《智能矿山》2024年煤矿智能化重大进展成果特刊_中国煤炭行业知识服务平台

《智能矿山》2024年煤矿智能化重大进展成果特刊

2024年,煤炭行业创新活力持续激发,新质生产力加快培育,煤矿智能化建设稳步推进,煤炭产业数字化、智能化、绿色化协同发展取得新成效,高质量发展迈上更高台阶。为宣传推广煤矿智能化建设先进经验和创新成果,发挥典型示范引领作用,《智能矿山》策划出版《2024年煤矿智能化重大进展成果特刊》,刊登代表新时代煤矿人创造性实践和智慧结晶的11项智能化建设成果,以飨读者。

行业视野: 智能矿山
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专家; 12篇
论文; 121IP
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作者(Author)：智能矿山

摘要：2024年,煤炭行业创新活力持续激发,新质生产力加快培育,煤矿智能化建设稳步推进,煤炭产业数字化、智能化、绿色化协同发展取得新成效,高质量发展迈上更高台阶。这一年,人工智能在煤炭行业应用加速,人工智能工程化不断走深走实。山东能源集团有限公司打造的首个矿山行业大模型实现规模化复制、落地商用;国家能源集团携手中国电子科技集团创新研发出基于AI的融合光谱煤质快速检测技术,推动煤质检测体系的变革;中国矿业大学研发的煤矿安全隐患 AI 视频智能辅助监管监察技术,为煤矿安全隐患监管监察提供支撑。这一年,煤矿智能化装备的研发深度和广度持续延伸,“卡脖子”突破能力不断提升。中国中煤能源集团有限公司成功研发应用全栈自主可控智能化采掘装备与控制系统;中煤科工西安研究院(集团)有限公司研发的远距离综合物探及透明地质保障系统在30多座煤矿进行示范;中煤科工集团北京华宇研发的“磁耘”多源融合精确定位技术有力推动了选煤厂智能化建设。这一年,井工煤矿智能开采扎实推进,常态化运行水平不断提升。陕西陕煤黄陵矿业有限公司研发的薄及极薄煤层高效智能开采成套装备投入使用,实现了0.8 m采高工作面年产可达100万t的安全高效生产;北京天玛智控科技股份有限公司研发的薄煤层无人化智能开采控制技术,在山东能源集团兖矿杨村煤矿4703工作面和枣矿滨湖煤矿31606工作面实现常态化面内无人开采。这一年,露天煤矿智能化建设成效显著,绿色智能协同发展特色更加鲜明。易控智驾科技有限公司研发的露天矿卡车无人驾驶技术在国内10余个煤矿规模化应用;华能内蒙古东部能源有限公司研发应用电动无人驾驶矿卡智能高效运输系统成套技术,实现了高寒露天矿的“逐绿而行”;中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司研发的露天矿采剥作业链安全智能协同成套技术,为露天矿智能开采提供了理论与技术支撑。为宣传推广煤矿智能化建设先进经验和创新成果,发挥典型示范引领作用,《智能矿山》策划出版《2024年煤矿智能化重大进展成果特刊》,刊登代表新时代煤矿人创造性实践和智慧结晶的11项智能化建设成果,以飨读者。

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智能矿山

2025年第02期

5

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全球首个矿山行业大模型在山东能源落地商用

作者(Author)：李伟

摘要：数字经济是新一轮科技革命和产业变革新机遇的战略选择,人工智能(简称AI) 是引领科技革命和产业变革的战略性技术,具有溢出带动性的“头雁 ”效应。自2020 年起,山东能源集团有限公司(简称山东能源) 联合华为技术有限公司(简称华为公司) 共同探讨矿山大模型应用场景,聚焦全球首款矿山行业大模型商用,分析技术架构并突破关键技术,研发出全球首个矿山行业大模型,涵盖视觉感知和数据预测方案,提供多方面样板,实现创新突破与成果转化,在行业内发挥重要引领和示范作用。

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智能矿山

2025年第02期

17

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煤矿远距离综合物探及透明地质保障系统研发与应用

作者(Author)：刘再斌, 范涛, 李萍, 李贵红, 雷晓荣, 李西萍

摘要：随着煤矿智能化快速发展,生产效率大幅提高,煤炭行业迎来了以精准探测、智能监测、地质透明化为特色的智能开采地质保障新阶段。地质透明化是煤矿智能化建设的基础和前提,是保障煤矿安全、高效、智能开采的重要举措。现阶段煤矿远距离综合物探及透明地质保障智能化建设中存在4 个主要问题。(1) 探掘冲突,常规探掘存在时空冲突,钻探、物探分离,干扰源复杂,探测距离短等问题。(2) 数据解译困难,现有探测数据处理解释智能化水平低,多源地质感知数据融合解译困难。(3) 模型表达能力弱,传统手段模型表达能力弱,复杂构造三维模型构建难度大且缺少灾害属性。(4) 系统支撑能力不足,传统地质保障技术难以为智能采掘提供准确的预测预报、地质辅助分析与设计支撑。

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2025年第02期

8

2
AI+多维感知的煤质快速检测技术研发与应用

作者(Author)：杨宏强, 刘志江, 郝文玉, 张杰, 崔青汝, 杨希刚, 蔡宏, 郝晓亮, 杨爱勇, 窦有权, 舒喜, 朱镇峰

摘要：煤炭质量是煤炭能源应用的基石,贯穿开发、利用的全过程。传统采制化分析方法通过采样、制样、化验3 道工序测定10 余项煤质指标,并以1 g 煤样得到的结果代表1 列车(约4 320 t) 煤炭质量。整个过程需约10 人、10 套设备协同操作,耗时长达24 h,检测成本高,存在数据失真风险大和反馈滞后等问题,严重影响了煤炭洗选、储、运、销等各环节的工作效率。煤质在线无损检测可提升检测的时效性与代表性。针对煤质快检技术,国内外学者开展了大量研发工作,形成了如中子活化、双能伽马射线、X射线吸收和近红外光谱等检测技术,但由于检测精度不高或存在放射源安全隐患等问题,一直未能实现大规模的商业化应用。因煤炭生产加工、储、运、销等过程中检测环境工况条件复杂且应用场景存在差异,单一感知手段的快检技术难以满足多场景检测需要,开发基于AI+多维感知的煤质快速检测技术尤为必要。通过计算机科学、光谱学及分析化学等多学科的交叉融合,形成了基于AI+多维感知的煤质快速检测技术,解决了单一感知无法源头捕捉煤炭完整全面的信息和复杂环境下光谱等精密仪器稳定性与可靠性不足的问题,实现了对煤炭关键指标的快速、准确、无损检测。

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智能矿山

2025年第02期

12

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全栈自主可控智能化采掘装备与控制系统研发及应用

作者(Author)：孙鹏亮, 宋振铎, 马开德, 常圣强, 宋冰清, 徐驿凡, 蒋庆友, 迟焕磊, 单鹏, 庞振忠, 王会枝

摘要：煤矿智能开采技术在应用过程中,存在设备互联互通能力低、通信线缆维护量大、通信协议不统一、核心控制器件芯片及操作系统国产化率低等问题,数据交互及设备控制是智能采掘的核心技术。中国煤矿机械装备有限责任公司基于国产化操作系统的硬件适配和应用开发等底层工作,构建了国产化操作系统的采掘工作面成套设备协同控制体系,解决了综采工作面设备间直接数据交互的便捷性和稳定性问题,优化基于国产化操作系统的综采工作面智能控制技术解决方案,研发出基于国产化操作系统矿用工控机、刮板输送机、电液控制装置等采掘成套产品,实现煤机装备自主可控。

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智能矿山

2025年第02期

12

2
薄及极薄煤层高效智能开采成套装备研发与应用

作者(Author)：张强, 马英, 秦蒙

摘要：薄煤层广泛分布于我国80 多个矿区,储量约98.3 亿t,其中可采储量约65 亿t,占全国煤炭全部可采储量约20%,但是薄及极薄煤层开采装备技术成熟度低、工人劳动强度大,开采投入高、效率低,导致薄及极薄煤层普遍弃采,造成了煤炭资源的巨大浪费,薄煤层产量仅占全国煤炭产量约10%,与可采储量不协调。安全高效开采薄煤层是提高煤炭资源采出率,缓解资源紧张的重要途径。薄及极薄煤层高效开采装备和无人化智能开采技术是解决薄及极薄煤层开采诸多问题的必由之路。

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2025年第02期

7

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露天矿矿用卡车无人驾驶关键技术及规模化应用

作者(Author)：林巧, 康庆微, 蔡明祥, 徐长友, 李曙光, 何大成, 张磊, 朱涛, 高金龙, 包建军, 袁兴林, 陈广勇, 陈慧勇

摘要：露天矿智能化建设是实现产业高端化、绿色化及减人、增安、提效的有效途径。矿山无人驾驶大规模常态化应用是露天矿智能化建设的重要一环,可推动矿山生产实现高效率、低成本运输技术,为露天矿山智能化建设奠定扎实基础。随着露天矿无人驾驶应用规模的不断扩大,生产作业场景复杂度快速加深,运输作为露天矿生产的重要环节,每年至少保证300 天的安全、高效作业,对无人驾驶纳入正式生产流程、规模化应用的场景适应性、环境适应性和稳定可靠性提出了极高要求,不同矿区工况特点对技术通用性和可靠性带来多项挑战。

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智能矿山

2025年第02期

10

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“磁耘”智能精确定位系统在李家壕选煤厂的应用

作者(Author)：武文, 宋文轩, 魏二强, 马猛猛

摘要：选煤厂主厂房、筛分破碎车间等建筑内的大型设备立体空间结构复杂、遮挡严重,变频电气设备存在大量谐波及电磁干扰。现有定位技术在选煤厂内部应用存在多种问题,定位精度低、蓝牙技术覆盖范围小、基站部署和施工复杂,因此,选煤厂人员定位系统一直未能规模化应用。基于地磁技术的人员精确定位技术,利用地磁场空间分布的差异性实现人员位置跟踪。研发出空间固有磁场特征的多源融合室内外一体化智能精确定位系统(简称“磁耘”智能精确定位系统)。“磁耘”智能精确定位系统结合选煤厂特点,融合惯导、蓝牙、地图匹配、北斗等定位技术,可实现室内室外一体化无缝衔接,通过定位卡定位,以及通过对讲、执法终端、智能手机等定位,满足选煤厂亚米级定位精度的需求。

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2025年第02期

10

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