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浅谈国内外智能化煤矿发展现状及存在

问题分析

摘要：煤炭作为我国能源安全的压舱石，2020年煤炭在一次能源消费中占比

56.8%，预计到2030年能源消耗占比依然达到45%，煤炭的安全、高效开采显得

尤为重要。坚持以科技创新为根本动力，推动智能化技术与煤炭产业融合发展，

提升煤矿智能化水平，是促进我国煤炭工业高质量发展的核心技术支撑。基于此，

以下对国内智能化煤矿发展现状及建设过程中发现的问题进行了探讨，以供参考。

关键词：智能化煤矿；国内外；现状；存在问题

引言

现代高新技术和信息科技为采矿业带来了前所未有的发展机遇，传统矿业正

迈入一个信息化、自动化、智能化的高科技发展领域，如“数字化矿山”、“智

慧矿山”等诸多新概念不断涌现。煤炭行业高度重视煤矿的信息化建设，通过30

多年的发展，煤炭工业取得了阶段性的成果，但智慧煤矿与智能化开采技术的发

展仍处于起步阶段，必然要经历一个不断发展的过程。

1.国外智能化煤矿发展现状

从20世纪90年代开始，加拿大、芬兰等国都先后制定了“智能矿山”或

“无人化矿山”的发展规划。加拿大国际镍公司就研制了一种基于有线电视和无

线电发射技术相结合的地下通讯系统，可传输多频道的视频信号，操控每台设备。

相关技术还可实现诸如铲运机、凿岩台车、井下汽车等的无人驾驶，工人在地面

中央控制室就可直接操作这些设备。芬兰在1992年宣布了智能矿山技术规划，

涉及采矿实时过程控制、资源实时管理、矿山信息网建设、新机械应用和自动控

制等28个专题。

1.1核心技术研发和应用现状

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国外已基于GIS、CAD、三维可视化等技术，结合矿井勘查、开采工艺和生产

数据研发专用软件平台和系统，研发功能和方向主要集中在以下几个方面：

（1）制定满足矿山开采需求的三维可视化平台数据模型和数据结构。根据

数据模型，在统一平台集成处理二维和三维地质、测量、开采设计、计划编排、

调度管理等专题图形和信息。

（2）研究系列化二维、三维核心数据处理方法，如图形或属性的存储、绘

制、编辑、查询、输入、输出等。

（3）进行矿床品位估算和块段设计，目前已研究出地质统计学方法等先进

的数学处理方法。

（4）提高矿床构模技术水平，伴随信息及计算技术的发展，矿床构模技术

水平也在不断提升。在数值矿床模型方面，先后有面向地质统计学的块段模型、

面向层状矿体的网格模型和基于矿床平面图和剖面图上地质信息的断面模型问世。

在几何模型方面，主要有线框模型、表面模型、八叉树模型等，这些模型的实质

是通过空间对象信息来描述三维矿体，但不涉及矿床自身的属性信息，譬如品位、

岩性等。

（5）进行全自动或交互式快速地下采矿工程设计技术，目前已应用参数化

设计核心技术。参数化设计可以通过设计参数驱动（或图元驱动）方式在设计或

绘图状态下灵活地修改图形，方便设计过程，提高设计效率。

（6）利用三维可视化、多目标决策、神经网络等技术对编制生产调度系统。

2.国内智能化煤矿发展现状

十三五以来我国煤炭行业发生巨大变化，自主创新能力大幅提升，主要煤机

设备实现了国产化。我国大型能源集团，其信息化发展历程与全行业一样，随着

国家科技的进步而进步，已取得阶段性成果。

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（1）综合自动化系统、工业电视系统、瓦斯监测系统、束管系统