引用格式
毛善君,陳華州,劉海濱,等.高級智能化煤礦建設發展思考[J].中國煤炭,2025,51(1):165-180.DOI:10.19880/j.cnki.ccm.2025.01.018
MAO Shanjun，CHEN Huazhou，LIU Haibin，et al.Thoughts on the development of advanced intelligent coal mine construction[J].China Coal,2025,51(1):165-180.DOI:10.19880/j.cnki.ccm.2025.01.018
論文概要
muqian，meikuangzhinenghuajiansheyijingqudelejieduanxingzhongdayingyongchengguo，danrengchuyuchujihuozhongjizhinenghuashuiping，cunzaixitongxingheshiyongxingdengwenti，zhinenghuakuangshanjiansheburushenshuiqu，gaojizhinenghuakuangjingjiansheshizaibixing。benwenzaifenxizhinenghuameikuangjianshecunzaiwentidejichushang，jiehekexuecaikuang、工業物聯網、時空智能、大數據分析、智能製造和工業控製等技術，詳細闡述了高級智能化礦井建設“六體係、六化、兩模式或平台、六鏈流”的“6626工程”，並對高級智能化礦井建設分類、建設思路、經濟與社會效益和相關關鍵技術進行了論述。“六體係”包括標準體係、技術體係、裝備體係、管理體係、培訓體係和服務體係；“六化”包括裝備智能化、地測透明化、分析在線化、控製協同化、智能係統化、生產綠色化；“兩模式”包bao括kuo基ji於yu透tou明ming化hua地di測ce保bao障zhang的de智zhi能neng化hua協xie同tong管guan控kong平ping台tai及ji應ying用yong係xi統tong和he基ji於yu精jing確que時shi空kong信xin息xi的de礦kuang井jing采cai掘jue工gong作zuo麵mian少shao人ren或huo無wu人ren自zi適shi應ying截jie割ge協xie同tong管guan控kong平ping台tai及ji應ying用yong係xi統tong；“六鏈流”包括煤鏈流、電鏈流、風鏈流、水鏈流、物鏈流和綠色循環經濟鏈流。高級智能化礦井建設的“6626工程”為智能化煤礦建設成功涉過深水區和可持續發展提供一種可行的路徑和技術支撐。
作者簡介
毛善君，男，1964年8月生，北京大學地球與空間科學學院教授、博士生導師，北京大學鄂爾多斯能源研究院首席科學家，北京龍軟科技股份有限公司董事長，國家科技部2018年(nian)度(du)科(ke)技(ji)創(chuang)新(xin)創(chuang)業(ye)人(ren)才(cai)，北(bei)京(jing)市(shi)安(an)全(quan)生(sheng)產(chan)領(ling)域(yu)學(xue)科(ke)帶(dai)頭(tou)人(ren)，主(zhu)要(yao)從(cong)事(shi)地(di)理(li)信(xin)息(xi)係(xi)統(tong)教(jiao)學(xue)及(ji)智(zhi)能(neng)化(hua)煤(mei)礦(kuang)科(ke)研(yan)及(ji)應(ying)用(yong)工(gong)作(zuo)。現(xian)為(wei)國(guo)際(ji)數(shu)字(zi)地(di)球(qiu)學(xue)會(hui)（ISDE）中國國家委員會數字能源專業委員會副主任、國家礦山安全監察局智能化建設專家委員會科技攻關分委會委員、智能采礦裝備技術全國重點實驗室谘詢委員、中國煤炭工業協會信息化分會第五屆理事會副會長和中國地質學會數學地質與地學信息專業委員會副主任委員。負責或參與國家級課題7項（十二五、十三五、十四五），在國內外重要刊物或會議發表論文180多篇，授權國內外發明專利60多項，出版專著5部，獲國家科技進步二等獎2項、行業協會或省部級一等獎13項，多篇論文獲“領跑者5000——中國精品科技期刊頂尖學術論文”（F5000）。
主要內容
我國智能化煤礦建設成果豐碩,極大地促進了煤炭工業的高質量發展,也為更高層次的智能化煤礦建設奠定了堅實的基礎。目前，已建成的智能化礦井仍然處於初級或中級水平,其係統性、集成性、實用性與行業或生產礦井管理及技術人員的預期存在一定的差距。
首先，詳細分析了初級或中級智能化礦井存在的問題。主要問題包括：裝備智能化整體功能弱；地測係統透明化、實用化程度低；分析在線化實時性不強;控製協同化關聯性少；人才高科技化比例太低；智能係統化還未形成；綠色低碳開采技術尚未與智能化係統深度融合。基於此，提出了建設高級智能化煤礦（Advanced Intelligent Coal Mine，簡稱AIC）的目標，並對其內涵進行了定義：將時空智能、工業物聯網、雲計算、大數據、工業控製、機器人化裝備等與現代礦山開發技術深度融合，形成全麵感知、實時互聯、自主學習、超前預測、動態決策、協同控製的集成智能化係統，實現礦井探測、開拓、采掘、運通、分選、安全、生態、生產經營管理等全過程軟硬件係統的智能化、常態化自主運行。
其次，提出了解決目前智能化煤礦建設和應用存在問題的路徑，即“北大-龍軟”高級智能化礦井建設模式（簡稱“6626工程”），並對6626工程結構、管控總體架構以及“六體係”“六化”“兩模式或兩平台”和“六鏈流”的具體內容進行了闡述。其中，“兩模式或兩平台”是高級智能化管控的重要基礎，涉及的部分技術具有原創性和實用性：（1）基於透明化地測保障的智能化綜合協同管控模式或平台：通過實現精細化高精度三維透明地測模型與“六鏈流”管控、災害防治、安全決策的深度實時融合和應用，提高管控效率和預測精度，確保安全生產；（2）基於精確時空信息的礦井采掘工作麵少人或無人自適應截割管控模式或平台：包括“透明化地測模型+自動調平陀螺全站儀精確定位+數字孿生管控+矢量空間視頻流”四大關鍵技術，為實現煤礦采掘工作麵的精準遠程控製、沉(chen)浸(jin)式(shi)巡(xun)檢(jian)及(ji)無(wu)人(ren)化(hua)生(sheng)產(chan)目(mu)標(biao)提(ti)供(gong)了(le)高(gao)科(ke)技(ji)保(bao)障(zhang)。數(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)和(he)矢(shi)量(liang)空(kong)間(jian)視(shi)頻(pin)流(liu)，將(jiang)實(shi)現(xian)對(dui)采(cai)掘(jue)工(gong)作(zuo)麵(mian)實(shi)時(shi)安(an)全(quan)生(sheng)產(chan)信(xin)息(xi)的(de)遠(yuan)程(cheng)相(xiang)互(hu)印(yin)證(zheng)和(he)相(xiang)互(hu)補(bu)充(chong)。
再次，對高級智能化煤礦進行了分級分類。（1）初等級高級智能化礦井（AIC1），主要特點包括：有氧生產場所；裝備智能化，主要是對現有設備的改造，部分創新性設備；地測透明化，地質數據整體精度在60%~90%之間；分析在線化，大數據和簡單智能分析；控製協同化，自適應協同控製比例為60%~90%；智能係統化，智能化程度在50%左右；生產綠色化，整體在50%左右；實現部分生產場所無人，采掘麵少人或無人，人的交互式作用很關鍵，部分機器人發揮作用。（2）中等級高級智能化礦井(AIC2)，主要特點包括：有氧生產場所；裝備智能化，主要是新設備的研發和生產，部分老舊設備的改造；地測透明化，地質數據整體精度在90%以上；分析在線化，係統性的智能分析；控製協同化，自適應協同控製比例為100%；智能係統化，智能化程度大於90%；生產綠色化，整體在90%左右；實現包括采掘麵在內的主要生產場所少人或無人，人和機器人的作用同等重要。（3）高等級高級智能化礦井(AIC3)，主要特點包括：無氧生產場所；主要是機器人和少量的穿戴采礦服的采礦員；裝備智能化，主要是創新性設備；地測透明化，地質數據整體精度為95%以上；分析在線化，係統性智能分析；控製協同化，自適應協同控製比例為100%；智能係統化，智能化程度達100%；生產綠色化，整體達100%；實現包括采掘麵在內的主要生產場所無人，機器人巡檢和操控為主、采礦員為輔。
最後，對高級智能化煤礦的建設思路、技術路線以及經濟與社會效益進行了闡述和分析。基於“科技引領、政府主導、頂層設計、分類謀劃、典型示範、以點帶麵”的行動路線，著力建設“六化、六體係”，推動試點示範工程，高級智能化煤礦將實現安全、經濟和社會效益“三豐收”。不分成果已在生產礦井和係統研發過程中得到初步應用和驗證，為我國能源領域實現“雙碳”戰略目標和煤炭行業高質量發展具有重要的意義。
