目前全国有近400处煤矿正在开展智能化建设，已建成智能化采掘工作面813个，其中采煤工作面477个，掘进工作面336个。经过产学研用的全面探索，取得了一些可复制、可推广的建设经验，同时也暴露了许多制约煤矿智能化建设的突出技术短板和瓶颈。研究分析指出了煤矿智能化建设的突出技术短板，包括：煤炭工程传统设计模式和工具不能满足智能化建设需求、信息基础设施规范性差、智能地质保障软硬件技术跟不上智能开采发展要求、采掘运等智能化核心系统技术装备保障能力不足、煤矿安全预测预警与智能安控技术不成熟、智能供电系统“最后一公里”技术可靠性低等。研究针对性地给出了创新方向。
在煤矿智能化创新团队与创新能力建设方面，中国煤科以打破煤矿智能化建设面临的突出瓶颈为目标，围绕上述12个研究方向，开展了关键核心技术与卡脖子技术攻关，系统布局了由高素质、多专业、跨学科人才组成的46个煤矿智能化主导专业优势创新团队，以院士为引领，形成煤矿智能化全阵容最强创新团队群。重点布局煤矿智能化巨系统耦合、智能化设计、信息技术基础设施等攻关内容。
在详细介绍煤矿智能化关键技术创新研发进展基础上，研究指出：煤矿智能化建设示范先行，国家首批70处智能化煤矿计划投资约160亿元，目前平均投资完成率超70%，从已经完成验收的30余处建设效果看，切实发挥了示范引领作用。在首批示范煤矿的带动下，全国煤矿智能化建设全面提速，为行业积累了宝贵的经验。建议在不断总结建设经验模式和问题短板的同时，开展第二批智能化示范煤矿建设，并持续提高技术装备保障能力。
煤矿智能化技术装备保障应重点从以下9个方向进行突破：
（1）持续构建煤矿智能化支撑技术体系。研究构建未来煤矿智能化建设范式和支撑技术体系是对我国煤矿智能化建设中长期目标的系统呈现和宏伟蓝图的综合描绘，对行业发展具有系统引领性。应结合我国煤炭工业基本现状和供需关系，研究构建基于6S（安全（Safety）、可靠（Security）、可持续（Sustainability）、柔性（Sensitivity）、服务（Service）和智慧（Smartness））特征的未来智能化煤矿建设范式、未来智能化煤矿运行与评价指标体系、未来煤矿采掘运智能柔性生产系统技术体系、未来煤矿安全智能闭环管控技术体系、未来煤矿智慧管理体系、未来煤矿绿色低碳生态、未来煤矿智能洗选与清洁多元化利用、未来煤矿资源循环园区与智慧小镇建设模式。
（2）加快构建煤矿智能化技术标准体系及建设效益评价体系。搭建涵盖煤矿智能化通用基础、支撑与技术平台、煤矿信息互联网、生产保障系统、安全监控系统、智能控制系统及关键装备的技术标准体系，从标准体系框架搭建、体系所含标准立项、修订与起草等全过程统一规划、协同推进，消灭“标准孤岛”，为煤矿智能化技术研究与建设运行提供系统性支撑[33-34]。构建煤矿智能化建设效益评价体系，确保一把尺子量到底，标准和建设成效间相互促进、迭代升级和良性循环。
（3）加快推进煤矿智能化“煤智云”研究应用。智能化建设作为我国煤炭工业的第四次技术革命，是提升技术装备水平、增强安全生产能力、保障职工生命健康等各项事业的大融合，是煤炭工业转型升级的“大工程”，需要全行业人共同推进和行业间“大协同”，要加强煤炭行业“煤智云”工业互联网平台建设，加快构建煤炭行业数据产业结构，建立行业数据标准，打通信息交互链条，与安监云、安标云、运销云及煤炭企业联合共建煤炭行业“煤智云”混合云平台，实现政府、协会、高校、企业、从业者间高效协同，形成“产、学、研、用、管”五位一体的煤矿智能化科学建设新生态。
（4）开发大采高放顶煤智能开采工艺成套装备。由于煤矸识别技术尚未成熟，综放工作面智能化放煤技术一直未有效突破，是智能化综放工作面建设的短板[36]。要加强大采高放顶煤智能开采工艺及成套技术装备研发，特别是超大采高综放采-运-支-放成套装备及协同控制系统开发，强化智能化放煤理论与控制策略研究，加大煤矸识别技术攻关力度。
（5）加强智能快速掘进技术及装备研发。我国煤矿巷道掘进装备主要有悬臂式掘进机、连续采煤机、掘锚机等较多类型和型号，90%以上巷道采用悬臂式掘进机。煤矿高效快速掘进技术为我国煤矿采掘的重要技术难题，提高掘进效率与智能化控制水平是掘进技术发展的主攻方向，应加强复杂巷道条件下快速掘进技术、工艺及成套装备研发，重点在定位截割、记忆截割、自动截割断面成型等精准智能控制关键技术上取得新突破，促进掘进工作面减人提效。
（6）开发高可靠高稳定的矿用智能传感器。智能化煤矿实现安全可靠稳定的常态化运行，需要以准确可靠的数据为支撑，数据的准确可靠依托传感器的精准可靠、安全稳定。因此，智能化建设要不断研究探索矿用智能传感器高带宽、低延时、大容量、透明数据传输等关键技术，实现传感器数据与智能化系统数据的高速交互。加快开发具备边缘计算、数据智能分析、数据自甄别自过滤、精度自动校准、故障自诊断、无线自组网等功能的低功耗矿用智能传感器，为智能化的实现和常态化运行提供基础装备保障。
（7）加快煤矿机器人集群关键技术研发。通过煤矿机器人替代井下繁重危险岗位人员作业是煤矿智能化建设的重要组成部分。煤矿机器人产品“巡检为主、作业为辅”是当前现状，面对煤矿井下复杂条件，加快机器人续航能力管理、防爆材料、防爆设计理论、评价体系等关键共性技术研究，研发高适应性机器人行走机构、重载执行机构、防爆动力和轻量化技术，加快研发井下探水、防突、防冲等钻孔机器人，研发巷道清理、煤仓清理、水仓清理、巷道修复、设备安装等作业类机器人，开发煤矿机器人集群管控和协同作业技术。
（8）加快构建智能洗选成套装备及工艺包开发。① 在洗选装备开发上，加快研发原煤浮沉试验数据智能分析系统；研发重介、浮选等系统的闭环控制技术；研发高精度高准确性仓位、液位、灰分等智能监测仪器设备，不断提高传感器的可靠性；加快推进具备智能管理分析、智能决策功能的选煤厂智能一体化管控平台技术迭代升级。② 在智能洗选工艺上，研发适用于不同类型选煤厂的工艺包：构建适用于炼焦煤选煤厂、动力煤选煤厂等的针对不同原煤性质和用途的智能洗选工艺包，适用于矿井型选煤厂、群矿型选煤厂、矿区型选煤厂等不同区位选煤厂的智能洗选工艺包，以及适用于小型、中型、大型、特大型等不同规模选煤厂的智能洗选工艺包。③ 在产品结构和生产能力上，根据冶金焦炭用煤、化工用煤、高炉喷吹用煤、电厂用煤及碳素制品用煤等不同用途，研究构建不同产品定向和定位的智能柔性洗选技术体系，实现洗选工艺可根据客户变化和产品结构、产品档次的动态变化“一键智能调整”，满足当前煤炭产品需求的多样性和市场的多变性。
（9）强化露天煤矿智能化工艺先进成熟与核心装备稳定高可靠。持续优化露天煤矿经营管理模式和开采工艺，形成适用于露天煤矿智能化升级建设的经营模式和管理机制体制。突破连续和半连续开采工艺“卡脖子”难题，重点加快大切割力紧凑型轮斗挖掘机、复杂路况卡车自动驾驶与智能调度技术、自移大运量大倾角带式输送机研发，提高大斗容液压铲、大吨位矿卡等露天煤矿智能化建设核心装备国产化设计制造能力，提高装备性能，加快实现通信协议统一。
来源：煤炭行业知识服务平台
