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(tuán)（以下簡稱中國煤炭科工）整合優(yōu)化內(nèi)部科技資源，積極開展產(chǎn)學(xué)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(shù)支撐機構(gòu)，研發(fā)形成透明礦井、智能開采、智能掘進(jìn)、智能運輸、智能洗選等核心技術(shù)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(dǎo)完成超半數(shù)的智能化煤礦建設(shè)，為全國煤礦智能化發(fā)展發(fā)揮了重大支撐引領(lǐng)作用。

試驗田結(jié)出累累碩果 形成智能化建設(shè)模式

作為中國煤炭科工智能化成果應(yīng)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(shè)發(fā)展上取得積極進(jìn)展。該公司位于山西省澤州縣，井田面積25.35平方千米，設(shè)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(shè)計、基礎(chǔ)先行、重點突破、全面融合”建設(shè)原則，中國煤炭科工煤礦智能化工作委員會負(fù)責(zé)總協(xié)調(diào)，煤科院牽頭，聯(lián)合煤炭科學(xué)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(tuán)作戰(zhàn)”模式，探索開展天地王坡煤礦智能化建設(shè)。
 

天地王坡煤礦地面調(diào)度中心
 

科研人員依據(jù)國家、省、市和集團(tuán)關(guān)于推進(jìn)智能化煤礦建設(shè)相關(guān)要求，結(jié)合天地王坡采、掘、機、運、通等關(guān)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(shè)。項目分為全面建設(shè)、完善提升和鞏固提高三期進(jìn)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(rèn)知智能”為主，從系統(tǒng)智能化逐步向智能系統(tǒng)化邁進(jìn)，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(shè)內(nèi)容涵蓋信息基礎(chǔ)設(shè)施、智能地質(zhì)保障系統(tǒng)、智能掘進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)、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(shè)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(quán)的“煤科云”上，開發(fā)建設(shè)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(nèi)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(gòu)”。

在生產(chǎn)監(jiān)控和災(zāi)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(fēng)系統(tǒng)、智能裝車系統(tǒng)和重大設(shè)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(jìn)行集成與展示，實現(xiàn)子系統(tǒng)的預(yù)警報警、指揮調(diào)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(shè)名單，并于2023年4月高標(biāo)準(zhǔn)通過國家示范煤礦建設(shè)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(shè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，并在中國煤炭科工內(nèi)外部全面推廣和應(yīng)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(guān)負(fù)責(zé)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(shè)夙愿。為此，中國煤炭科工還與神東煤炭集團(tuán)開展了“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”無人化礦井關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與工程示范項目，成果在保德煤礦實施，逐步構(gòu)建形成云邊協(xié)同、管控一體化的智能無人化礦井建設(shè)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(guān)鍵技術(shù)。

其中，智能綜放工作面提出煤矸圖像高效預(yù)處理與精準(zhǔn)識別算法，建立采放協(xié)調(diào)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(jìn)工作面研究掘錨一體機自主導(dǎo)航、截割、錨護(hù)，梭車自動運行等技術(shù)，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(luò)，構(gòu)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(yīng)用；搭建多災(zāi)種融合預(yù)警平臺，深度挖掘不同災(zāi)害前兆信息及其時空疊加、交叉演化特征，構(gòu)建機理模型與數(shù)據(jù)模型共同驅(qū)動的預(yù)警指標(biāo)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(shè)的道路上，中國煤炭科工成立了智能化專班專職推進(jìn)重點工作，研究制定有針對性的建設(shè)實施方案，分級分類推進(jìn)各系統(tǒng)建設(shè)，建立與煤礦智能化相適應(yīng)的生產(chǎn)管理模式，不斷完善智能化關(guān)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(jìn)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(tuán)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(qū)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(zhuǎn)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(zhuǎn)型核心技術(shù)難題。該集團(tuán)對內(nèi)為智能裝備、設(shè)計建設(shè)、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(lǐng)行業(yè)科技進(jìn)步。

早在2014年，中國煤炭科工在陜煤集團(tuán)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(wù)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(shù)交流及設(shè)備展覽會上發(fā)布了智慧礦山建設(shè)一體化解決方案，受到社會各界廣泛關(guān)注。該方案基于數(shù)字前沿技術(shù)，具有主動感知、自動分析、深度學(xué)習(xí)功能，可形成智慧礦山建設(shè)的最優(yōu)決策模型，能夠?qū)崿F(xiàn)煤礦設(shè)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(jìn)程。
 

黃陵一號煤礦地面調(diào)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(jìn)、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(lǐng)域不斷取得突破性進(jìn)展，持續(xù)提升智慧礦山建設(shè)一體化解決能力。2020年9月召開的全國煤礦智能化建設(shè)現(xiàn)場推進(jìn)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(shù)裝備服務(wù)能力進(jìn)一步得到行業(yè)的認(rèn)可。

此外，中國煤炭科工還與山西省合作，在山西轉(zhuǎn)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(jìn)全國智慧礦山創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)，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(jìn)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(shè)頂層規(guī)劃、小保當(dāng)智慧煤礦建設(shè)整體解決方案，開展張家峁煤礦智能化巨系統(tǒng)建設(shè)，為千萬噸級礦井建設(shè)全面植入智能化基因，在煤炭行業(yè)樹起智能化建設(shè)新標(biāo)桿。

中國煤炭科工還通過強強聯(lián)合、合作共贏，積極構(gòu)建智慧礦山創(chuàng)新生態(tài)圈。該集團(tuán)與中國煤炭學(xué)會共同發(fā)起，聯(lián)合國家能源集團(tuán)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(shè)戰(zhàn)略合作；與中國聯(lián)通、中國礦業(yè)大學(xué)（北京）組建地下空間5G技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)體系框架，為行業(yè)建設(shè)提供標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)集團(tuán)公司數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化發(fā)展步伐，引領(lǐng)煤炭行業(yè)科技進(jìn)步。”中國煤炭科工相關(guān)負(fù)責(zé)人表示。