王国法院士团队：煤炭工业发展关键技术突破与超级煤矿建设_中国煤炭行业知识服务平台

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作者

王国法¹，庞义辉^1,2

单位

1. 中国煤炭科工集团有限公司，北京 100013

2. 煤炭科学研究总院有限公司，北京 100013

摘要

为了发展煤炭领域先进生产力，助力煤炭工业高质量发展，研究了近年来我国采场围岩控制技术发展历程，分析了采动应力演化规律及围岩断裂失稳过程，创新提出了超大采高工作面围岩断裂失稳力学模型、控制准则及液压支架合理工作阻力计算方法。系统阐述了我国综采技术装备发展历程，研发了最大采高10 m的超大采高综采成套装备，以及最大支护高度7.0 m的超大采高综放成套装备，解决了西部矿区浅埋深、坚硬、厚及特厚煤层安全高效开采技术难题。系统分析了我国主要煤炭产区煤矿智能化建设现状、关键技术、取得的建设成效及存在的主要问题，提出了智能化超级煤矿的定义、特征及内涵，研究了典型超级煤矿建设成效与经验，并从标准体系、数据体系、技术体系、管理体系、生态体系建设等方面阐述了未来煤炭工业主要发展方向。

背景

改革开放以来，我国生产原煤共计约985亿t，煤矿百万吨死亡率由9.44下降至最低0.044，第四次工业革命及煤炭科技装备的持续创新打造了一批年产超千万吨级的超级煤矿，初步实现了煤炭资源安全、高效、智能、绿色、可持续开发及清洁低碳利用，有效支撑了我国煤炭工业高质量发展，保障了国家能源安全与经济社会快速稳定发展。2024年3月，习近平总书记提出 “发展新质生产力是推动高质量发展的内在要求和重要着力点，必须继续做好创新这篇大文章，推动新质生产力加快发展”。新一代信息技术赋能煤矿智能化建设稳步持续推进，依托智能化先进技术、高可靠重型装备、高素质复合型人才建设超级煤矿，是煤炭工业发展新质生产力的重要举措，促使煤炭生产由主要依靠劳动、装备、人员等向不断提升机械化、数字化和智能化的科技贡献率、不断提高全要素生产率转化，从而实现质量变革、效率变革、动力变革，全面推动煤炭工业实现高质量发展。

煤矿智能化建设建议

为推进煤矿智能化建设，助力实现我国煤炭工业高质量发展，提出如下建议：

1．推进煤矿智能化标准体系及标准组织建设。煤矿智能化技术装备涉及多个行业领域，其快速发展和应用使得相关技术交叉融合，而我国覆盖煤矿领域的电磁兼容、5G 通信、锂电池、智能机器人等交叉技术链、全产业链的检测认证评价能力尚属空白，关键设备设施及人员存在不足，产品安全质量检测认证评价体系尚不完善。国内煤矿数字化、智能化、绿色化没有专门的标准机构，亟需申请成立全国性新的标准组织，与其他行业标准化组织如通信、工业互联网、电池管理、机器人等加强技术融合，促进煤炭领域新质生产力发展。

2．以业务为导向深化煤矿数据治理，构建煤炭行业知识图谱。煤矿数据治理是构建煤矿数据逻辑模型，实现 “虚实映射+融合共享”的过程。由于煤矿数据具有较强的时空关联性及事件关联性，因此在进行煤矿数据治理过程中，应以业务为导向, 根据系统关联，完成数据模型的分级建设，形成面向 “产、运、储、销、用” 全过程、全生命周期的共享数据库。在此基础上对煤炭行业知识进行流程固化, 通过数据描述语言进行转化积累，从而形成煤炭行业知识图谱, 由点及面推进向企业全业务链、价值链的渗透延伸。

3．加速数据驱动下管理变革转型，增强信息安全保障能力。随着煤炭行业数字化转型的深入推进，必然带来煤炭企业生产组织模式与管理方式的调整，管理者认知水平、组织体制、管理方法、人才储备等因素，都可能制约数字化智能化建设应用效果。煤炭企业需打破过去以物理世界为中心的组织模式和管理模式，围绕数字化智能化重塑企业的战略愿景、业务流程、组织架构、管理文化等，持续加强人才培养，别特是具备煤炭技术与数字技术知识融合的跨界复合型人才，并加大力度强化信息系统网络安全动态防护，推进网络安全风险态势感知、预警和应急处置能力建设。

4．建设煤矿行业云平台，打造行业数据生态圈。煤炭行业具有产业链条长、辐射范围广、上下游关联度强，其生产运营涉及众多学科专业知识，地质条件和生产场景复杂多变，生产设备及应用种类繁多等特点。通过建设煤矿行业云数据平台，构建 “煤炭企业—煤机企业—软件开发企业—ICT企业” 间数据流动、交换、共享路径，打破行业数据孤岛，形成共赢数据生态圈，才能激发煤矿行业数据价值潜力。

5．建立国家级的煤炭交易监管平台。建设“国家级—行业级—省级—企业级” 四层架构的国家煤炭交易监管平台，涵盖生产端、销售端、用户以及物流服务商、银行保险金融机构等各环节。基于新一代信息技术实现对煤炭资源的存量信息、消耗量信息、交易信息等全面及时可靠采集，对煤炭资源的实时交易信息进行监管；基于区块链技术实现煤炭交易的透明化、公平化，提高市场对煤炭生产消费的引导水平，保障我国能源的交易安全。

图表