【战新产业“百大工程”】中国煤炭科工打造无人化智能开采示范 助入煤炭产业发展新动能
【战新产业“百大工程”】中国煤炭科工打造无人化智能开采示范 助入煤炭产业发展新动能

文章来源:中国煤炭科工集团有限公司 发布时间:2025-06-05
煤矿智能化是推动煤炭行业高质量发展的核心技术支撑,也是行业转型升级的必由之路。煤矿智能化建设不仅有助于提升煤炭产业的整体竞争力,还能有效保障能源安全稳定供应,为构建新型能源体系奠定坚实基础。
中国煤炭科工集团有限公司(以下简称“中国煤炭科工”)积极响应国家重大需求,以战新产业百大工程“煤矿无人化智能开采成套技术与工程应用”项目为牵引,大力开展核心技术攻关,突破煤矿无人化智能开采与装备技术瓶颈,解决多重动载作用下开采装备群一体化智能协同作业、自适应连续推进等难题,为煤矿安全、高效、智能生产提供强有力技术保障。
揭榜赛马,挑战无人化采煤“深水区”
2020年2月,国家八部门联合印发的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》提出,到2025年,综采工作面内达到少人、无人操作。此时距离中国煤炭科工建成首个“有人巡视、无人操作”可视化远程干预智能化采煤模式已经过去5年。5年间可视化远程干预模式已在我国大部分矿井实现推广应用,很大程度上降低了煤矿工人作业强度,提升了人员安全,但实现“无人化采煤”,达到“本质安全”仍是煤科人、煤炭人的执着追求。
一个时代有一个时代的主题,一代人有一代人的使命。2021年7月17日,中国煤炭科工带着提升新时代煤矿人的安全与幸福感、助力煤矿转型升级和高质量发展的使命,发布“无人化采煤控制系统研发与应用”揭榜挂帅攻关项目,面向行业广发“英雄帖”,广邀英才攻克无人化采煤难题。最终,7支揭榜团队经过激烈角逐,2支“揭榜挂帅”团队脱颖而出。中国煤炭科工进一步创新实施模式,按照“重大工程牵引、参建双方合作、协同攻关创新”思路,两个团队分别与相应客户深度绑定,成立联合项目组“攻榜”。融合生产一线人员技术思路,两个团队累计梳理出31项攻关难点,89项攻关任务,贯穿原理研究、设计研发、产品试验、工程验证等环节,以无人化采煤“堵点”“痛点”为导向,以解决问题成效为衡量标准,打造各具特色的无人化采煤控制系统解决方案。通过强化两个团队研究成果交叉融合,构建凸显“采煤工艺数字化、截割控制精准化、采煤模式‘监护化’、工程方法标准化”等“四化”特征的煤矿无人化智能开采控制技术体系。持续强化研究成果与不同地质条件综采工作面融合,打造适用于不同工况条件的系列化解决方案,推动攻关成果从示范工程走向大范围应用,已在山东能源滨湖、杨村,川投嘉阳等煤矿常态化运行,将工作面作业人员彻底从危险的采场环境中解放出来,达到“无人则安”目标,推动我国煤炭行业进入无人化智能开采新阶段,支撑煤炭更好发挥能源兜底保障作用。
煤矿地面开采实景
聚力创新,破局“卡脖子”技术
在国家“双碳”目标推动下,传统煤矿正加速数字化转型。5G+工业互联网实现井下设备远程操控,AI视觉识别技术提升井下异常工况监测精度,数字孪生系统优化采掘工程方案。2024年,全国已建成47处智能化示范矿井,生产效率平均提升35%,正是以人工智能为代表的新技术对“智慧矿山”建设的积极赋能。
为推动物联网、大数据、人工智能、工业以太网等前沿技术与综采工作面无人化智能开采控制技术相融合,中国煤炭科工持续深化与国内外一流高校、研究机构、ICT领军企业、重点煤炭企业的“产学研用”合作。与清华大学共同成立联合研究中心,聚焦先进智能装备设计制造基础科学问题和关键共性技术研究;与华为公司签署战略合作协议,全面推进矿鸿操作系统、人工智能等新技术与现代煤炭开发利用技术的深度融合;与矿业院校推进联合实验室建设,充分结合两方专业优势,共同攻关煤炭行业关键共性技术;深度参与煤炭企业智能化采煤工作面建设,率先提出并建成全国首个煤矿智能化采煤工作面,为全国煤矿智能化发展发挥重大支撑引领作用。
同时中国煤炭科工加强自身科技创新基础能力培育,围绕无人化开采技术、高水基液压技术、软件、先进工艺技术等方向建成9个专业实验室和1个无人化智能开采远程智能服务平台,场地超过2500余平方米,仪器总价值超过3200万元,构建起多学科、多类型、多层次,较为完备的技术研发支撑平台,并取得了中国合格评定国家认可委员会(CNAS)认证;牵头申报获批“煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室”,参与“煤炭无人化开采数智技术全国重点实验室”共建,成功获批“煤矿智能安全技术与装备应急管理部重点实验室”。
2024年,中国煤炭科工创新提出的“地面规划采煤、装备自动执行、面内无人作业”的无人化采煤新模式,推动我国无人化采煤关键技术研发与应用领域取得重大突破,开创煤矿无人化开采先河。2021年国家能源局、国家煤矿安全监察局确定的71处(含5处露天煤矿)国家首批智能化示范建设煤矿中有39处由中国煤炭科工提供技术支撑,占比55%;2023年全国煤矿采煤工作面智能创新大赛28个获奖工作面由中国煤炭科工提供技术支撑,占比39%,2024年34个获奖工作面由中国煤炭科工提供技术支撑,占比46%,引领了煤矿无人化智能开采行业发展的新态势。
中国煤炭科工创新产业基地
赋能行业,智造“硬核科技”
走进中国煤炭科工无人化智能开采装备生产基地,生产任务自动分解、生产计划自动下达、生产过程自动执行、物料按需及时配送、数据智能分析、异常智能调度。在这里,每10分钟下线一组电液控换向阀成品,每36小时装备一个采煤工作面。从毛坯上线到成品下线,全流程实现自动化、智能化。这就是“科技感爆棚”的卓越级智能工厂。这里生产的不是普通装备,而是能让煤矿工人“地面指挥采煤、井下无人作业”的黑科技。
作为煤炭装备制造领域的领军企业,中国煤炭科工无人化智能开采装备生产基地围绕工厂建设、研发设计、生产作业、生产管理、运营管理等五大业务模块,大力开展智能工厂建设,建成6套智能加工系统、8条柔性智能装配生产线和多台(套)智能专机、1个大数据中心和20余套信息化系统,实现对厂区设备运行状态与能源消耗情况的实时监控。该系统可自动对设备运行异常、空转、未及时关闭等问题进行应急处理,不仅显著提升了生产效率,而且在节能减排方面取得突破性进展。
目前,中国煤炭科工无人化智能开采装备生产基地成功入选国务院国资委数字化转型试点企业和工信部智能制造示范工厂,先后获评第一批卓越级智能工厂、国家绿色工厂等荣誉称号。
站在“十五五”新起点,中国煤炭科工将深入贯彻落实集团公司“1245”总体发展思路,聚焦煤炭智能无人化开采主业,做好数字化发展顶层规划,打造“智能产品+智能制造”的双智企业,推动实现生产经营数字化、信息化、智能化管理,努力创建世界一流专业领军示范企业,共圆无人化采煤梦想!
【责任编辑:张任田慧】