煤炭行业是中国工业长期主要“压舱石”

煤炭开采行业为我国经济社会发展提供了50%以上的基础能源保障(2019年煤炭占比能源消费结构为57.7%,400年储量)。在未来的很长一段时间内,我国还是以煤炭作为主要能源消耗。(作为能源消费比重逐年下降,但是消费总量还在上升,预计2025年前后达峰)作为化工原料(煤制气、煤制烯烃、化肥等)需求持续增长。2019年煤炭价格总体呈现下降趋势,2019年以来行业内企业盈利空间小幅下降。

行业主要发展指标

2019年,全国原煤生产完成38.5亿吨,同比增长4.0%。,煤炭消费增长1.0%,煤炭消费量能源占比57.7%,比上年下降1.5%;
2020年1-3月,受新冠疫情影响煤炭开采和洗选业实现营业收入4290.7亿元,同比下降12.7%;煤炭开采和洗选业实现利润总额421.1亿元,同比下降29.9%;煤炭开采和洗选业营业成本3062.4亿元,同比下降10.8%。

行业痛点

井下安全事故时有发生(瓦斯、水、火、冲击地压),各类污染严重(煤尘、噪声、电磁污染),从业人员老龄化。----国家要求2021年基本实现掘进工作面减人提效、综采工作面内少人或无人操作;2025年智能化决策和自动化协同运行,井下重点岗位机器人作业;2035年智能感知、智能决策、自动执行。

信息化水平

煤炭行业企业缺乏行业信息化顶层规划,对信息化缺乏全局性的认识。煤炭企业建设重硬件自动化,轻软件,轻服务;管理信息化建设多,生产信息化基础设施建设薄弱。由于生产环境条件原因,目前生产网络建设效果差,造成生产设备信息孤岛,数据采集困难。智能开采处于初级阶段,智能分析决策系统以及设备工艺自适应调整等能力较弱。

5G技术创新推动能源革命

2014年6月13日,习近平总书记在中央财经领导小组第六次会议上明确提出了“四个革命、一个合作”的重大 能源战略思想。“四个革命”即能源消费革命、能源供给革命、能源技术革命、能源体制革命,以及“一带一路”能源合作。
党的十九届四中全会公报提出,“全面建立资源高效利用制度。推进能源革命,构建清洁低碳、安全高效的能源体系。”
落实能源安全新战略,推进现代能源与矿业治理体系是国家治理体系和治理能力的重要组成。
以人工智能(AI)为代表的智能化技术正在掀起第四次工业革命的浪潮,以5G为代表的移动通信技术正在与人工智能、大数据紧密结合,开启一个万物互联的全新时代。5G技术将支持能源领域基础设施的智能化,并支持双向能源分配和新的商业模式,以提高生产、交付、使用和协调有限的能源资源的效率。可再生能源、电动汽车、智慧矿山、电网通信、智能电网等领域将成为5G在能源行业的重点应用场景。能源互联网技术将实现以能源为本质、信息为支撑的信息能源基础设施一体化,正在越来越成为能源资本在全球范围流动的一种新渠道和新方式,有望成为实现世界经济脱碳、提高电力使用效率乃至促进全球范围扶贫事业的关键技术创新。

智慧矿山政策背景

国家从政策、标准等方面持续赋能,智能矿山建设面临前所未有的发展机遇。
2019年5月29日,习近平总书记主持召开中央全面深化改革委员会第八次会议,审议通过了《关于开展能源革命综合改革试点的意见》。
2020年2月25日,8部委联合印发了《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》。
2020年2月28日,5部门联合发布了10个智能煤矿和50个智能综采工作面建设试点。
2020年3月4日,中共中央政治局常务委员会会议强调,加快5G网络、数据中心等新型基础设施建设进度。
2020年5月12日,省网办发【2020】21号“加快陕西省通信基础设施建设及5G创新发展2020年行动计划”。
《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》:全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制。

智慧矿山发展已成趋势

建设煤炭智能矿山是推动我国能源革命、维护国家能源安全的重要措施,规模庞大,影响深远。

目前,全国探明煤储量1万7千亿吨,按目前产能可稳定开采400年以上,预计未来50年,煤炭仍将占我国能源供给的50%以上。我国煤矿数量从高峰时的8万座压减到目前的5700多座,按照国家专项整治规划,到2022年进一步压减后将形成4000+大型煤矿企业。按照国家专项规划要求,到2022年,力争形成1000个以上智能化采掘工作面。到2030年,没有智能化改造的矿井全部退出。按照5流2面全域智能化计算,平均每个煤矿智能矿山建设投入在1-2亿元。随着国家对煤矿信息化的要求以及煤矿生产技术的发展,5G+智慧矿山发展已成必然趋势。

智能化煤矿建设思路

基于一套标准体系,构建一张全面感知网络,建设一条高速数据传输通道,形成一个大数据应用中心,开发一个业务云服务(云-网-边-端协同)平台,面向不同业务部门实现按需服务。

智能化煤矿八大系统

1.煤矿多系统智能化综合管理操作平台
2. 井下精准定位、导航管理操作平台
3. 地质及矿井采掘运通信息动态管理操作系统平台
4. 视频增强及实时数据联动三维场景再现运程干预操作平台
5. 环境及危险源感知与安全预警系统管理操作平台
6. 智能化无人工作面系统管理操作平台
7. 井下机器人群协同智慧和馈电管理操作系统平台
8. 全矿井设备和设施健康管理操作平台

最智能化煤矿要重点建设十大智能系统

包括煤矿智慧中心及综合管理系统、煤矿安全强实时通信网络及地下精准位置服务系统、地质保障及 4D-GIS动态信息系统、巷道智能快速掘进系统、开采工作面智能协同控制系统、煤流及辅助运输与仓储智能系统、煤矿井下环境感知及安全管控系统、煤炭洗选智能化系统、矿井全工位设备设施健康智能管理系统、煤矿场区及绿色生态智能系统等。煤矿十大主要智能系统分别由若干个相关煤矿智能化子系统组成,数以百计的煤矿智能化子系统协同运行, 构建起煤矿智能化巨系统。

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