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煤矿智能化开采技术研究现状及展望

李立社

(冀中能源邢矿集团山西古县金谷煤业有限公司ꎬ山西临汾０４１０００)

摘要:智能化开采是煤炭工业实现高质量发展的关键技术路径ꎮ本文梳理智能化开采技术研究现状ꎬ重点就智能化开

采关键技术、系统集成和标准规范等方面进行分析和展望ꎮ针对地质保障、采掘装备自动化与智能化、顶板智能管控、灾害智

能预警和辅助作业机器人等技术难题ꎬ提出加强政产学研用协同创新、加快成果转化应用、完善智能化标准规范、建设新型人

才培养体系等发展建议ꎮ

关键词:煤矿ꎻ智能化开采ꎻ关键技术ꎻ技术集成ꎻ标准规范

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中图分类号:Ｆ４０６.３ꎻＴＤ８２３.９７文献标识码:Ｂ文章编号:１００８０１５５(２０２５)０３０１５９０３

煤炭作为我国主体能源ꎬ在国民经济发展和能源安年来ꎬ国内外围绕采掘设备智能化改造、多机协同、智

全保障中发挥重要作用ꎮ但长期以来ꎬ我国煤炭开发利能感知与控制和故障诊断等持续开展攻关ꎮ澳大利亚

用方式粗放ꎬ资源浪费严重ꎬ安全事故多发ꎮ为破解资ＣＳＩＲＯ研制的基于ＬＡＳＣ控制系统的自动化采煤机ꎬ

源约束趋紧、环境污染严重和产业布局不合理等难题ꎬ实现采高、姿态调节和煤岩界面跟踪等功能ꎮ德国

推动煤炭工业高质量发展ꎬ迫切需要推进煤矿智能化建Ｍａｒｃｏ公司开发的智能化采煤机ꎬ具备自动调高、倾角

设ꎬ加快形成煤炭开发利用的新方式、新模式ꎮ２０２０年调节和视觉跟踪截割等功能ꎮ我国神华集团、山西焦

１２月ꎬ国家能源局、应急管理部联合发布«关于加快煤矿煤集团和冀中能源等国有大型煤企ꎬ先后研制智能化

智能化发展的指导意见»ꎻ２０２１年２月ꎬ自然资源部发布采煤机、连采机组和掘进机等ꎬ实现工作面无人值守和

«关于推进矿山生态修复和科技创新的指导意见»ꎮ可少人值守作业ꎮ但目前智能化采掘系统的可靠性、适

以预见ꎬ未来一段时间ꎬ大力发展煤矿智能化技术将成－－－－

应性不够高ꎬ工作面生产过程“感知决控执”全流

为行业科技创新重点方向和主攻领域ꎮ程的自主协同水平有待提升ꎬ如图１所示ꎮ

１煤矿智能化开采技术研究概况

智能化开采是数字化、信息化、自动化、智能化技

术与煤炭开采系统的高度融合ꎬ涵盖地质保障、采掘、

运输、通风、洗选和安全等技术领域ꎬ是一个复杂的系

统工程ꎮ近年来ꎬ国内外针对智能化开采关键共性技

术持续开展研究攻关ꎬ取得一系列创新成果ꎮ

１.１地质保障

煤矿智能化开采必须构建三维空间地质模型ꎬ实

图１智能采掘系统

现地质信息可视化、矿井地质构造精细刻画以及采掘

工作面地质条件动态预报ꎮ目前ꎬ针对综合物探数据１.３顶板智能管控

解译及三维建模、地质构造智能识别与定量表征、采空近年来ꎬ国内外在该领域取得显著进展ꎮ国外开发

区残采资源动态评估等关键技术开展研究ꎮ中国矿业的基于ＥＭＥ等技术的顶板压力动态监测系统ꎬ能够实

大学开发了钻孔影像自动解释系统ꎬ实现对煤层、夹矸时采集和分析支架工作阻力、采空区来压等数据ꎮ我国

层等地层特征自动识别ꎮ中国煤炭科工集团太原研究中煤北京煤矿机械有限责任公司、天地科技等单位也研

院研制了基于反演模型、图谱识别和大数据分析的煤制了工作面压力监测系统和支架工况在线监测系统ꎬ实

层综合物探系统ꎬ实现采空区残采资源动态预测预报ꎮ现动态来压预测预报以及支架智能选