作為我國煤炭工業(yè)科技創(chuàng)新排頭兵，近年來，中國煤炭科工集團（以下簡稱中國煤炭科工）整合優(yōu)化內部科技資源，積極開展產(chǎn)學研合作，成立智能礦山研究院、礦山大數(shù)據(jù)研究院等智能化核心技術支撐機構，研發(fā)形成透明礦井、智能開采、智能掘進、智能運輸、智能洗選等核心技術裝備，率先提出并建成全國首個煤礦智能化采煤工作面，主導完成超半數(shù)的智能化煤礦建設，為全國煤礦智能化發(fā)展發(fā)揮了重大支撐引領作用。

試驗田結出累累碩果 形成智能化建設模式

作為中國煤炭科工智能化成果應用的集大成者，山西天地王坡煤業(yè)有限公司（以下簡稱天地王坡）在煤礦智能化建設發(fā)展上取得積極進展。該公司位于山西省澤州縣，井田面積25.35平方千米，設計生產(chǎn)能力為年產(chǎn)300萬噸，現(xiàn)開采3號煤層，屬高瓦斯礦井。

按照“頂層設計、基礎先行、重點突破、全面融合”建設原則，中國煤炭科工煤礦智能化工作委員會負責總協(xié)調，煤科院牽頭，聯(lián)合煤炭科學研究總院（中央研究院）、天瑪智控、太原研究院、西安研究院等科研院所，形成三級研發(fā)體系聯(lián)動、全專業(yè)左右協(xié)同的“兵團作戰(zhàn)”模式，探索開展天地王坡煤礦智能化建設。
 

天地王坡煤礦地面調度中心
 

科研人員依據(jù)國家、省、市和集團關于推進智能化煤礦建設相關要求，結合天地王坡采、掘、機、運、通等關鍵生產(chǎn)系統(tǒng)自動化程度低和各類子系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)缺乏交互分析等實際情況，開啟項目建設。項目分為全面建設、完善提升和鞏固提高三期進行，主要以“自動化+數(shù)字化+局部智能化、智能裝備+智能感知+智能協(xié)同、群體智能+混合智能+認知智能”為主，從系統(tǒng)智能化逐步向智能系統(tǒng)化邁進，使礦山逐漸從單一智能走向集成智慧。

如今，天地王坡煤礦智能化建設內容涵蓋信息基礎設施、智能地質保障系統(tǒng)、智能掘進系統(tǒng)、智能采煤系統(tǒng)等十大專業(yè)系統(tǒng)和智能選煤廠，包含50多個智能化項目，形成以一個標準、一張網(wǎng)、一朵云、一張圖、一個平臺、一系列智能化子系統(tǒng)為重點的“六個一”一體化建設方案。此外，科研人員還在中國煤炭科工具有自主知識產(chǎn)權的“煤科云”上，開發(fā)建設作為智慧大腦的智能一體化管控平臺。平臺具備全面感知、實時互聯(lián)和輔助決策的能力，在國內率先實現(xiàn)“統(tǒng)一數(shù)據(jù)、統(tǒng)一模型、統(tǒng)一平臺、統(tǒng)一架構”。

在生產(chǎn)監(jiān)控和災害管理方面，智能一體化管控平臺接入智能供電系統(tǒng)、智能排水系統(tǒng)、智能通風系統(tǒng)、智能裝車系統(tǒng)和重大設備運行狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)，可對主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)、井下環(huán)境安全、經(jīng)營管理、分析決策等實時信息進行集成與展示，實現(xiàn)子系統(tǒng)的預警報警、指揮調度與協(xié)同控制。2020年11月，天地王坡入選全國首批智能化示范煤礦建設名單，并于2023年4月高標準通過國家示范煤礦建設驗收。

“我們將天地王坡打造成一個能用、實用、管用的智能化示范礦井，形成統(tǒng)一的信息化建設標準與規(guī)范，并在中國煤炭科工內外部全面推廣和應用，最終實現(xiàn)管、控、營一體化、安全可靠化、管理高效化、效益最大化。”中國煤炭科工相關負責人表示。

將天地王坡“試驗田”培育的智能化“種子”播撒在祖國大地上，讓全國煤礦更安全更高效更智能、讓三百萬煤礦工人更有幸福感，是中國煤炭科工的智能化建設夙愿。為此，中國煤炭科工還與神東煤炭集團開展了“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”無人化礦井關鍵技術研發(fā)與工程示范項目，成果在保德煤礦實施，逐步構建形成云邊協(xié)同、管控一體化的智能無人化礦井建設創(chuàng)新范式，突破礦井級、系統(tǒng)級和邊緣端等一系列智能化關鍵技術。

其中，智能綜放工作面提出煤矸圖像高效預處理與精準識別算法，建立采放協(xié)調智能放煤算法及工藝模型，從而形成透明開采智能綜放控制系統(tǒng)；智能掘進工作面研究掘錨一體機自主導航、截割、錨護，梭車自動運行等技術，實現(xiàn)掘支錨運一體化協(xié)同控制；打造5G高速通信網(wǎng)絡，構建無線/有線雙發(fā)選收、互為冗余的信息傳輸通道，支撐采煤機、掘錨一體機、巡檢機器人、巷道巡檢車等智能裝備應用；搭建多災種融合預警平臺，深度挖掘不同災害前兆信息及其時空疊加、交叉演化特征，構建機理模型與數(shù)據(jù)模型共同驅動的預警指標體系和模型。

保德煤礦智能化采煤工作面
 

在探索智能化煤礦建設的道路上，中國煤炭科工成立了智能化專班專職推進重點工作，研究制定有針對性的建設實施方案，分級分類推進各系統(tǒng)建設，建立與煤礦智能化相適應的生產(chǎn)管理模式，不斷完善智能化關鍵崗位人才培養(yǎng)機制，并將這些經(jīng)驗做法推至全國。

優(yōu)勢產(chǎn)品更新?lián)Q代 厚植科技創(chuàng)新土壤

世界首套掘支運一體化快速掘進成套裝備、全球裝機功率最大采高最大的交流電牽引采煤機、井下超長工作面智能刮板輸送裝備……今年3月，中國煤炭科工集團舉辦了第一屆品牌發(fā)布會。中國煤炭科工品牌IP形象“煤可可”以全息影像方式亮相，四大類20項明星品牌正式發(fā)布。

這是中國煤炭科工踐行科技創(chuàng)新驅動、發(fā)展智慧礦山產(chǎn)業(yè)的又一成果。近年來，中國煤炭科工實行全面數(shù)字化轉型戰(zhàn)略，籌劃組建并做實做優(yōu)智慧礦山板塊，充分配置優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)、資金、人才資源，廣泛開展外部合作，突破了一批“卡脖子”及數(shù)字化轉型核心技術難題。該集團對內為智能裝備、設計建設、創(chuàng)新示范等板塊數(shù)字化賦能，對外以客戶為中心，提供智慧礦山一體化解決方案，引領行業(yè)科技進步。

早在2014年，中國煤炭科工在陜煤集團黃陵一號煤礦開創(chuàng)了“一人巡視、無人值守”的生產(chǎn)模式，服務礦方建立我國首個無人化采煤工作面。通過不斷加大自主研發(fā)力度，2019年，中國煤炭科工在第十八屆中國國際煤炭采礦技術交流及設備展覽會上發(fā)布了智慧礦山建設一體化解決方案，受到社會各界廣泛關注。該方案基于數(shù)字前沿技術，具有主動感知、自動分析、深度學習功能，可形成智慧礦山建設的最優(yōu)決策模型，能夠實現(xiàn)煤礦設計、生產(chǎn)、運營等環(huán)節(jié)的智能化控制，推動煤炭行業(yè)數(shù)字化進程。
 

黃陵一號煤礦地面調度指揮中心
 

同時，中國煤炭科工所屬中央研究院、西安研究院、上海研究院等單位，在煤礦大腦、透明礦井、智能開采、智能掘進、智能運輸、礦山物聯(lián)網(wǎng)、智能安全保障、綠色礦山與智能洗選、智能制造等領域不斷取得突破性進展，持續(xù)提升智慧礦山建設一體化解決能力。2020年9月召開的全國煤礦智能化建設現(xiàn)場推進會上，中國煤炭科工展示的16種煤礦智能化最新成果獲得了各方肯定。2023年4月、9月分別召開的全國煤礦和露天礦智能化現(xiàn)場會上，中國煤炭科工煤礦智能化全產(chǎn)業(yè)鏈技術裝備服務能力進一步得到行業(yè)的認可。

此外，中國煤炭科工還與山西省合作，在山西轉型綜改示范區(qū)簽約智慧礦山創(chuàng)新基地項目，以全國智慧礦山創(chuàng)新基地（一期）示范生產(chǎn)線為落腳點，全力推進全國智慧礦山創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)基地建設，打造智慧礦山和煤機智能制造高地；與陜西省簽署戰(zhàn)略協(xié)議，積極推進在智慧礦山、智能制造、能源互聯(lián)網(wǎng)等方面的產(chǎn)業(yè)合作；編制巴拉素智能化煤礦建設頂層規(guī)劃、小保當智慧煤礦建設整體解決方案，開展張家峁煤礦智能化巨系統(tǒng)建設，為千萬噸級礦井建設全面植入智能化基因，在煤炭行業(yè)樹起智能化建設新標桿。

中國煤炭科工還通過強強聯(lián)合、合作共贏，積極構建智慧礦山創(chuàng)新生態(tài)圈。該集團與中國煤炭學會共同發(fā)起，聯(lián)合國家能源集團等30余家單位成立煤礦智能化創(chuàng)新聯(lián)盟；與中國移動、中興、華為、百度、中國電科等多家ICT企業(yè)聯(lián)手，啟動智慧礦山建設戰(zhàn)略合作；與中國聯(lián)通、中國礦業(yè)大學（北京）組建地下空間5G技術創(chuàng)新應用聯(lián)合實驗室等等。中國煤炭科工還率先提出了煤礦智能化標準體系框架，為行業(yè)建設提供標準支撐。

“中國煤炭科工將堅定不移打造智慧礦山排頭兵，加快推進集團公司數(shù)字化轉型和智能化發(fā)展步伐，引領煤炭行業(yè)科技進步。”中國煤炭科工相關負責人表示。