“十四五”期間，煤礦智能化建設(shè)與技術(shù)創(chuàng)新相互促進(jìn)，智能化煤礦綜合效率效益優(yōu)勢(shì)明顯，安全管控水平顯著提升，管理效能大幅度提高，安全和高效綜合效益顯著。固定危險(xiǎn)和苦累作業(yè)崗位人員大幅度減少，職工工作條件顯著改善，幸福感增強(qiáng)，復(fù)雜條件煤礦通過智能化賦能，解決了很多難題，安全生產(chǎn)得到保障。煤炭產(chǎn)量和消費(fèi)量均創(chuàng)歷史新高，煤炭消費(fèi)年均增長(zhǎng)4.5%以上，比“十三五”期間年均增速高出4.2%。在應(yīng)對(duì)極端天氣、保障電力供需平衡、支撐工業(yè)經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇中，充分彰顯了其“能源安全穩(wěn)定器”的核心價(jià)值。

“十五五”時(shí)期是我國(guó)煤炭產(chǎn)業(yè)智能化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵攻堅(jiān)期，既要在“十四五”基礎(chǔ)上升級(jí)煤礦智能化技術(shù)應(yīng)用，又要突破核心技術(shù)裝備瓶頸，全面推進(jìn)煤礦智能化高質(zhì)量建設(shè)。立足國(guó)家能源安全和人工智能+能源新戰(zhàn)略，圍繞“降本增效、減人增安、綠色低碳”核心目標(biāo)，系統(tǒng)梳理煤礦智能化建設(shè)進(jìn)展與挑戰(zhàn)，明確“十五五”期間的攻關(guān)方向、發(fā)展路徑與支撐體系，全面推進(jìn)煤炭產(chǎn)業(yè)智能化、綠色化、融合化高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展。

文章來源：《智能礦山》2026年第1期“視角·觀點(diǎn)”欄目

第一作者：王國(guó)法，中國(guó)工程院院士，博士生導(dǎo)師，中國(guó)煤炭科工集團(tuán)首席科學(xué)家、煤礦智能化工作委員會(huì)主任，主要從事煤礦智能化系統(tǒng)工程研究工作，系統(tǒng)地提出了煤礦智能化理論、分類分級(jí)發(fā)展理念、發(fā)展目標(biāo)、技術(shù)路徑與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。

作者單位：中國(guó)煤炭科工集團(tuán)有限公司；煤炭無人化開采數(shù)智技術(shù)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；北京天瑪智控科技股份有限公司

引用格式：王國(guó)法，王峰. 煤礦智能化建設(shè)與“十五五”發(fā)展方向[J]. 智能礦山，2026，7（1）：1-16.

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煤礦智能化建設(shè)進(jìn)展與面臨的新挑戰(zhàn)

1.1 能源轉(zhuǎn)型中煤炭產(chǎn)業(yè)變革面臨的新形勢(shì)

我國(guó)是世界最大的煤炭生產(chǎn)與消費(fèi)國(guó)，2024年煤炭產(chǎn)量占全球50%以上，過去4年中，煤炭產(chǎn)量占國(guó)內(nèi)能源生產(chǎn)總量的66.6%，煤炭消費(fèi)占比達(dá)55%。預(yù)計(jì)2030年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰時(shí)，煤炭消費(fèi)占比仍將保持在45%以上，其在國(guó)家能源體系中的“壓艙石”和“穩(wěn)定器”角色無可替代。然而，近年來為保供進(jìn)行的價(jià)格干預(yù)、進(jìn)口量增加以及產(chǎn)能擴(kuò)張，導(dǎo)致近期煤炭行業(yè)效益嚴(yán)重下滑，反映出行業(yè)發(fā)展的困境。

我國(guó)煤炭生產(chǎn)重心正加速向資源富集的中西部地區(qū)轉(zhuǎn)移，形成了東中西梯級(jí)發(fā)展格局。2024年晉陜蒙新四省煤炭產(chǎn)量占全國(guó)總產(chǎn)量的81.6%，新疆快速崛起（產(chǎn)量突破5億t，外運(yùn)超1.3億t）。同時(shí)，中國(guó)煤炭產(chǎn)業(yè)正堅(jiān)定邁向安全、高效、綠色與清潔化的高質(zhì)量發(fā)展之路。一方面，在開采環(huán)節(jié)，安全高效礦井?dāng)?shù)量與平均規(guī)模顯著提升，安全生產(chǎn)達(dá)世界先進(jìn)水平，原煤生產(chǎn)能耗持續(xù)下降；另一方面，在利用環(huán)節(jié)，通過提高入洗率、提升煤矸石、礦井水綜合利用率和土地復(fù)墾率，極大減輕了環(huán)境壓力。煤炭正從單一燃料向原料與燃料并重轉(zhuǎn)變，煤制油、煤制烯烴等現(xiàn)代煤化工產(chǎn)能規(guī)模龐大，煤基新材料研發(fā)不斷突破，為煤炭產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展開辟了全新的、高附加值的未來。

當(dāng)前全球能源格局正經(jīng)歷深刻變革，其突出特征是能源消費(fèi)重心向亞太新興經(jīng)濟(jì)體轉(zhuǎn)移，而油氣生產(chǎn)與供應(yīng)重心則加速西移。在地緣政治沖突與能源安全風(fēng)險(xiǎn)加劇的背景下，推動(dòng)以綠色低碳為方向的能源轉(zhuǎn)型、構(gòu)建新型能源體系，已成為國(guó)際社會(huì)的共同目標(biāo)。各國(guó)積極推動(dòng)能源綠色化與數(shù)字化雙重轉(zhuǎn)型，如歐美推行碳邊境調(diào)節(jié)機(jī)制、領(lǐng)先企業(yè)探索虛擬電廠和電網(wǎng)數(shù)字孿生技術(shù)等。然而，在轉(zhuǎn)型過程中，保障能源安全與經(jīng)濟(jì)供應(yīng)仍是各國(guó)首要任務(wù)，從部分國(guó)家重啟煤電、短期化石能源消費(fèi)回升等現(xiàn)象中可見一斑。在此全球趨勢(shì)下，中國(guó)能源體系也呈現(xiàn)“雙軌并行”的特征，一方面，可再生能源快速增長(zhǎng)，2024年裝機(jī)占比達(dá)56.4%；另一方面，由于可再生能源存在出力不穩(wěn)定、技術(shù)經(jīng)濟(jì)局限短期內(nèi)難以克服等問題，煤炭仍承擔(dān)兜底保障作用。2024年，煤炭消費(fèi)量占全國(guó)能源消費(fèi)總量50%以上，煤電更以35.7%的裝機(jī)貢獻(xiàn)了54.8%的發(fā)電量，由此可見，在能源轉(zhuǎn)型過渡階段，煤炭仍是我國(guó)能源安全穩(wěn)定供應(yīng)的重要基石。

1.2 國(guó)際能源格局變化對(duì)我國(guó)能源安全帶來挑戰(zhàn)

當(dāng)前國(guó)際政治環(huán)境錯(cuò)綜復(fù)雜，全球能源格局正處于深度調(diào)整期。烏克蘭危機(jī)持續(xù)沖擊歐洲地區(qū)和平穩(wěn)定，中美關(guān)系中的不確定性因素持續(xù)累積，在此背景下，我國(guó)能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略必須充分考慮國(guó)際環(huán)境的復(fù)雜性與不確定性。全球能源供需格局呈現(xiàn)多極化趨勢(shì)，能源消費(fèi)重心進(jìn)一步向亞太新興經(jīng)濟(jì)體集中（占全球消費(fèi)總量47.1%），而油氣供給中心則逐步西移，形成以中東（31.5%）、美國(guó)（20.1%）和俄羅斯（11.5%）為主的供應(yīng)格局，其中美國(guó)油氣產(chǎn)量近年來大幅增長(zhǎng)，2023年石油產(chǎn)量達(dá)8.3億t。此格局變化更加凸顯實(shí)現(xiàn)能源體系自主安全可控的極端重要性。需要清醒認(rèn)識(shí)到，不發(fā)展是最大的不安全，脫離國(guó)情盲目“去煤化”將背離保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)穩(wěn)定運(yùn)行的主線，可能引發(fā)能源電力供應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)、資產(chǎn)擱淺、宏觀經(jīng)濟(jì)沖擊、金融風(fēng)險(xiǎn)乃至社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)等一系列問題，必須高度警惕。立足我國(guó)“富煤貧油少氣”的資源稟賦，必須堅(jiān)定不移筑牢以煤為主的能源安全屏障，2024年全球及中、美能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 2024年全球及中、美能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)

2024年，美國(guó)油氣消費(fèi)占比74.3%，中國(guó)油氣消費(fèi)占比27.1%。我國(guó)油氣進(jìn)口供給風(fēng)險(xiǎn)持續(xù)加大，進(jìn)口來源集中在地緣政治不穩(wěn)定區(qū)域，獲取境外油氣資源的外部環(huán)境面臨惡化風(fēng)險(xiǎn)。2024年我國(guó)石油和天然氣對(duì)外依存度高達(dá)71.9%和40.9%，若國(guó)際形勢(shì)突變引發(fā)供應(yīng)中斷，將對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展造成不可估量的影響，進(jìn)一步印證了堅(jiān)持煤炭基礎(chǔ)保障地位、構(gòu)建自主可控能源體系的戰(zhàn)略必要性與現(xiàn)實(shí)緊迫性。

1.3 國(guó)內(nèi)極端情況增加對(duì)我國(guó)能源安全帶來挑戰(zhàn)

在當(dāng)前全球能源轉(zhuǎn)型加速的背景下，新能源的規(guī)?；l(fā)展仍面臨一系列技術(shù)與經(jīng)濟(jì)層面的制約。風(fēng)電、光伏發(fā)電固有的隨機(jī)性、間歇性和波動(dòng)性，對(duì)電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力提出更高要求；極端天氣條件，如極熱無風(fēng)、極寒無光、持續(xù)高溫等，進(jìn)一步暴露其在穩(wěn)定性方面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)局限。目前，能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)能源全面安全可靠替代的完整技術(shù)體系尚未形成。

從歷史規(guī)律看，一種新型能源在一次能源消費(fèi)中占比從1%提升至10%，通常需經(jīng)歷約50年的發(fā)展周期，意味著新能源對(duì)傳統(tǒng)能源的替代必然是長(zhǎng)期過程，必須堅(jiān)持“先立后破”的轉(zhuǎn)型路徑。新能源發(fā)展所依賴的關(guān)鍵礦產(chǎn)資源（如鋰、稀土等）供應(yīng)日趨緊張，加劇了相關(guān)的地緣政治風(fēng)險(xiǎn)。中國(guó)與美國(guó)和西方國(guó)家在關(guān)鍵礦產(chǎn)的占有、萃取、精煉與制造應(yīng)用等環(huán)節(jié)的競(jìng)爭(zhēng)不斷加劇，使新能源產(chǎn)業(yè)鏈與供應(yīng)鏈面臨資源控制、貿(mào)易限制、技術(shù)封鎖等多重壓力。

在此背景下，電力系統(tǒng)靈活性資源建設(shè)仍面臨較大不確定性。盡管我國(guó)靈活性資源總量相對(duì)充足，但其可靠性與可調(diào)用性仍受多種因素影響。隨著可再生能源裝機(jī)繼續(xù)快速增加，系統(tǒng)穩(wěn)定性挑戰(zhàn)將進(jìn)一步凸顯。近些年，在極端天氣、國(guó)際供應(yīng)鏈調(diào)整等外部因素疊加影響下，多地負(fù)荷高峰期出現(xiàn)供電緊張，美國(guó)、英國(guó)、西班牙、澳大利亞等國(guó)家發(fā)生的大規(guī)模停電事件，也為我國(guó)電力安全保障提供了重要警示。

綜上所述，從中短期來看，新能源尚難以取代化石能源在能源體系中的主體地位。煤炭等傳統(tǒng)能源在資源開發(fā)利用方面具有不受氣候季節(jié)限制、供應(yīng)穩(wěn)定、成本可控等顯著優(yōu)勢(shì)，而風(fēng)電、光伏等新能源仍受自然條件與外部環(huán)境較大制約，目前難以實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?、低成本、穩(wěn)定連續(xù)的電力供應(yīng)。在能源轉(zhuǎn)型過程中，必須統(tǒng)籌安全與低碳、穩(wěn)妥把握轉(zhuǎn)型節(jié)奏，充分發(fā)揮煤炭在能源結(jié)構(gòu)中的兜底保障作用。

1.4 國(guó)內(nèi)外能源形勢(shì)對(duì)我國(guó)能源安全的戰(zhàn)略啟示

在當(dāng)前能源轉(zhuǎn)型與地緣政治復(fù)雜交織的背景下，樹立符合“雙碳”目標(biāo)的新型能源安全觀并制定高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略，已成為我國(guó)能源體系建設(shè)的核心任務(wù)。能源安全必須堅(jiān)持以國(guó)內(nèi)為主，立足“富煤貧油少氣”的資源稟賦，將能源飯碗牢牢端在自己手中，實(shí)現(xiàn)能源獨(dú)立與安全可控。

煤炭作為我國(guó)最基礎(chǔ)、最可靠的能源品種，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著不可替代的作用。是實(shí)現(xiàn)能源安全自主可控的最堅(jiān)實(shí)保障，煤電能夠有效平抑新能源大規(guī)模接入帶來的波動(dòng)性與隨機(jī)性，在保障新能源消納和電網(wǎng)穩(wěn)定中持續(xù)發(fā)揮“壓艙石”功能。同時(shí)，煤炭也是可實(shí)現(xiàn)清潔高效利用的可靠能源，通過超低排放燃煤發(fā)電與二氧化碳捕集利用等技術(shù)路徑，煤炭正實(shí)現(xiàn)清潔低碳轉(zhuǎn)型，目前85%以上的煤炭消費(fèi)已實(shí)現(xiàn)清潔高效利用，近90%的燃煤機(jī)組完成超低排放改造。此外，煤炭作為重要工業(yè)原料，在現(xiàn)代煤化工領(lǐng)域發(fā)展前景廣闊，傳統(tǒng)煤化工正升級(jí)為先進(jìn)煤氣油化技術(shù)，示范項(xiàng)目逐步實(shí)現(xiàn)煙氣超低排放、污廢水“近零”排放和VOCs有效治理，產(chǎn)業(yè)清潔化水平持續(xù)提升。

為構(gòu)建自主可控的能源體系，還需多措并舉。一方面，應(yīng)積極推進(jìn)油氣進(jìn)口來源多元化，維護(hù)戰(zhàn)略通道安全，同時(shí)加強(qiáng)煤制油氣基地的規(guī)劃與管控，提升油氣核心需求自保能力；另一方面，要加快建立自主可控的能源科技支撐體系，突破“卡脖子”技術(shù)，保障極端情形下能源穩(wěn)定供應(yīng)。最終逐步建成低碳綠色、韌性可靠的新型能源體系，在保障安全的前提下穩(wěn)步推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型。

1.5 能源轉(zhuǎn)型對(duì)煤炭行業(yè)提出更高要求

在當(dāng)前能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程中，推進(jìn)煤炭產(chǎn)業(yè)高端化、智能化、綠色化發(fā)展，加強(qiáng)煤炭清潔高效利用，是確保我國(guó)主體能源安全的必然要求。必須加快煤炭開發(fā)向智能綠色方向升級(jí)，推動(dòng)人工智能、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)與煤炭開發(fā)深度融合，實(shí)現(xiàn)采掘智能化、井下“無人化”和地面“無煤化”，使煤炭行業(yè)逐步轉(zhuǎn)型為社會(huì)尊重、人才向往的高技術(shù)行業(yè)。

煤炭利用方面，持續(xù)推動(dòng)其向清潔高效低碳發(fā)展，大力推進(jìn)煤炭由單一燃料向燃料與原料并重轉(zhuǎn)變，推動(dòng)煤化工向“高端化、多元化、低碳化”方向升級(jí)。積極促進(jìn)煤炭與新能源協(xié)同發(fā)展，將礦區(qū)打造成為地面-井下一體化的“風(fēng)、光、電、熱、氣、儲(chǔ)”多元協(xié)同的清潔能源基地。

數(shù)智技術(shù)賦能煤炭產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)已是大勢(shì)所趨。全球礦業(yè)正加速向“高端化、智能化、綠色化”邁進(jìn)，智慧礦山建設(shè)成為世界礦業(yè)發(fā)展的重要方向。隨著煤炭無人化開采技術(shù)的創(chuàng)新與裝備自動(dòng)化、智能化水平的提升，煤炭產(chǎn)業(yè)正迎來技術(shù)驅(qū)動(dòng)的深刻變革。

為保障能源供給安全，亟需構(gòu)建以“1個(gè)目標(biāo)、6大體系”為核心的煤炭產(chǎn)業(yè)安全體系（圖2），為實(shí)現(xiàn)能源獨(dú)立與安全提供堅(jiān)實(shí)支撐。

圖2 煤炭產(chǎn)業(yè)安全體系

1.6 煤炭行業(yè)自身發(fā)展仍面臨多重難題

當(dāng)前，我國(guó)煤礦智能化建設(shè)已邁入全面發(fā)展新階段，并取得顯著成效。全國(guó)已建成一批國(guó)家級(jí)智能化示范煤礦、智能化采煤工作面和智能化掘進(jìn)工作面，成功攻克了超大采高智能開采、薄煤層無人化開采、掘支運(yùn)一體化快速掘進(jìn)等關(guān)鍵技術(shù)。然而，上述系統(tǒng)設(shè)備在穩(wěn)定性與可靠性方面仍有不足，全時(shí)空地質(zhì)感知、智能決策支持、裝備協(xié)同控制及常態(tài)化智能運(yùn)維等關(guān)鍵技術(shù)亟待進(jìn)一步突破。

近年來，綠色礦山建設(shè)方面也取得積極進(jìn)展，礦井水、煤矸石綜合利用率分別達(dá)75%和73%，土地復(fù)墾率達(dá)57%，保水開采、沉陷區(qū)生態(tài)修復(fù)、高寒高原生態(tài)治理等核心技術(shù)不斷成熟。然而，綠色開采與生態(tài)損害治理仍缺乏低成本技術(shù)支撐，煤系共伴生資源協(xié)調(diào)開發(fā)體系尚不完善。

隨著開采不斷向深部延伸，深部資源開發(fā)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。我國(guó)已探明煤炭資源中千米以深占比超過50%，現(xiàn)有130余處礦井開采深度超過700 m，最深已達(dá)1 500 m。深部高地壓、高地溫、高瓦斯和高壓水等復(fù)雜地質(zhì)條件相互耦合，災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)顯著加劇，對(duì)智能安全高效開采技術(shù)提出迫切需求；同時(shí)，露天開發(fā)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，產(chǎn)能占比已提升至25%，內(nèi)蒙古、新疆成為主要產(chǎn)區(qū)。國(guó)產(chǎn)大型裝備如輪斗挖掘機(jī)、半固定破碎站等實(shí)現(xiàn)重要突破，但剝離用破碎站仍依賴進(jìn)口，且滑坡災(zāi)害智能感知與應(yīng)急救援技術(shù)尚不成熟，亟需推動(dòng)露天開采向更大型化、智能化、安全高效和連續(xù)化方向加快發(fā)展。

1.7 煤炭產(chǎn)業(yè)數(shù)智化轉(zhuǎn)型是發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的要求

在當(dāng)前國(guó)家能源安全新戰(zhàn)略引領(lǐng)下，煤炭作為我國(guó)自主可控的主體能源，正朝著智能化、綠色化和融合化方向轉(zhuǎn)型發(fā)展，亟需走出一條生態(tài)優(yōu)先、綠色低碳、安全智能的高質(zhì)量發(fā)展道路。

隨著煤炭開發(fā)戰(zhàn)略逐步向西部和深部轉(zhuǎn)移，產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨一系列“極端條件”下的新挑戰(zhàn)。西部晉陜蒙新等礦區(qū)產(chǎn)能高度集中，2024年產(chǎn)量占全國(guó)81%，面臨著生態(tài)脆弱與大規(guī)模高強(qiáng)度開采之間的矛盾；中東部深部礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，承受著高地壓、高承壓水、高地溫、高瓦斯等“四高”威脅。要破解這些難題，必須推動(dòng)科學(xué)研究“向極宏觀拓展、向極微觀深入、向極端條件邁進(jìn)”，在地質(zhì)精細(xì)勘探、透明地質(zhì)構(gòu)造、災(zāi)害智能防控等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)理論創(chuàng)新和技術(shù)突破。

推進(jìn)煤礦智能綠色建設(shè)是統(tǒng)籌能源安全、生態(tài)安全和生產(chǎn)安全的治本之策。當(dāng)前仍存在思想認(rèn)識(shí)不統(tǒng)一、區(qū)域發(fā)展不平衡、智能化水平整體偏低等問題亟待解決。面對(duì)日益提高的環(huán)保要求和大規(guī)模、高強(qiáng)度、高效率、低損害的開發(fā)目標(biāo)，煤炭行業(yè)亟須加快智能開采、生態(tài)修復(fù)、低碳利用等高端技術(shù)裝備的研發(fā)與應(yīng)用，以科技賦能推動(dòng)煤炭產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)真正意義上的高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展。

1.8 煤礦數(shù)智化技術(shù)創(chuàng)新和智能化建設(shè)取得重要進(jìn)展

我國(guó)煤礦智能化建設(shè)成效顯著，形成了一批具備推廣價(jià)值的經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)與裝備體系。自2019年提出加快煤礦智能化發(fā)展建議以來，國(guó)家層面政策體系持續(xù)完善，2020年八部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》，2021年出臺(tái)《煤礦智能化建設(shè)指南》，2022年實(shí)施《智能化示范煤礦驗(yàn)收管理辦法》，2024年進(jìn)一步發(fā)布《煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》，為行業(yè)轉(zhuǎn)型提供了系統(tǒng)指引。

在技術(shù)層面，智能化建設(shè)與創(chuàng)新實(shí)踐形成良性互動(dòng)。高可靠融合通信系統(tǒng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)和智能化綜合管控平臺(tái)等核心技術(shù)廣泛應(yīng)用，供配電、主煤流運(yùn)輸、供排水等系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)常態(tài)化無人值守。智能采掘、輔助運(yùn)輸、煤礦機(jī)器人及露天礦用卡車無人駕駛等關(guān)鍵領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，技術(shù)裝備國(guó)產(chǎn)化、成套化水平顯著提升。當(dāng)前，我國(guó)已初步構(gòu)建起適配不同煤層條件的煤礦智能化建設(shè)模式，該模式在精減井下作業(yè)人員、強(qiáng)化安全保障能力、提升生產(chǎn)效率等方面成效顯著，為煤炭行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展筑牢了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

煤礦智能化建設(shè)的突出技術(shù)難題分析

2.1 煤礦“數(shù)字化轉(zhuǎn)型”不充分，數(shù)據(jù)利用率低

當(dāng)前，以大數(shù)據(jù)、人工智能、5G和機(jī)器人技術(shù)為代表的科技革命與數(shù)字革命，正以前所未有的廣度與深度推動(dòng)煤礦行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。數(shù)據(jù)作為智能化的核心基礎(chǔ)，其多源集成分析與價(jià)值挖掘能力直接決定了煤礦智能化建設(shè)的實(shí)際成效。然而，在推進(jìn)過程中仍面臨以下3個(gè)方面的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。

（1）數(shù)據(jù)治理體系尚不完善。目前數(shù)據(jù)采集仍較多依賴人工輸入，流程缺乏統(tǒng)一規(guī)范，多頭錄入現(xiàn)象普遍，導(dǎo)致數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、及時(shí)性難以保障。數(shù)據(jù)冗余、數(shù)值沖突、模式不一致等問題突出，整體數(shù)據(jù)質(zhì)量尚不足以支撐系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)真正的智能化運(yùn)行。

（2）訓(xùn)練樣本嚴(yán)重不足。與互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)不同，煤礦數(shù)據(jù)具有強(qiáng)時(shí)效性與高專業(yè)門檻，獲取成本高、樣本規(guī)模小，現(xiàn)有“小樣本”條件難以滿足深度學(xué)習(xí)模型對(duì)數(shù)據(jù)量與質(zhì)的要求，一定程度上嚴(yán)重制約了智能算法的有效訓(xùn)練與應(yīng)用。

（3）缺乏統(tǒng)一開放的數(shù)據(jù)平臺(tái)。各智能化系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)依賴跨系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合，但由于缺乏集成化平臺(tái)，系統(tǒng)之間需高頻對(duì)接，導(dǎo)致業(yè)務(wù)邏輯與智能功能停留在“表象關(guān)聯(lián)”，未形成深度融合與協(xié)同。

（4）智能化系統(tǒng)需依托數(shù)據(jù)迭代演進(jìn)。煤礦系統(tǒng)專業(yè)性強(qiáng)，通用AI算法往往難以直接適用，必須結(jié)合具體場(chǎng)景，在持續(xù)數(shù)據(jù)積累與迭代的基礎(chǔ)上進(jìn)行針對(duì)性模型開發(fā)，這一過程需要時(shí)間的沉淀。

2.2 智能化煤礦5G技術(shù)及應(yīng)用場(chǎng)景尚不成熟

5G技術(shù)憑借其大帶寬、廣連接與低時(shí)延等特性，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)切片、邊緣計(jì)算等核心能力，為煤礦智能化建設(shè)提供了新的技術(shù)路徑。目前，井下5G系統(tǒng)已在華陽(yáng)新材料科技集團(tuán)有限公司等礦區(qū)開展試驗(yàn)性部署，部分模塊取得安標(biāo)認(rèn)證，為行業(yè)推廣應(yīng)用奠定了初步基礎(chǔ)。然而，5G在煤礦井下的規(guī)模化部署仍面臨多重挑戰(zhàn)。

（1）受限于井下防爆安全要求，射頻功率須嚴(yán)格控制在6 W以內(nèi)，導(dǎo)致單基站有效覆蓋距離短，需密集布設(shè)，顯著增加建設(shè)與運(yùn)維成本。

（2）行業(yè)對(duì)5G的認(rèn)知尚不統(tǒng)一，存在“重建輕用”傾向，或?qū)?G簡(jiǎn)單等同于無線替代有線，忽視其作為業(yè)務(wù)系統(tǒng)核心承載網(wǎng)的價(jià)值。

（3）當(dāng)前5G網(wǎng)絡(luò)多依托運(yùn)營(yíng)商核心網(wǎng)構(gòu)建，在網(wǎng)絡(luò)安全、自主運(yùn)維方面存在隱患，亟需推動(dòng)5G專網(wǎng)與小核心網(wǎng)技術(shù)研發(fā)，探索符合煤礦安全要求的建設(shè)運(yùn)營(yíng)模式。5G在高瓦斯、高粉塵等極端井下環(huán)境中的可靠性仍有待驗(yàn)證，面向智能掘進(jìn)、無人駕駛等關(guān)鍵場(chǎng)景的集成應(yīng)用尚未成熟，整體生態(tài)仍需終端、芯片與軟件系統(tǒng)的協(xié)同發(fā)展。

（4）關(guān)鍵技術(shù)方面，功率安全與覆蓋能力是核心矛盾?，F(xiàn)行IEC標(biāo)準(zhǔn)將射頻電磁波功率閾值限定為6 W，制約了5G覆蓋性能。等離子體放電與電磁波傳輸仿真模型（圖3）研究表明，在保障安全前提下，700 MHz頻段基站功率限值有望提升至20 W以上，可大幅擴(kuò)展單站覆蓋范圍，其他頻段（如2.1 GHz、3.5 GHz）的功率閾值仍需進(jìn)一步研究。

圖3 等離子體放電與電磁波傳輸仿真模型

（5）定位系統(tǒng)方面，井下無法接收GPS信號(hào)，需構(gòu)建本地的精準(zhǔn)定位體系。當(dāng)前系統(tǒng)存在車輛與人員定位數(shù)據(jù)未融合、多種定位技術(shù)協(xié)同不足等問題。未來應(yīng)推動(dòng)高精度定位技術(shù)與調(diào)度、導(dǎo)航、人機(jī)協(xié)同等業(yè)務(wù)場(chǎng)景深度融合，支撐無人駕駛、智能巡檢等關(guān)鍵應(yīng)用，構(gòu)建安全、高效的井下位置服務(wù)體系。

2.3 “透明地質(zhì)”技術(shù)保障支撐能力不足

“透明地質(zhì)”或“透明礦山”作為煤礦智能化建設(shè)的關(guān)鍵理念，旨在通過地質(zhì)信息的數(shù)字化、模型化與系統(tǒng)融合，為井下開采提供精準(zhǔn)可靠的地質(zhì)保障。其核心在于通過推動(dòng)地質(zhì)探測(cè)技術(shù)與裝備的智能化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)探測(cè)數(shù)據(jù)的全面采集與高效集成，并促進(jìn)地質(zhì)信息與工程信息的深度融合，從而構(gòu)建真實(shí)、動(dòng)態(tài)、可預(yù)測(cè)的礦井地質(zhì)環(huán)境模型。當(dāng)前在推進(jìn)“透明地質(zhì)”建設(shè)過程中仍面臨多重挑戰(zhàn)。

（1）地質(zhì)數(shù)據(jù)的數(shù)字化程度仍然不足，多數(shù)數(shù)據(jù)仍依賴人工現(xiàn)場(chǎng)采集與錄入，尚未形成系統(tǒng)化、自動(dòng)化的數(shù)據(jù)獲取機(jī)制，制約了地質(zhì)信息的實(shí)時(shí)更新與綜合分析能力。

（2）地質(zhì)探測(cè)精度與開采需求之間存在明顯差距，井下采掘裝備定位已實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)精度，而地質(zhì)探測(cè)精度普遍停留在米級(jí)甚至亞米級(jí)，難以滿足智能化開采對(duì)地質(zhì)條件精細(xì)識(shí)別的需要。

（3）地質(zhì)建模技術(shù)尚不成熟，受鉆探與物探數(shù)據(jù)精度限制，不同建模算法對(duì)同一地質(zhì)體的預(yù)測(cè)結(jié)果差異顯著，模型整體準(zhǔn)確性與可靠性有待提高。

（4）地質(zhì)信息與工程信息尚未實(shí)現(xiàn)有效融合，現(xiàn)有三維模型多停留在多源數(shù)據(jù)疊加層面，缺乏深度融合與智能分析能力，未能與礦井生產(chǎn)系統(tǒng)、安全系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)聯(lián)動(dòng)，限制了地質(zhì)數(shù)據(jù)在全礦智能化系統(tǒng)中的支撐作用。

2.4 巷道掘進(jìn)用人多、采掘失衡，裝備適應(yīng)性差

在煤礦掘進(jìn)作業(yè)中，錨桿支護(hù)環(huán)節(jié)仍面臨工藝復(fù)雜、機(jī)械化水平低、支護(hù)速度慢等問題，嚴(yán)重制約巷道形成的整體效率。工藝層面的支護(hù)流程繁瑣，自動(dòng)化程度不足；裝備方面是以單體錨桿鉆機(jī)為主，系統(tǒng)性差、鉆孔效率低；施工過程中，受圍巖破碎與巷道變形影響，常需實(shí)施高密度高強(qiáng)度支護(hù)，作業(yè)周期長(zhǎng)；作業(yè)環(huán)境方面，掘進(jìn)工作面粉塵濃度高、條件惡劣，導(dǎo)致掘錨工序難以平行開展。這些問題迫使現(xiàn)場(chǎng)依賴增派人員維持進(jìn)度，造成人員聚集，安全風(fēng)險(xiǎn)陡升。

系統(tǒng)性層面，掘進(jìn)作業(yè)缺乏類似綜采工作面的專業(yè)化論證與配套體系，設(shè)備零散、協(xié)同性差，難以實(shí)現(xiàn)集約生產(chǎn)；可靠性方面，受井下復(fù)雜環(huán)境影響，即便在地面運(yùn)行良好的傳感器、液壓元件等關(guān)鍵部件也頻繁出現(xiàn)故障，制約了裝備的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行；自動(dòng)化建設(shè)方面，在基礎(chǔ)自動(dòng)化水平尚未夯實(shí)的情況下，盲目追求掘進(jìn)效率往往導(dǎo)致多頭分散作業(yè)、人力投入密集，反而帶來效率低下與安全水平下降的困境。

上述難題源于技術(shù)本身與地質(zhì)條件的雙重復(fù)雜性，應(yīng)遵循“先功能后智能”的路徑，首要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)快速成巷的基本功能，繼而推動(dòng)系統(tǒng)智能化升級(jí)。核心目標(biāo)是通過智能快速掘進(jìn)技術(shù)，達(dá)到“智能提效、少人增安”。路徑包括：推動(dòng)掘進(jìn)裝備成套化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)、支護(hù)、運(yùn)輸工序的集約協(xié)同與平行作業(yè)；構(gòu)建數(shù)字化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)設(shè)備運(yùn)行、地質(zhì)信息及通風(fēng)動(dòng)力等保障系統(tǒng)進(jìn)行全面感知；發(fā)展自動(dòng)化控制功能，實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航、斷面自動(dòng)成型、遙控作業(yè)與鉆錨自動(dòng)化，并強(qiáng)化系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)、設(shè)備閉鎖與人員防碰撞等安全防護(hù)能力，構(gòu)建高效、安全、可持續(xù)的技術(shù)體系。

2.5 智能化技術(shù)難以適應(yīng)復(fù)雜工作面條件

采煤機(jī)器人群是實(shí)現(xiàn)智能化開采的核心技術(shù)單元，其理想形態(tài)應(yīng)具備設(shè)備群自主決策控制、煤巖界面精準(zhǔn)識(shí)別與多機(jī)協(xié)同聯(lián)動(dòng)等關(guān)鍵功能。

目前，我國(guó)已在基于地理信息的截割模板智能規(guī)劃、采煤機(jī)自動(dòng)調(diào)高、“三機(jī)”協(xié)同控制等方向取得重要突破，為機(jī)器人群的初步應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。然而，在智能化放頂煤技術(shù)、支架可控執(zhí)行機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、超前支架智能控制、截割路徑自主決策規(guī)劃（圖4）等更深層次的技術(shù)環(huán)節(jié)，仍存在亟待突破的瓶頸。此類核心技術(shù)的攻關(guān)成效，直接決定采煤機(jī)器人群的整體智能化水平與實(shí)際應(yīng)用效能。

圖4 截割路徑智能決策

2.6 主輔運(yùn)輸環(huán)節(jié)多、效率低，連續(xù)運(yùn)輸難度大

主運(yùn)輸系統(tǒng)中，帶式輸送機(jī)因運(yùn)距長(zhǎng)，普遍面臨堆煤、斷帶、縱向撕裂、跑偏及打滑等故障頻發(fā)的問題?，F(xiàn)有監(jiān)測(cè)系統(tǒng)依賴大量傳感器布置，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高昂且實(shí)時(shí)性不足，同時(shí)輸送帶運(yùn)行負(fù)載率偏低，存在顯著的無功能耗現(xiàn)象。針對(duì)這些痛點(diǎn)，技術(shù)升級(jí)的目標(biāo)應(yīng)聚焦于實(shí)現(xiàn)井下主煤流故障的自動(dòng)監(jiān)測(cè)與預(yù)警、替代人工巡檢、構(gòu)建基于負(fù)載的自主調(diào)速機(jī)制以降低能耗，并建立運(yùn)行狀態(tài)的可視化監(jiān)控平臺(tái)。

輔助運(yùn)輸系統(tǒng)作為井下人員、設(shè)備和物料輸送的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，分為有軌與無軌2種形式。有軌運(yùn)輸以單軌吊和電機(jī)車為主，受地質(zhì)條件復(fù)雜、光照不足及粉塵密集等因素影響，普遍存在裝備承載能力有限、續(xù)航里程短、運(yùn)輸環(huán)節(jié)多、人員參與密集等問題，導(dǎo)致事故率居高不下，整體效率低、污染大、智能化水平不足，已成為制約煤礦安全高效生產(chǎn)的瓶頸之一。

當(dāng)前輔助運(yùn)輸系統(tǒng)還面臨用人多、自動(dòng)化程度低、車輛與定位網(wǎng)絡(luò)及智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)融合不足、調(diào)度管理分散、車輛智能化水平不高等多重挑戰(zhàn)，井下駕駛作業(yè)安全隱患突出。未來發(fā)展需著力實(shí)現(xiàn)車輛實(shí)時(shí)精確定位與地圖化統(tǒng)一管理，推動(dòng)井下物流車輛無人駕駛，構(gòu)建智能調(diào)度系統(tǒng)以提升物料配送效率，目標(biāo)將車輛運(yùn)行效率提高30%，系統(tǒng)用人數(shù)量減少50%，全面增強(qiáng)輔助運(yùn)輸?shù)陌踩耘c智能化水平。

2.7 井下環(huán)境感知及安管系統(tǒng)未實(shí)現(xiàn)協(xié)同聯(lián)動(dòng)

煤礦安全是一個(gè)涵蓋“人、機(jī)、環(huán)”多維度、多參量、多尺度的復(fù)雜系統(tǒng)，構(gòu)建跨系統(tǒng)數(shù)據(jù)感知與信息融合能力，是實(shí)現(xiàn)人員主動(dòng)安全防護(hù)、設(shè)備預(yù)知維護(hù)與災(zāi)害精準(zhǔn)防控的關(guān)鍵所在。當(dāng)前，井下安全監(jiān)測(cè)主要覆蓋水文、微震、礦壓、通風(fēng)、防滅火、瓦斯及粉塵等環(huán)節(jié)（圖5），但各系統(tǒng)普遍獨(dú)立運(yùn)行，從傳感、傳輸?shù)椒治鲱A(yù)警均未實(shí)現(xiàn)有效聯(lián)通，難以支撐關(guān)鍵環(huán)境參數(shù)的時(shí)空動(dòng)態(tài)感知與多源信息綜合研判。

圖5 井下環(huán)境感知與智能安全管控

具體問題表現(xiàn)為水文監(jiān)測(cè)結(jié)果可靠性低、預(yù)警不及時(shí)，且未與排水系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)；通風(fēng)系統(tǒng)無法根據(jù)開采條件變化自動(dòng)調(diào)整參數(shù)，缺乏安全態(tài)勢(shì)感知與智能調(diào)控能力，整體抗災(zāi)性弱；工作面?zhèn)鞲懈采w不足、數(shù)據(jù)量級(jí)有限，制約了泛在感知能力，而傳感設(shè)備依賴特定系統(tǒng)、監(jiān)控點(diǎn)位偏少，進(jìn)一步限制了數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通與分析的準(zhǔn)確性。

為此，建議充分利用物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與視頻智能分析技術(shù)，動(dòng)態(tài)識(shí)別人員違章行為及設(shè)備設(shè)施安全隱患，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)告警；構(gòu)建統(tǒng)一的煤礦安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，對(duì)各類風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行量化管理，推動(dòng)煤礦安全監(jiān)管從分散被動(dòng)向集成主動(dòng)、從經(jīng)驗(yàn)判斷向數(shù)據(jù)決策轉(zhuǎn)變。

2.8 固定場(chǎng)所無人值守?zé)o聯(lián)動(dòng)控制

在煤礦固定場(chǎng)所無人值守系統(tǒng)中，遠(yuǎn)程監(jiān)控與巡檢機(jī)器人已成為實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵區(qū)域智能化運(yùn)維的核心手段，覆蓋區(qū)域包括井筒管道、水泵房、變電所、主煤流沿線、危險(xiǎn)氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)及地面煤倉(cāng)等。通過構(gòu)建礦井全工位設(shè)備健康管理系統(tǒng)與井下機(jī)器人群協(xié)同操作平臺(tái)，逐步替代傳統(tǒng)人工巡檢，推動(dòng)關(guān)鍵崗位的無人化與智能化轉(zhuǎn)型。

當(dāng)前多個(gè)環(huán)節(jié)仍存在技術(shù)瓶頸與管理挑戰(zhàn)。在井筒管道與通風(fēng)井筒等場(chǎng)景中，人工巡檢仍占主導(dǎo)，作業(yè)強(qiáng)度大、效率低，且難以實(shí)現(xiàn)全方位風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與及時(shí)處置。由于缺乏有效的替代裝備與技術(shù)手段，環(huán)境信息采集不全面、數(shù)據(jù)分析不深入、信息共享不充分等問題突出，導(dǎo)致安全隱患難以提前預(yù)警。同時(shí)，傳統(tǒng)巡檢模式重復(fù)性高、實(shí)時(shí)性差，在密閉空間中易受有毒氣體、電磁輻射及火災(zāi)隱患威脅，且獨(dú)立運(yùn)行的巡檢系統(tǒng)未能與被檢設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融合與聯(lián)動(dòng)控制，限制了整體安全保障能力的提升。

此外，煤倉(cāng)作為儲(chǔ)運(yùn)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，冒倉(cāng)與空倉(cāng)風(fēng)險(xiǎn)對(duì)安全生產(chǎn)構(gòu)成嚴(yán)重威脅。受低照度、高濕度與高粉塵環(huán)境影響，單一檢測(cè)方法難以準(zhǔn)確獲取倉(cāng)位數(shù)據(jù)，亟須通過多傳感融合技術(shù)與智能監(jiān)測(cè)手段，提升煤倉(cāng)狀態(tài)的實(shí)時(shí)感知與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警能力。

2.9 洗選過程參數(shù)不精確、效率低、產(chǎn)品不穩(wěn)定

在選煤廠智能化升級(jí)過程中，重介智能控制系統(tǒng)面臨參數(shù)縮放適應(yīng)性不足、多參數(shù)耦合關(guān)系不清晰導(dǎo)致的生產(chǎn)效率低下、各工藝單元難以快速達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，以及系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)與恢復(fù)能力薄弱等問題。

為應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，需設(shè)定以下技術(shù)目標(biāo)：高效挖掘工藝與設(shè)備參數(shù)價(jià)值，優(yōu)化多參數(shù)協(xié)同機(jī)制以支持產(chǎn)品個(gè)性化定制；實(shí)時(shí)掌握系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，保障產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定；增強(qiáng)系統(tǒng)自適應(yīng)能力，全面提升生產(chǎn)效益。

基于選煤廠現(xiàn)有生產(chǎn)框架與數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，應(yīng)推進(jìn)從單機(jī)設(shè)備到全系統(tǒng)、從獨(dú)立單元到多系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)的智能化轉(zhuǎn)型，構(gòu)建涵蓋設(shè)備健康管理、生產(chǎn)控制和運(yùn)維管理的數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)與動(dòng)態(tài)調(diào)控。通過建立選煤智能化體系，在“底層感知、控制執(zhí)行與決策管理”3個(gè)層面實(shí)現(xiàn)深度智能化，搭建統(tǒng)一的選煤廠運(yùn)行應(yīng)用平臺(tái)，推動(dòng)傳統(tǒng)選煤廠向新型智能化選煤廠全面轉(zhuǎn)型。

2.10 地面管理運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)與生產(chǎn)系統(tǒng)尚未融合

在煤礦地面管理運(yùn)營(yíng)體系中，智能倉(cāng)儲(chǔ)、ERP、能源管理、經(jīng)營(yíng)財(cái)務(wù)、人力資源、技術(shù)管理及綜合調(diào)度中心等系統(tǒng)共同構(gòu)成了管理信息化的核心架構(gòu)。此系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)內(nèi)部數(shù)據(jù)的無縫交互，更需與井下生產(chǎn)系統(tǒng)建立深度協(xié)同與聯(lián)動(dòng)機(jī)制，打通信息壁壘，形成統(tǒng)一運(yùn)行的智能管理生態(tài)。

在精益經(jīng)營(yíng)與協(xié)同管理層面，應(yīng)著力構(gòu)建資源智能配置與業(yè)務(wù)協(xié)同管控能力（圖6）。通過推進(jìn)物資精準(zhǔn)采集、設(shè)備動(dòng)態(tài)調(diào)配、倉(cāng)儲(chǔ)優(yōu)化分配、協(xié)同配煤優(yōu)化及智慧營(yíng)銷決策等環(huán)節(jié)的智能化升級(jí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)供應(yīng)鏈、生產(chǎn)計(jì)劃與市場(chǎng)響應(yīng)的系統(tǒng)化整合與閉環(huán)管理，全面提升煤礦經(jīng)營(yíng)效率與資源綜合利用水平。

圖6 精益經(jīng)營(yíng)協(xié)同管理系統(tǒng)

“十五五”煤礦智能化建設(shè)發(fā)展目標(biāo)

在“十五五”期間，我國(guó)煤礦智能化建設(shè)將持續(xù)深化，致力于構(gòu)建完善的技術(shù)、裝備及運(yùn)維管理體系，推進(jìn)第二批關(guān)鍵核心技術(shù)工程示范，推動(dòng)智能化建設(shè)走深走實(shí)。在此基礎(chǔ)上，將初步建成覆蓋煤炭生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)備、銷售與使用的統(tǒng)一大市場(chǎng)。具體發(fā)展目標(biāo)包括全國(guó)煤礦智能化產(chǎn)能占比不低于75%，智能化工作面數(shù)量占比不低于50%，智能化采煤工作面常態(tài)化運(yùn)行率不低于80%，危險(xiǎn)繁重崗位機(jī)器人替代率不低于30%，并實(shí)現(xiàn)井下作業(yè)人員總數(shù)減少20%以上。

在數(shù)字化轉(zhuǎn)型與數(shù)據(jù)治理方面，將實(shí)現(xiàn)煤礦主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)智能化創(chuàng)新體系的系統(tǒng)構(gòu)建，充分激活數(shù)據(jù)要素價(jià)值，推動(dòng)行業(yè)整體數(shù)字化轉(zhuǎn)型成熟度達(dá)到領(lǐng)域級(jí)（3級(jí)）至平臺(tái)級(jí)（4級(jí)）水平。到2030年，形成較為完善的智能化標(biāo)準(zhǔn)體系，制定并發(fā)布相關(guān)行業(yè)及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)不少于300項(xiàng)。

未來，煤礦智能化將朝著更高質(zhì)量方向演進(jìn)，著力突破前期尚未解決的核心技術(shù)難題，積極跟進(jìn)人工智能發(fā)展趨勢(shì)，以創(chuàng)新技術(shù)路徑重塑煤炭產(chǎn)業(yè)未來，協(xié)同推進(jìn)5個(gè)重點(diǎn)攻關(guān)方向，為煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)支撐。

（1）人工智能大模型與數(shù)據(jù)融合應(yīng)用。

（2）高精度傳感、探測(cè)與高速響應(yīng)控制技術(shù)裝備。

（3）采掘、安全與保障系統(tǒng)的綜合集成。

（4）非常規(guī)尺度與復(fù)雜地質(zhì)條件下的智能開采技術(shù)。

（5）煤礦輔助作業(yè)機(jī)器人及具身智能系統(tǒng)。

“十五五”煤礦智能化建設(shè)科技攻關(guān)方向

4.1 井下通信的網(wǎng)絡(luò)綜合承載、專業(yè)大模型及數(shù)據(jù)融合應(yīng)用

為全面推進(jìn)煤礦智能化建設(shè)，需構(gòu)建統(tǒng)一、高效、安全的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施與智能決策體系，重點(diǎn)包括以下4個(gè)方向。

（1）構(gòu)建統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與共享機(jī)制

研究制定覆蓋采掘、機(jī)電、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水等多系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合協(xié)議，建立高效安全的數(shù)據(jù)共享標(biāo)準(zhǔn)體系，形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)共享技術(shù)架構(gòu)與多系統(tǒng)協(xié)同控制方案，切實(shí)破解數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)“煙囪”、信息“孤島”以及安全隱私保護(hù)難題。

（2）攻關(guān)綜合承載與通感一體化技術(shù)

構(gòu)建智能煤礦信息綜合承載網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，突破礦用通信感知融合無線傳輸技術(shù)，提升移動(dòng)終端對(duì)人員、設(shè)備、環(huán)境的全面感知覆蓋能力，形成主干網(wǎng)絡(luò)高效承載、無線網(wǎng)絡(luò)通感融合、多模態(tài)終端泛在接入的一體化通信基礎(chǔ)。

（3）發(fā)展網(wǎng)絡(luò)確定性通信與智能運(yùn)維體系

研究智能礦山確定性網(wǎng)絡(luò)傳輸性能監(jiān)測(cè)與閉環(huán)調(diào)控機(jī)制，開發(fā)礦井網(wǎng)絡(luò)故障精確定位與智能運(yùn)維系統(tǒng)，構(gòu)建通信網(wǎng)絡(luò)態(tài)勢(shì)感知與運(yùn)維服務(wù)平臺(tái)，為智能化應(yīng)用提供高可靠、低時(shí)延、可管控的網(wǎng)絡(luò)支撐。

（4）打造專業(yè)大模型的智能決策與協(xié)同控制平臺(tái)

研發(fā)礦井?dāng)?shù)字孿生協(xié)同管控與決策支持系統(tǒng)，構(gòu)建以專業(yè)大模型為底座的數(shù)字孿生模型體系，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、安全、設(shè)備等多維信息的實(shí)時(shí)映射與動(dòng)態(tài)推演，推動(dòng)采煤、掘進(jìn)及輔助系統(tǒng)數(shù)據(jù)的智能分析、預(yù)警預(yù)測(cè)與協(xié)同控制。

4.2 透明地質(zhì)保障技術(shù)

為實(shí)現(xiàn)煤礦地質(zhì)保障系統(tǒng)的精準(zhǔn)化與智能化升級(jí)，需重點(diǎn)推進(jìn)以下3個(gè)方面工作。

（1）高精度地質(zhì)探測(cè)技術(shù)與裝備升級(jí)

重點(diǎn)研發(fā)高分辨率地震勘探、隨鉆測(cè)量、三維地質(zhì)雷達(dá)等先進(jìn)探測(cè)技術(shù)，開發(fā)適用于復(fù)雜地質(zhì)條件的智能鉆探裝備，全面提升勘探精度與數(shù)據(jù)獲取能力；推動(dòng)地質(zhì)數(shù)據(jù)自動(dòng)化處理與智能解釋，為智能采掘、地質(zhì)建模和災(zāi)害預(yù)警提供可靠數(shù)據(jù)支撐。

（2）地質(zhì)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新機(jī)制構(gòu)建

基于隨鉆、隨掘、隨采等生產(chǎn)過程中獲取的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，建立地質(zhì)模型動(dòng)態(tài)更新算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)三維地質(zhì)模型局部特征的持續(xù)修正，逐步完成從巷道到工作面、采區(qū)等多尺度地質(zhì)信息的精準(zhǔn)化與透明化重構(gòu)。

（3）基于透明地質(zhì)的隱蔽致災(zāi)精準(zhǔn)防控

深度融合地質(zhì)模型與生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析與人工智能算法，構(gòu)建隱蔽致災(zāi)因素智能分級(jí)預(yù)警模型；研發(fā)透明礦井隱蔽致災(zāi)精準(zhǔn)防控平臺(tái)（圖7），實(shí)現(xiàn)地質(zhì)保障系統(tǒng)與采掘作業(yè)的協(xié)同聯(lián)動(dòng)，為瓦斯抽采設(shè)計(jì)、掘進(jìn)地質(zhì)導(dǎo)航、工作面智能截割及災(zāi)害防治提供高精度地質(zhì)決策支持。

圖7 基于透明地質(zhì)的隱蔽致災(zāi)精準(zhǔn)防控平臺(tái)

4.3 少人化集成控制掘進(jìn)系統(tǒng)

為全面提升巷道掘進(jìn)的智能化水平與作業(yè)效率，需重點(diǎn)推進(jìn)以下3個(gè)方面的工作。

（1）構(gòu)建掘-支平行作業(yè)的智能化系統(tǒng)

集成多源傳感數(shù)據(jù)融合技術(shù)，建立巷道圍巖狀態(tài)、裝備運(yùn)行及環(huán)境參數(shù)的多維感知體系，實(shí)現(xiàn)工況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與動(dòng)態(tài)反饋；通過提升液壓控制精度，推動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式由液壓向電液協(xié)同轉(zhuǎn)型，增強(qiáng)系統(tǒng)響應(yīng)速度與控制精準(zhǔn)性；深化掘進(jìn)、支護(hù)、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)的時(shí)序協(xié)同與空間匹配機(jī)制，實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)全流程自動(dòng)化銜接與穩(wěn)定運(yùn)行，全面提升掘進(jìn)系統(tǒng)的協(xié)同控制精度與應(yīng)用可靠性。

（2）發(fā)展智能規(guī)劃與截割參數(shù)自適應(yīng)掘進(jìn)技術(shù)

依托高精度地質(zhì)建模與動(dòng)態(tài)修正技術(shù)，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)路徑的智能規(guī)劃與截割參數(shù)自適應(yīng)調(diào)整，突破基于地質(zhì)信息耦合的智能截割控制；融合人工智能方法與掘進(jìn)工藝專家知識(shí)，開發(fā)具備感知、預(yù)測(cè)、控制與決策能力的智能算法，構(gòu)建掘進(jìn)場(chǎng)景AI決策模型，逐步替代傳統(tǒng)人工經(jīng)驗(yàn)主導(dǎo)的操作模式；研制數(shù)字孿生多模態(tài)集中控制平臺(tái)，支撐少人化場(chǎng)景下的全流程智能協(xié)同作業(yè)。

（3）研制新一代快速掘進(jìn)成套裝備

重點(diǎn)發(fā)展以高功率密度強(qiáng)力截割、錨桿索自動(dòng)支護(hù)、高可靠連續(xù)運(yùn)輸為核心的新一代快速掘進(jìn)裝備體系；推動(dòng)可截割硬度80 MPa級(jí)掘錨一體機(jī)、滾壓式部分?jǐn)嗝嬗矌r掘進(jìn)機(jī)、柔性礦用TBM及深部巷道智能快速掘進(jìn)成套裝備的研發(fā)與應(yīng)用，為復(fù)雜地質(zhì)條件下的高效、安全掘進(jìn)提供裝備支撐。

4.4 高階數(shù)智開采

為響應(yīng)復(fù)雜煤層安全高效開采的現(xiàn)實(shí)需求，我國(guó)正聚力構(gòu)建新一代高效智能開采裝備體系（圖8）。針對(duì)“三軟”煤層、薄及極薄煤層、急傾斜煤層及千米以深煤層等特殊開采條件，重點(diǎn)攻關(guān)自動(dòng)截割、自主支護(hù)與高效運(yùn)輸?shù)群诵募夹g(shù)，推動(dòng)自適應(yīng)截割智能采煤機(jī)、輕量化抗沖擊液壓支架、高效扁平化刮板輸送機(jī)等高端裝備的研發(fā)與應(yīng)用，為復(fù)雜地質(zhì)條件下煤炭開采提供裝備支撐。

圖8 新一代高效智能開采裝備體系

在技術(shù)裝備突破的基礎(chǔ)上，同步推進(jìn)3類典型示范工程建設(shè)，此類示范工程將為我國(guó)煤炭工業(yè)的智能化升級(jí)提供可復(fù)制、可推廣的技術(shù)路徑與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

（1）建設(shè)薄煤層無人化智能開采示范工程，實(shí)現(xiàn)在采高1.3 m以下、地質(zhì)起伏大的復(fù)雜條件下年產(chǎn)200萬t且工作面內(nèi)無人作業(yè)。

（2）開展千米以深礦井安全高效綜采示范，突破深部資源精準(zhǔn)探測(cè)與透明開采技術(shù)瓶頸。

（3）建設(shè)600 m超長(zhǎng)工作面示范工程，通過裝備與工藝創(chuàng)新大幅提升單個(gè)工作面產(chǎn)能。

4.5 無人值守主運(yùn)輸系統(tǒng)智能化

為構(gòu)建安全高效、智能協(xié)同的礦井主運(yùn)輸體系，需重點(diǎn)推進(jìn)以下4個(gè)方面的工作。

（1）人-機(jī)-環(huán)全域感知技術(shù)

重點(diǎn)突破機(jī)器視覺與多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)，提升帶式輸送機(jī)運(yùn)行工況及人員狀態(tài)感知的精準(zhǔn)性，實(shí)現(xiàn)與控制系統(tǒng)的高效聯(lián)動(dòng)，保障主運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)行安全；開展帶式輸送機(jī)沿線托輥在線檢測(cè)與火災(zāi)消防監(jiān)控技術(shù)研究，構(gòu)建全域運(yùn)行安全保障體系；研發(fā)主運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)備及控制系統(tǒng)的健康診斷與預(yù)知維護(hù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程智能運(yùn)維，有效降低故障停機(jī)時(shí)間。

（2）大功率永磁直驅(qū)帶式輸送機(jī)

研制適用于長(zhǎng)距離、大運(yùn)量的高可靠性永磁直驅(qū)巷道帶式輸送機(jī)，研究長(zhǎng)距離大運(yùn)量可伸縮帶式輸送機(jī)的動(dòng)態(tài)特性與控制策略，突破礦用高壓大功率永磁變頻直驅(qū)、多點(diǎn)多機(jī)功率平衡、智能張緊以及快速拆裝式無基礎(chǔ)機(jī)頭部等關(guān)鍵技術(shù)與裝備。

（3）主運(yùn)輸系統(tǒng)巡檢及保障機(jī)器人

研發(fā)具備異物識(shí)別與自動(dòng)分揀功能的機(jī)器人，防止異物進(jìn)入主運(yùn)系統(tǒng)；開發(fā)堵倉(cāng)自動(dòng)疏通裝置及防潰控制技術(shù)裝備，避免人工處理堵倉(cāng)時(shí)發(fā)生潰倉(cāng)風(fēng)險(xiǎn)；研制包括托輥更換裝置在內(nèi)的主運(yùn)設(shè)備智能運(yùn)維工具，減輕檢修作業(yè)強(qiáng)度；構(gòu)建融合聲、光、熱、氣、圖像等信息的帶式輸送機(jī)全域環(huán)境安全智能監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，替代傳統(tǒng)人工巡檢模式。

（4）主立井提升智能化成套技術(shù)裝備

研發(fā)集井架、井筒、箕斗、鋼絲繩、動(dòng)力系統(tǒng)及智能控制于一體的常態(tài)化無人值守主提升系統(tǒng)，提升鋼絲繩在線智能安全監(jiān)測(cè)能力，增強(qiáng)對(duì)防墜、超載、過卷（放）等事故的智能預(yù)防與處置水平。

4.6 智能高效連續(xù)輔助運(yùn)輸

為實(shí)現(xiàn)輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的高精度感知與全流程自主協(xié)同，需重點(diǎn)推進(jìn)以下2個(gè)方面的工作。

（1）多源感知數(shù)據(jù)聯(lián)合定位與協(xié)同控制

研究融合高清視頻、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)及UWB定位技術(shù)，通過多模態(tài)數(shù)據(jù)的時(shí)空對(duì)齊與特征級(jí)融合，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛位姿、障礙物分布及巷道工況的毫米級(jí)全息感知能力；構(gòu)建人機(jī)環(huán)境數(shù)據(jù)融合平臺(tái)，集成數(shù)據(jù)分析與智能決策算法，完成多源數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)同步與精準(zhǔn)解析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)人、車間的防碰撞預(yù)警與協(xié)同控制。

（2）輔助運(yùn)輸系統(tǒng)智能調(diào)度及轉(zhuǎn)運(yùn)作業(yè)機(jī)器人

綜合考慮井下生產(chǎn)任務(wù)、運(yùn)輸需求、車輛資源與設(shè)備狀態(tài)等多維因素，研究輔助運(yùn)輸系統(tǒng)中人、車、物資源的智能調(diào)度算法；開發(fā)支持車料分離、車輛導(dǎo)引、自動(dòng)接駁等功能的轉(zhuǎn)運(yùn)作業(yè)機(jī)器人裝備，實(shí)現(xiàn)不同輔助運(yùn)輸裝備間的快速銜接與協(xié)同作業(yè)，全面提升輔助運(yùn)輸系統(tǒng)效率。

4.7 礦井無人本安智能化通風(fēng)

為構(gòu)建全面感知、自主決策、本安可靠的智能化通風(fēng)體系，需重點(diǎn)推進(jìn)以下3個(gè)方面的工作。

（1）通風(fēng)全系統(tǒng)監(jiān)測(cè)無人化

基于粒子圖像測(cè)風(fēng)等新型技術(shù)，突破傳統(tǒng)測(cè)風(fēng)速算風(fēng)量的方法局限，研發(fā)適用于輸送帶巷等異形斷面巷道的風(fēng)量精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)裝備，構(gòu)建覆蓋各類異形井巷的風(fēng)質(zhì)風(fēng)量原位全自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)體系；建立通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)點(diǎn)優(yōu)化布局策略與方法，突破實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)解算關(guān)鍵技術(shù)，依托大數(shù)據(jù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)通風(fēng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)的多元異構(gòu)融合分析，全面消除通風(fēng)監(jiān)測(cè)“空白區(qū)域”。

（2）通風(fēng)裝備本安化

研發(fā)本安型礦井風(fēng)流多級(jí)協(xié)同智能調(diào)控成套裝備，推動(dòng)通風(fēng)設(shè)施在本安動(dòng)力驅(qū)動(dòng)下的無級(jí)調(diào)控等顛覆性技術(shù)創(chuàng)新，促進(jìn)大流量高風(fēng)壓通風(fēng)動(dòng)力變頻調(diào)速等成熟技術(shù)的迭代升級(jí)；增強(qiáng)通風(fēng)裝備的故障自診斷能力，融合邊緣計(jì)算與人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)單體設(shè)備的智能診斷與設(shè)備集群的區(qū)域協(xié)同聯(lián)動(dòng)控制。

（3）自主決策與聯(lián)動(dòng)管控平臺(tái)

依托大模型與AI動(dòng)態(tài)仿真等前沿技術(shù)，構(gòu)建基于數(shù)字孿生的礦井通風(fēng)數(shù)智平臺(tái)，研究通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)熱流耦合解算與決策模型，突破平臺(tái)自主決策關(guān)鍵技術(shù)；深度融合通風(fēng)感知、智能決策與設(shè)備聯(lián)控等子系統(tǒng)，強(qiáng)化系統(tǒng)間的多向強(qiáng)耦合管控能力，提升智能通風(fēng)系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)適配與抗災(zāi)決策方面的響應(yīng)能力，增強(qiáng)其對(duì)采掘系統(tǒng)的協(xié)同支持與耦合效能，智能通風(fēng)與災(zāi)害精準(zhǔn)防控綜合信息平臺(tái)如圖9所示。

圖9 智能通風(fēng)與災(zāi)害精準(zhǔn)防控綜合信息平臺(tái)

4.8 數(shù)字低碳化智能供電

為構(gòu)建安全高效、綠色低碳的礦井智能供電體系，需重點(diǎn)推進(jìn)以下4個(gè)方面的工作。

（1）供電網(wǎng)絡(luò)全量感知與監(jiān)控體系

研究礦井供電系統(tǒng)全量感知與監(jiān)控技術(shù)，集成供電環(huán)境智能聯(lián)動(dòng)、機(jī)電設(shè)備全生命周期管理、電纜故障實(shí)時(shí)精確定位等核心功能模塊，構(gòu)建覆蓋供電全環(huán)節(jié)的智能監(jiān)控中樞，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷波動(dòng)預(yù)測(cè)與能效動(dòng)態(tài)評(píng)估；建設(shè)一批智能供電全量感知與協(xié)同監(jiān)控示范工程，推動(dòng)供電數(shù)據(jù)的深度治理與系統(tǒng)安全防護(hù)能力整體提升。

（2）智能供電裝備研制

開發(fā)集數(shù)字保護(hù)、故障診斷與能耗分析于一體的多功能智能微機(jī)保護(hù)裝置，研制高可靠性、模塊化、低碳高效的新型供電裝備，構(gòu)建裝備數(shù)字化、控制標(biāo)準(zhǔn)化的智能供電裝備體系。

（3）供電策略智能決策

研發(fā)基于精確時(shí)鐘同步與強(qiáng)化學(xué)習(xí)技術(shù)的煤礦供電場(chǎng)景大模型，開發(fā)融合負(fù)荷預(yù)測(cè)、故障預(yù)警與碳排放核算的AI算法，建立數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的供電優(yōu)化決策機(jī)制，形成覆蓋能耗優(yōu)化、電能質(zhì)量治理與故障精確定位的高級(jí)智能化解決方案。

（4）云端智能運(yùn)維模式

建立基于設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的健康度評(píng)估模型與預(yù)防性維護(hù)機(jī)制，開發(fā)融合知識(shí)圖譜技術(shù)的遠(yuǎn)程智能診斷系統(tǒng)，構(gòu)建涵蓋典型供電故障案例的專家知識(shí)庫(kù)，形成“AI預(yù)判-專家復(fù)核-自主學(xué)習(xí)”閉環(huán)進(jìn)化的智能運(yùn)維新模式。

4.9 煤礦災(zāi)害多模態(tài)智能防控

為構(gòu)建精準(zhǔn)感知、智能預(yù)警、快速響應(yīng)的煤礦災(zāi)害防控體系，需重點(diǎn)推進(jìn)以下3個(gè)方面的工作。

（1）高可靠災(zāi)害感知與智能防控技術(shù)

研究適用于井下復(fù)雜工況條件的高可靠性感知技術(shù)，構(gòu)建覆蓋礦井全域場(chǎng)景的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合感知體系，形成“廣連接、低時(shí)延、高精度”的災(zāi)害預(yù)警網(wǎng)絡(luò)，顯著提升對(duì)災(zāi)害前兆信息的捕捉能力；研發(fā)具備高可靠性與自適應(yīng)特征的災(zāi)害防控裝備，滿足瓦斯突出、沖擊地壓、突水等多種復(fù)雜災(zāi)害的防控需求。

（2）井下就地風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與智能聯(lián)動(dòng)控制技術(shù)

研制適用于井下環(huán)境的多類型災(zāi)害數(shù)據(jù)采集設(shè)備及高算力邊緣計(jì)算裝備，構(gòu)建穩(wěn)定可靠的一站式數(shù)據(jù)匯聚與異常數(shù)據(jù)清洗傳輸機(jī)制；研究災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)防控策略的動(dòng)態(tài)調(diào)整機(jī)制，建立適用于井下就地判識(shí)的輕量化預(yù)警指標(biāo)模型庫(kù)，實(shí)現(xiàn)煤礦災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的本地化識(shí)別與快速聯(lián)動(dòng)控制，全面提升井下減災(zāi)防災(zāi)能力。

（3）多模態(tài)智能監(jiān)控預(yù)警防控平臺(tái)

研究多模態(tài)融合感知與地質(zhì)保障技術(shù)，實(shí)現(xiàn)礦井地質(zhì)構(gòu)造、瓦斯賦存、水文條件等災(zāi)害因素的三維透明化建模，為災(zāi)害預(yù)警提供有效數(shù)據(jù)支撐；基于大數(shù)據(jù)、人工智能與數(shù)字孿生技術(shù)，構(gòu)建“全域感知-實(shí)時(shí)決策-閉環(huán)管控-智能運(yùn)維”一體化安全保障架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)與快速處置；通過建設(shè)煤礦多模態(tài)智能監(jiān)控預(yù)警示范工程，顯著提升煤礦在災(zāi)害精準(zhǔn)感知、風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)、自動(dòng)識(shí)別與應(yīng)急響應(yīng)等方面的綜合能力。

4.10 煤礦具身智能機(jī)器人

為全面提升煤礦機(jī)器人的智能化水平與自主作業(yè)能力，構(gòu)建完善的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)生態(tài)，需重點(diǎn)推進(jìn)以下4個(gè)方面的工作。

（1）核心技術(shù)突破與元器件攻關(guān)是基礎(chǔ)

聚焦感知與識(shí)別、運(yùn)動(dòng)規(guī)劃與控制、人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)、人機(jī)交互與協(xié)作等關(guān)鍵方向展開攻堅(jiān)，攻克不少于50項(xiàng)制約機(jī)器人可靠性、智能化發(fā)展的技術(shù)難題；同步突破高精度感知傳感器、強(qiáng)抗干擾控制器、高效能驅(qū)動(dòng)器等關(guān)鍵元器件技術(shù)瓶頸，通過解決現(xiàn)有元器件局限性，既提升機(jī)器人自主作業(yè)能力，也實(shí)現(xiàn)核心元器件的國(guó)產(chǎn)化替代。

（2）具身智能機(jī)器人平臺(tái)構(gòu)建是關(guān)鍵支撐

重點(diǎn)建設(shè)煤礦機(jī)器人虛實(shí)融合創(chuàng)新平臺(tái)，集成多模態(tài)數(shù)據(jù)采集、類人行為庫(kù)和三維數(shù)字孿生技術(shù)，為技術(shù)研發(fā)提供基礎(chǔ)載體；同時(shí)研發(fā)巡檢具身大模型，實(shí)現(xiàn)井下環(huán)境智能感知與群體協(xié)同作業(yè)，最終形成可快速迭代的新型研發(fā)范式，加速技術(shù)落地效率。

（3）場(chǎng)景化產(chǎn)品研發(fā)與應(yīng)用是落地路徑

針對(duì)瓦斯檢查的職責(zé)要求、檢測(cè)工藝、設(shè)備攜帶數(shù)量及精度頻次，研發(fā)全系瓦斯巡檢機(jī)器人；面向井下巷道場(chǎng)景，研發(fā)搬運(yùn)類、清理類、施工類等輔助作業(yè)機(jī)器人，構(gòu)建覆蓋全礦井的智能機(jī)器人矩陣，推動(dòng)井下作業(yè)從“人工+單機(jī)”向“全自主智能群體”轉(zhuǎn)型，再通過機(jī)器人替代示范工程，實(shí)現(xiàn)地下礦檢查、巷道作業(yè)等場(chǎng)景的規(guī)模化應(yīng)用。

（4）產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈協(xié)同是長(zhǎng)遠(yuǎn)保障

打造集研發(fā)、制造、檢測(cè)于一體的行業(yè)級(jí)生產(chǎn)基地，建設(shè)覆蓋40余類機(jī)器人測(cè)試需求的國(guó)家級(jí)煤礦機(jī)器人中試平臺(tái)；完善產(chǎn)品安全標(biāo)志管理及認(rèn)證體系，推動(dòng)算力芯片、防爆電機(jī)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)國(guó)產(chǎn)化突破，構(gòu)建自主可控產(chǎn)業(yè)生態(tài)；同時(shí)建立涵蓋整機(jī)、零部件、檢測(cè)認(rèn)證的煤礦機(jī)器人全鏈條標(biāo)準(zhǔn)體系，提升認(rèn)證檢測(cè)檢驗(yàn)公共服務(wù)能力，為產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

“十五五”構(gòu)建煤礦智能化支撐體系

為全面推進(jìn)煤礦智能化建設(shè)向系統(tǒng)化、高質(zhì)量階段發(fā)展，需構(gòu)建以下6個(gè)方面的支撐體系。

（1）構(gòu)建“奠基礎(chǔ)、強(qiáng)管理、重應(yīng)用”的行業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)治理體系。系統(tǒng)推進(jìn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、資產(chǎn)化與價(jià)值化，為智能化建設(shè)提供可信、可用的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

（2）構(gòu)建高可靠自適應(yīng)運(yùn)行的智能化技術(shù)與裝備體系。依托數(shù)字孿生技術(shù)，構(gòu)建綜采工作面虛擬仿真場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)開采過程的仿真預(yù)演、實(shí)時(shí)映射與歷史回溯；結(jié)合5G+VR/AR技術(shù)，研發(fā)新一代地面遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，創(chuàng)新人機(jī)交互模式，提升操控沉浸感與精準(zhǔn)性；積極探索人工智能、語(yǔ)義大模型及元宇宙等前沿技術(shù)在煤炭場(chǎng)景中的落地路徑。

（3）構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)實(shí)時(shí)感知、敏捷響應(yīng)的智能安全保障體系。實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井環(huán)境、設(shè)備狀態(tài)與人員行為的全面感知與智能預(yù)警，提升安全風(fēng)險(xiǎn)的主動(dòng)防控與應(yīng)急響應(yīng)能力。

（4）構(gòu)建協(xié)同一體化的智能綠色生產(chǎn)與全生命周期運(yùn)維體系。推動(dòng)生產(chǎn)、環(huán)保與運(yùn)維環(huán)節(jié)的深度融合，構(gòu)建從設(shè)備健康管理到能效優(yōu)化的閉環(huán)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)綠色開采與高效運(yùn)營(yíng)的協(xié)同發(fā)展。

（5）持續(xù)優(yōu)化煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系。圍繞基礎(chǔ)通用、信息基礎(chǔ)、平臺(tái)與軟件、生產(chǎn)系統(tǒng)與技術(shù)裝備、運(yùn)維保障與管理等5個(gè)子體系，加快重點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制修訂進(jìn)程，強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)落地實(shí)施，為智能化建設(shè)提供規(guī)范引領(lǐng)與技術(shù)支撐。

（6）構(gòu)建多層次、多渠道的智能化專業(yè)人才培養(yǎng)體系。推動(dòng)新一代信息技術(shù)與煤炭開采技術(shù)深度融合，系統(tǒng)培養(yǎng)具備數(shù)字化素養(yǎng)的專業(yè)人才、應(yīng)用型技術(shù)骨干、復(fù)合型管理人才與戰(zhàn)略領(lǐng)軍人才，為企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供可持續(xù)的智力支撐。

結(jié) 語(yǔ)

煤礦智能化是煤炭產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必由之路，無人化開采已從技術(shù)構(gòu)想步入工程化實(shí)踐，“AI+資源+能源+生態(tài)”的智慧綜合體構(gòu)想開始落地，支撐煤炭產(chǎn)業(yè)培育數(shù)智化、綠色化、融合化新業(yè)態(tài)。

編輯丨李莎

審核丨趙瑞

煤炭科學(xué)研究總院期刊出版公司擁有科技期刊21種。其中，SCI收錄1種，Ei收錄5種、CSCD收錄6種、Scopus收錄8種、中文核心期刊9種、中國(guó)科技核心期刊11種、中國(guó)科技期刊卓越行動(dòng)計(jì)劃入選期刊4種，是煤炭行業(yè)最重要的科技窗口與學(xué)術(shù)交流陣地，也是行業(yè)最大最權(quán)威的期刊集群。

期刊簡(jiǎn)介

《智能礦山》（月刊，CN 10-1709/TN，ISSN 2096-9139）是由中國(guó)煤炭科工集團(tuán)有限公司主管、煤炭科學(xué)研究總院有限公司主辦的聚焦礦山智能化領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研用新進(jìn)展的綜合性技術(shù)刊物。

主編：王國(guó)法院士

刊載欄目：企業(yè)/團(tuán)隊(duì)/人物專訪政策解讀視角·觀點(diǎn)智能示范礦井對(duì)話革新·改造學(xué)術(shù)園地、專題報(bào)道等。

投稿網(wǎng)址：www.chinamai.org.cn（期刊中心-作者投稿）

?? 征稿函詳見鏈接： 征稿┃《智能礦山》面向廣大讀者征稿，歡迎投稿

期刊成果：創(chuàng)刊5年來，策劃出版了“中國(guó)煤科煤礦智能化成果”“陜煤集團(tuán)智能化建設(shè)成果”“聚焦煤炭工業(yè)‘十四五’高質(zhì)量發(fā)展”等特刊/專題30多期。主辦“煤礦智能化重大進(jìn)展發(fā)布會(huì)”“煤炭清潔高效利用先進(jìn)成果發(fā)布會(huì)”“《智能礦山》理事、特約編輯年會(huì)暨智能化建設(shè)論壇”“智能礦山零距離”“礦山智能化建設(shè)運(yùn)維與技術(shù)創(chuàng)新高新研修班”等活動(dòng)20余次。組建了理事會(huì)、特約編輯團(tuán)隊(duì)、卓越人物等千余人產(chǎn)學(xué)研用高端協(xié)同辦刊團(tuán)隊(duì)，打造了“刊-網(wǎng)-號(hào)-群-庫(kù)”全覆蓋的1+N全媒體傳播平臺(tái)，全方位發(fā)布礦山智能化領(lǐng)域新技術(shù)、新產(chǎn)品、新經(jīng)驗(yàn)。

?? 具體詳見鏈接：《智能礦山》創(chuàng)刊5周年回顧

聯(lián)系人：李編輯 010-87986441

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