“黑灯选煤厂”是指通过智能感知、自主决策与协同控制,实现从原煤入厂到产品装车全流程无人化运行,并在异常工况下具备自诊断、自恢复能力的下一代选煤厂范式。建设“黑灯选煤厂”是推动煤炭洗选行业从经验驱动向数据驱动转型的关键路径,对提升精煤产率、稳定产品质量、降低能耗、减少用工、实现本质安全具有深远意义。
我国已建成智能化选煤厂百余座,其中有40余座智能化选煤厂通过中级水平验收,覆盖重介、浮选、装车等关键环节。当前,已有煤炭企业开展“黑灯选煤厂”前沿探索,推动智能重介、智能浮选、智能装车等系统落地。然而,与“黑灯”目标相比,当前仍存在关键技术不成熟、管理体系滞后、投资回报模糊、标准体系不健全等突出问题,制约“黑灯选煤厂”规模化推广与实效发挥。
一是关键技术尚未成熟,智能化深度不足。大部分选煤厂核心工艺环节智能控制滞后,重介、浮选、煤泥水等分选环节智能化率偏低,煤质波动导致系统失准,灰分仪误差超过0.5%时无法实现闭环控制,制约了全流程自适应优化;感知设备精度与可靠性低,在线灰分仪、浓度计等关键传感器适应性弱,数据可信度低,难以支撑高精度决策;系统协同与数据贯通不足,大部分选煤厂存在信息孤岛,子系统数据互通率低,全流程优化难以实现。
二是管理体系与智能化需求脱节,考核机制滞后。部分煤炭企业仍以“处理量”“故障率”等传统指标为核心,忽视数据质量、算法优化等新维度,技术团队积极性不足;组织协同低效,生产、机电、数据部门责任割裂,智能系统运维依赖外包,自主优化能力不足,不仅制约了智能化系统效能的充分发挥,而且阻碍了选煤厂内部技术能力的积累与提升,使得智能化投资难以转化为可持续的竞争优势;人才结构断层,既懂选煤工艺又通智能技术的复合型人才缺乏,基层员工智能系统操作培训不足,导致系统应用效率低下,甚至陷入“有系统不会用、不敢用”的困境,严重制约智能化建设进程和实效提升。
三是投资压力大,运维可持续性弱。老旧选煤厂智能化升级需配套更新基础设施,在行业周期性低谷和普遍亏损的背景下,企业在面对这个初始投资巨大、隐性成本高、回报周期存在不确定性的系统性革新时,陷入两难抉择。有的煤炭企业智能系统因缺乏长效运维机制,沦为“展示屏”,数据利用率低,重复建设率高。运维机制缺失的本质是将智能化转型视为一个项目而非一个进程,切断了技术与业务价值之间的桥梁,使得前期巨大的硬件和软件投资无法转化为持续提升的生产力。
四是标准体系不健全,复制推广难度大。大部分选煤厂智能化标准缺失或滞后,尤其在数据编码、通信协议、平台接口等方面缺乏统一规范,缺乏对数据采集频率、精度、缺失值处理、异常值判定的统一标准;大量的定制化开发、接口对接、协议转换工作,使得智能化项目投入巨大,制约了广大中小型选煤厂的转型意愿和能力;标准体系的缺失使得选煤厂智能化建设长期处于“手工作坊”式的项目制阶段,难以迈向“工业化”的产品制阶段。各选煤厂建设方案差异大,定制化程度高,难以形成可复制、可推广的成熟模式。“百花齐放”的示范项目难以转化为“星火燎原”的规模化应用。
如何加快建设“黑灯选煤厂”,推动煤炭洗选行业从经验驱动向数据驱动转型?
一方面,建议加强标准建设与政策引导,筑牢“黑灯”根基。构建统一数据标准,制定选煤厂数据编码规范、“黑灯选煤厂”建设规范等国家标准,破除信息孤岛,不断提高子系统数据互通率;建立“黑灯指数”评价体系,从无人化率、自适应度、能耗水平等维度量化评价,推行第三方认证,颁发等级证书;提供差异化资金支持,对120万吨/年以上大型选煤厂提供智能化改造贴息贷款,对亏损企业给予税费减免或绿色技改补贴;将数据质量、算法优化贡献率等指标纳入国企考核体系,建立智能化效益分成机制,激发基层创新活力;设立专项研发基金,支持高精度传感器(灰分误差≤0.3%)、重介全过程智能控制、浮选加药自适应、煤泥水协同控制等关键技术攻关,推动产学研联合试点,重点突破智能重介、智能浮选、智能压滤等核心工艺环节。
另一方面,建议推动管理模式变革,加强人才培育。重构组织与流程,推动选煤厂从“职能竖井”向“流程驱动”转变,建立跨部门协同机制,推行数据下沉、决策前移,赋能一线管理;培育复合型人才梯队,推动校企共建智能选煤学科,央企牵头设立培训基地;推行技术入股,吸引高端人才;设立黑灯工程师岗位,要求具备“工艺+信息技术+运维”综合能力;研发智能单兵装备、AR(增强现实)远程指导工具,提升现场运维效率。
此外,建议积极开展示范引领与分类推进。遴选标杆示范企业,支持有先进经验的央企率先建设“黑灯选煤厂”,形成可复制、可推广的解决方案。分步实施、重点突破,优先在基础好、意愿强的选煤厂开展试点,逐步推广至全行业;推广梯度建设路径,按“L1(单环节)—L2(多系统)—L3(全厂协同)”分层推进,明确各等级技术指标与验收标准,优先在装车、压滤等成熟环节实现无人化;推动平台互联与生态共建,鼓励构建“云—边—端”协同的工业互联网平台,支持第三方服务商提供全生命周期运维服务,推广“效益分成”模式替代传统按人头收费模式。
“黑灯选煤厂”建设是选煤行业智能化转型的高级阶段,更是推动煤炭工业高质量发展、实现“双碳”目标的重要抓手。当前正处于从政策驱动向价值驱动转型的关键时期,需政府、企业、科研院所与社会力量协同推进,以技术突破为引擎、政策适配为支撑、生态协同为基石,系统突破技术、管理、人才、资金等瓶颈。
(张岩系中国中煤能源集团有限公司煤炭事业部质监经理,杨瑞峰系中煤天津设计工程有限责任公司智能选煤研究所所长)
来源:中国煤炭报