网易财经周报

中国工程院院士王国法:想实现煤炭完全无人化开采

网易财经周报 https://www.wangyice.cn 2021-03-09 00:46 出处:网络 作者:[db:作者]编辑:@河南在线
文稿 | 静静 编辑 | 章剑锋 出品 | 网易科技《科学大师》栏目 他是谁 王国法,中国煤炭科工集团首席科学家,天地科技股份有限公司开采设计事业部总工程师。他是中国煤炭高效综采技术与装备体系的主

中国工程院院士王国法:想实现煤炭完全无人化开采

文稿 | 静静

编辑 | 章剑锋

出品 | 网易科技《科学大师》栏目

他是谁

王国法,中国煤炭科工集团首席科学家,天地科技股份有限公司开采设计事业部总工程师。他是中国煤炭高效综采技术与装备体系的主要开拓者之一,建立了煤炭高效综采的主体技术理论和标准体系,为提高中国的煤矿机械化、智能化技术与装备水平做出了重要贡献。

2015年被评为“全国劳动模范”。2017年当选中国工程院院士。

获国家科技进步一等奖1项、二等奖4项和三等奖1项,30余项成果获省部级科技进步奖;出版专著6部,发表论文100余篇,作为第一发明人授权发明专利20余项。获得全国杰出工程师奖、孙越崎能源大奖等。

精彩观点

1. 煤炭是可以清洁高效利用的最经济安全的能源。

2. 目前存在着去煤化或煤炭被污名化的现象,是行业利益博弈的声音。

3. 煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑。

4. 智能化煤矿工人能与白领一样穿着西服、扎着领带来采煤。

5. 要让在煤矿工作成为青年人才喜爱的职业。

6. 要实现煤炭完全无人化开采的煤炭梦,我们还要在创新的路上披荆斩棘。

7. 科学创新没有捷径,我们只有心无旁鹜、持之以恒,才能够水到渠成。

文章全文:

1960年出生的王国法院士,看上去还很年轻,但他可是一位拥有重大科研创新成就的领军科学家。

矿难频发、煤炭污染,这些人们并不陌生的情形,有可能因为他的科技创新而被遏制,甚至是杜绝。

学的不是煤炭,却因为选择而爱上了煤炭事业。已到知天命年龄的王国法在过去30年中,执着地在做一件事情:煤炭安全高效绿色开采技术与装备的研发和工程实践。

在公众的印象中,煤炭是不可再生且污染严重的能源,而千百年来,井下采煤恶劣的环境和频发的安全事故,也让大家对煤炭更多停留在“脏累苦险”的认知。

数据称,中国因煤炭开采而失去生命的矿工达到20万人,煤炭开采行业被认为是“高危行业”,煤矿安全成为永远绕不开的话题。

如何实现煤炭绿色开采,如何让矿工从高险的工作中、从苦力劳动中解放出来,实现无人化开采,成为像王国法等行业领军科学家的攻克目标。

王国法首次提出了液压支架与围岩“强度耦合、刚度耦合、稳定性耦合”的“三耦合”原理和设计方法;主持的黄陵一矿智能化开采总体设计项目,首次实现常态化工作面有人巡视、无人操作的智能化采煤,获得中国工业大奖;主持建立了中国综采和液压支架技术标准体系,实现成套技术完全国产化;主持了煤矿支护设备标准体系的建设,负责起草液压支架国家和行业标准十几项。

王国法的科研实践,含有中国科学家的普遍逻辑和价值取向。他断言,当前是中国要从集成创新向原始创新迈进的一个转型期。

“我们国家改革开放40年来快速的发展,得益于创新。但是我们的创新大多数是从引进消化吸收、创新、集成创新到再创新的这样一个阶段。我们的原始创新不足。”王国法关注着外部世界的形势变化,他说,当前中国面临的外部困难,对科研事业是警醒,“技术的源头还在别人的手里,基础研究的欠账太多,所以就容易被卡住脖子,‘万河之水始于源、参天之木立于根’,要加强在基础理论、基础研究、基础材料等方面的创新。解决问题的能力是创新力的核心,是创新人才的根本价值所在。我们能够实现的,只能够是我们内心最渴望的东西。只有创新的激情,加上科学的方法,才能够实现我们的目标。

中国工程院院士王国法:想实现煤炭完全无人化开采

正名: 煤炭也可以是清洁高效的能源

提到煤炭,大众认知中总是会和“污染”、“落后”挂钩,在行业中甚至出现了去煤化的观点。王国法则认为,“去煤化”或“煤炭被污名化”声音的出现,是行业利益博弈所致。从煤炭本身来看,也可以成为清洁高效利用的最经济安全的能源。

王国法掌握着一组数据:化石能源目前仍然是世界的主要基础能源,在世界一次能源消费结构中仍然占86%。石油、煤炭、天然气三分天下。非化石能源和可再生能源实际上发展得很快,但是仍然只占14%。

而中国已经成为世界前六位的产煤大国,煤炭成为中国的主体能源。目前,煤炭在中国一次能源生产和消费结构中仍然占70%或60%以上。

最高领导层也曾指出,中国的国情,是在相当长一段时间内,甚至从长远来讲,还是以煤为主的格局。因此,对煤的注意力不要分散,在发展新能源、可再生能源的同时,还要做好煤炭这篇文章。

王国法称,可以通过技术来消除煤炭对环境的负面效应,实现安全高效绿色的开发和清洁高效利用。

他举例:比如目前清洁高效燃煤发电技术,包括超超临界发电、循环流化床发电、IGCC发电。“这些技术已经取得了重要的突破,已经可以实现有害气体的近零排放”,“IGCC发电甚至可以实现二氧化碳的近零排放。”

中国工程院院士王国法:想实现煤炭完全无人化开采

中国支持建设的煤电项目占中国境外在建煤电项目的四分之一。图片来源:Benita5

此外,煤炭清洁转化技术、燃煤工业锅炉的高效燃烧技术、污染物的控制与资源化利用技术,都取得了重要的进展,这些为煤炭的清洁利用提供了有效的科技支撑。

中国工程院院士王国法:想实现煤炭完全无人化开采

梦想: 让矿工穿着西服采煤

千百年来,井下采煤恶劣的环境和频发的安全事故,使煤炭开采行业被称为“高危行业”,煤矿安全成为永远绕不开的话题,尤其是中国这种煤炭开采大国。

如何实现煤炭绿色开采,如何让矿工从高险的工作中解脱出来,从苦力劳动中解放出来,实现无人化开采,是王国法30年前进入煤炭行业之后,一直从事的工作。

“激情是创新的催化剂。我们干任何事情、干任何事业都需要有激情。创新更需要有激情。”虽然不是主动选择煤炭行业,但一旦选择,王国法认为就要坚持。

在中煤科工集团开采装备技术研究所所长(液压支架研究室主任)的职位上,王国法一干就是20年,他说正是这种不变,成就了认真钻研一件事,努力做好一件事的意志。

中国工程院院士王国法:想实现煤炭完全无人化开采

据了解,当初王国法几乎走遍了全国所有矿区,一年出差要在200天以上,而且经常连续12小时待在井下,有时需要连续奋战24小时。

也因此,王国法见证、参与了中国煤炭开采由落后到世界领先的发展过程。

他带领团队研发了系列高效综采成套技术和装备,使煤炭生产效率提高30倍以上,安全生产条件得到根本保障,为国家经济社会发展提供了近70%的一次能源;把中国煤炭开采成套技术和装备出口到澳大利亚、德国等全世界主要产煤国家。

2012年至2016年,王国法主持了陕煤集团黄陵一号煤矿智能化无人开采总体设计、集成创新项目,实现了常态化远程监控工作面无人操作的智能化开采,并在20多个煤矿推广应用。2016年,该项目获得中国工业大奖。

2017年中国工程院新增院士名单,王国法从煤炭行业中第一轮15进5,最终晋级1人的激烈竞争中获胜。

王国法介绍,智能化无人开采有四种模式:一,在薄煤层和中厚煤层发展了智能化无人开采模式;二,在厚煤层发展了大采高工作面、智能耦合人机协同高效综采模式;三,在特厚煤层放顶煤工作面,研发了智能操控与人工干预相结合的放顶煤模式;四,在复杂煤层条件、大倾角煤层条件下,采用机械化加智能化这样一种开采模式。

不久前,在中国矿业大学演讲现场,主办方就播放了他们在陕西黄陵采掘现场的录像,机械智能化掘进一览无余,工作面上实现了无人化开采。王国法形容那个场景是,不见矿工身和影,只见煤炭滚滚来。“实现了我们煤炭工人穿着西服、扎着领带来采煤的这样一个梦想。”

王国法的研究,攻克了不少井下地理的复杂构造,比如在复杂煤层50多度大倾角的条件下,通过机械化加智能化技术的融合,解决了综采设备在50多度大倾角的条件下稳定运行的世界难题,实现了由不能采到能够安全高效开采这样一个突破。“我们井下的固定岗位作业逐渐由机器来代替人工的作业。”

据他介绍,国家煤矿安全监察局今年1月份已经发布了《煤矿机器人重点产品研发目录》,提出了五类38种煤矿机器人的研制,从掘进、到采煤、到运输三类作业机器人和安控与救援机器人。

网易科技《科学大师》记者向王国法提出一个疑问,中国有超过500万煤矿工人,假如全面实行无人化开采作业,是否会造成劳动力过剩和失业,先进的技术与人力用工矛盾是否会发生?

王国法承认,在科学进步的过程中,这样的疑问不可避免。但煤矿发展智能化无人开采的目的,不是要让煤矿职工下岗,而是要从根本上改变传统的作业方式和劳动方式,改善作业环境与条件,“使我们的煤炭工人能够更有尊严地去工作,有更好的工作条件。”

去年,王国法在德国参观过一个年产4600万吨的露天煤矿,根本见不到底下有人作业,他注意到,这不意味着不需要人力,这个公司的1500人,都在办公室里工作,只是工人不需要到工作面上去。

中国工程院院士王国法:想实现煤炭完全无人化开采

王国法告诉《科学大师》,山东的枣矿集团目前已经提出了要全面取消工人夜班作业,“为什么现在能够提出来全面取消夜班?也是我们智能化技术的进步,我们生产力得到了充分的发展,有了科技的支撑,才能够真正地取消夜班。”

中国工程院院士王国法:想实现煤炭完全无人化开采

目标: 全面实现智慧煤矿

中国工程院院士王国法:想实现煤炭完全无人化开采


图源:视觉中国

改革开放40年来,中国的煤炭开采从人工、半机械化、机械化,发展到综合机械化,已经开始了向自动化和智能化迈进。

而人工智能和大数据技术的到来,让王国法的梦想有了实现的可能,“技术创新,需要符合科学规律,脚踏实地。煤炭传统产业升级,需要的是关键技术突破。”

王国法不止在一个公开场合提到过,不要滥用概念,把许多完全不符合“智能化”的产品,冠以“智慧”、“智能”的名义,进行过度包装和宣传,也不要“盲目抵触”,对于“智能化”、“智慧矿山”这种新鲜事物,不去深入了解,一味表示反对。

王国法认为所谓的数字化、人工智能和信息化都是实现“智慧矿山”或“智能化矿山”的基础技术手段。

与智慧社会、智慧城市和智慧交通类似,王国法希望能够实现建设智慧煤矿的目标。也就是让煤矿的主体实现智能化,将物联网、云计算、大数据、人工智能、自动化控制、机器人化等与现在矿山开发技术深度融合,开发矿山感知、互联网、分析、自学习、预测、决策、控制的完整智能系统,实现煤矿全面智能运行、科学绿色开发、全产业链运行的一种新模式。

在煤矿智能化发展战略上,中国已经提出了三阶段目标。

第一个阶段,到2021年,全国建成100个智能化示范矿井,初步形成煤矿开拓设计、地质保障、生产安全等主要环节的数字化传输、自动化运行的技术体系,基本实现约定工作面减人提效生产、工作面内少人或无人作业、井下固定岗位无人值守、远程监控。

第二个阶段,到2025年,大型煤矿基本实现智能化。形成煤矿智能化建设的技术规范与标准体系,实现开拓设计、地质保障、采掘、运通、洗选、物流等系统的智能化决策和自动化协同运行,仅剩重点岗位集群作业。

第三个阶段,到2035年,要全面实现煤矿的智能化开采,构建多产业链、多系统集成的煤矿智能化系统,建成智能感知、智能决策、自动执行的智慧煤矿体系,实现煤炭工业绿色清洁可持续发展。

从路线图来看,时间座标并不远,但其中要克服的困难不言而喻。

王国法承认,“虽然距离煤炭完全无人开采这样一个梦想,要走的路还很长,但是我们在不断地向完善这样一个目标去发展,不断地在取得进展。”

虽然当前个别矿井已经实现了有人巡视、无人操作的采煤新方法,王国法说,每一项技术离完全完善都有很大的距离,因为地下开采是一个非常复杂的事情。“很多专家说登天容易入地难,这并不过分。我们的地下开采,有很多规律,就像地震学一样,地下的这些活动更复杂,它是不连续的一些活动,在不连续的条件下的作业,实际上难度更大。我们要解决的难题还很多。”

中国工程院院士王国法:想实现煤炭完全无人化开采

召唤: 青年们,向煤炭进军

煤炭工程领域目前面临人才瓶颈,年轻人不愿意进入这个行业,这是让王国法感到忧心的事情。

下井挖煤这种传统的作业方式,容易让人产生吃苦受罪的印象。而王国法寄希望于智能化的开采全面实现后,能够更好地吸引到年轻人才的流向。

“我们发展的目标就是要使生产力得到更大的解放、更大的提高。将来我们的工作时间就不需要那么多了,就不需要那么艰苦了。大家就可以轻轻松松地做这个事情了,可以使这个煤炭真正成为对我们青年人有吸引力的一个职业。”

王国法所展示出来的图片和视频,向外界传递出一个信号:智能化、现代化的煤矿作业,可以改写煤矿作业水准,采煤、运煤不等于苦累脏。

“人生道路有千万条,或者直线,或者曲折。直线的,它可能比较拥挤。就像我们现在,很多精英全都挤到了金融(业领域),可能挤得大家都走不动。有的道路可能是曲折的、不挤的,但是也未必不能够曲径通幽。没有人能够预知哪一条路是距离成功最近的。条条道路都得有人走,条条道路都可能通向成功。”

王国法这个话,有他自己的人生经历作依据,他自己早年就是非煤院校毕业的,本科是山东大学冶金系轧钢专业,研究生是东北大学流体机械及流体动力工程专业,毕业后被分配到煤炭科学研究总院北京开采研究所,从事煤炭综合机械化开采技术与装备研发,而不是因为喜欢煤炭才选择了这个行业。

他的科研经历,应合了那样一句话:哪里需要就被哪里搬。

王国法说,当代青年尤其是大学生,具备了创新意识、创新能力,在当下处于第三次工业革命与第四次工业革命的历史交汇期,以人工智能、大数据、互联网+为标志的新技术革命浪潮滚滚,青年人是可以在建设绿色+智慧矿业的道路上,发挥创造力、建功立业的。

参考:《五洲四海山东人》《煤炭报独家: 对话王国法院士,6000字干货》

0
南阳新优媒 新优媒 中国商会新闻网 优媒问答社区 光彩商圈 海内青年网 广东财富日报 华南商业网 华中资讯网 风讯财经 搜狐中文网 新讯财商网 凤凰资讯在线 中原商讯网 和讯财经网 网易财经周报 华夏资讯网 商海中国网 人民商海网 新华国际网 央视新媒网 九州经济网 神州新闻网 光明中土网 环球资讯网 办公资讯网 南方财贸在线 信讯网 大邦网 中汉网 百创网 广创网 汉光网 海天网 三九头条网 区块链技术 区块链服务 区块链开发 区块链解决方案 区块链咨询 区块链应用场景 区块链底层平台 区块链公司 智能合约开发 NFT开发 区块链平台搭建 区块链溯源 区块链+供应链 大蜡烛资本 大蜡烛 大蜡烛基金 Big Candle Capital Big Candle Fund BCC