王海军研究员：煤矿智能化关键技术研究与实践

创新点

1. 提出了以可靠的数据采集与控制平台为基础，以矿山大数据平台和工业互联网平台为核心，以多网融合通信系统为媒介的煤矿智能化技术架构，对生产型矿井进行智能化升级改造的技术路径进行了系统分析。

2. 结合煤矿智能化建设实践经验，提出了通用异构型控制和数据处理平台、矿用机器人、人工智能、设备故障诊断与智能穿戴等关键技术应用过程存在的问题，并探讨了解决方式与技术路径。

3. 霍洛湾和武家塔的煤矿智能化建设实践，充分证明了贴近现场，直面需求的煤矿智能化改造可以实现减人、增安、提效，煤矿智能化是走向安全智能绿色高效开采的必经之路。

随着碳达峰、碳中和目标的提出，煤炭行业需要加快转变发展方式，加速步入高质量发展的新阶段。煤矿智能化是煤炭行业实现高质量发展的核心技术支撑，是实现煤炭安全、绿色、高效开采的必由之路，关键在于通过技术革新，推动与新技术、新产业的深度融合，发展运用新业态、新模式，促进煤炭开发利用全过程、全要素的高质量发展，加速优化要素配置，增强节能降耗，提升精准保障供应能力，依靠新技术新装备实现生产、加工、储运、消费全过程安全、绿色、低碳、经济。在煤矿智能化的理论体系探索和建设实践方面，在各科研院所、煤炭科技企业、生产企业共同攻关下，煤矿智能化建设涌现出了一大批典型先进成果。但是目前各煤炭企业在智能化建设的实际过程中，仍存在执行的技术规范与标准体系尚未统一，设备的控制单元和数据采集单元难以协同运行，巡检机器人难以代替人工巡检常态化应用，人工智能、设备故障诊断缺乏与煤矿场景知识相结合，井下人员智能穿戴装备研发投入不足，各子系统的智能化决策水平与自动化协同运行程度有待提高等问题。解决这些问题的关键在于通过建立统一平台，应用统一技术架构实现煤矿生产各子系统高度集成与协同管控，实现跨系统数据信息高速交互，解决信息孤岛问题。针对煤矿典型场景数据不足问题，开展小样本机器学习算法研究，真正实现大数据、人工智能对煤炭产运销的赋能。发展边缘计算与设备故障诊断技术，建立煤矿关键设备核心性能退化模型，实现算法灵活部署与设备稳定可靠运行。发展高科技智能穿戴技术，提高井下工作的安全性与舒适性。以机器人巡检技术带动采掘、安控、救援、运输各场景下煤矿机器人推广应用，实现少人乃至无人化常态生产。笔者提出智能化煤矿技术体系架构，分析目前智能化煤矿建设过程中存在的关键共性技术难题，讨论通用控制和数据处理平台、煤矿机器人、人工智能、故障诊断和智能穿戴等煤矿智能化关键技术的应用现状与发展趋势，并在内蒙古神东天隆集团霍洛湾煤矿和武家塔露天煤矿开展相关技术的应用实践，以期为煤矿智能化建设提供经验。

2.1 通用异构型控制和数据处理平台

2.2 矿用巡检机器人技术

2.3 人工智能技术

2.4 设备故障诊断技术

2.5 智能穿戴技术

3.1 霍洛湾煤矿智能化建设实践

3.2 武家塔煤矿智能化建设实践

作者简介

王海军（1975—），山东安丘人，博士、研究员，博士生导师 。中煤科工集团西安研究院（集团）有限公司党委书记、董事长，中煤科工信息技术有限公司党总支书记、董事长，煤炭科学研究总院智能矿山研究院院长，中国煤炭科工集团一级首席科学家，陕西省煤炭工业协会副会长，煤炭工业技术委员会煤矿智能化与新技术专家委员会副主任委员，中国煤炭工业协会信息化分会理事会副会长，中国科学技术发展基金会孙越崎“青年科技奖”获得者，国家百千万人才工程“有突出贡献中青年专家”。

智能矿山、煤机装备智能化、煤矿机器人

历任神东煤炭公司大海则煤矿副总工程师、神东煤炭公司机电动力部主任工程师、神东煤炭公司保德煤矿副矿长、神东煤炭集团机电管理部经理、神东煤炭集团副总工程师，党委委员、副总经理。致力于煤矿数字化、自动化、信息化、矿山机械智能化、煤矿机器人等理论、技术与装备的研究与开发。曾担任国家重点研发计划课题负责人（2017），获得国家授权专利45项，累计申报专利112项，公开发表论文27篇，制定行业标准1项。著有《锦界煤矿数字化矿山建设实践与探索》《神东矿区大型煤炭生产基地设备有偿托管和租赁服务应用研究》《矿业组合服务平台研究与实现》等专著3部。“智能煤矿建设关键技术与示范工程”“高性能芳纶输送带及节能输送系统关键技术”“6000米超长运距低阻智能机头集中驱动矿用顺槽胶带机研究与应用”等成果获得国家科技进步二等奖1项，中国煤炭工业科学技术奖特等奖1项、一等奖7项、二等奖5项、三等奖2项。