井下飞行机器人作为井下巡检最有效的方式，无惧煤矿井下复杂恶劣环境，也可以用于日常工作区域、固定设备、危险区域等的巡检，实现井下少人则安。

　　目前，华洋通信拥有专利80余件，产品覆盖矿井安全生产（综合）监控系统、井下人员精确定位管理系统、矿用应急救援语音数字广播系统、矿用无线通信系统、飞行机器人、“矿山智脑”AI人工智能服务平台、综合自动化系统等多个领域，落地应用在全国15个省、30多个大型煤业集团的500多家大中型煤矿。

　　“建设智能化煤矿，让'乌金'成'绿金'的本质是要实现生产要素的变革，从资源依赖走向技术依赖，助力我国煤炭产业的高质量发展。”李延江表示。(记者 叶云彤)

　　转自：中国知识产权报