礦業(yè)是人類(lèi)社會(huì)繁榮發(fā)展不可或缺的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。從石器時(shí)代到工業(yè)革命，再到信息時(shí)代，每一次文明的躍升都離不開(kāi)礦產(chǎn)資源的支撐。正如英國(guó)地質(zhì)學(xué)家查爾斯·萊爾所言：“人類(lèi)的歷史，就是一部礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)史。”然而，現(xiàn)代礦業(yè)開(kāi)發(fā)面臨各種復(fù)雜科學(xué)技術(shù)難題和自然環(huán)境的挑戰(zhàn)，正所謂“登天容易，入地難”，隨著淺層資源逐步枯竭，深地、深海、復(fù)雜地質(zhì)條件開(kāi)采成為必然選擇。傳統(tǒng)的粗放式礦山開(kāi)發(fā)模式難以滿(mǎn)足安全、高效和綠色的開(kāi)發(fā)要求。在此背景下，數(shù)智技術(shù)加快與礦山開(kāi)發(fā)技術(shù)深度融合，正推動(dòng)礦業(yè)從人工作業(yè)向無(wú)人化智能開(kāi)采跨越，開(kāi)啟超級(jí)礦山的壯美圖景。筆者作為煤炭無(wú)人化開(kāi)采數(shù)智技術(shù)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)主任，不僅見(jiàn)證了中國(guó)在智慧礦山領(lǐng)域日新月異的技術(shù)變革，而且?guī)ьI(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)為推動(dòng)礦業(yè)數(shù)智化進(jìn)程作出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。多年來(lái)，我與團(tuán)隊(duì)成員致力于煤炭無(wú)人化開(kāi)采理論和技術(shù)創(chuàng)新研究，建立了煤礦智能化技術(shù)體系架構(gòu)并使其不斷完善，取得了關(guān)鍵裝備研發(fā)突破，實(shí)現(xiàn)了從跟跑到領(lǐng)跑的重大跨越，推動(dòng)了智能化煤礦示范建設(shè)模式創(chuàng)新。

作者王國(guó)法肖像畫(huà)。 張武昌繪

從經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)到數(shù)智驅(qū)動(dòng)

中國(guó)礦產(chǎn)資源稟賦以深地資源為主，煤炭、金屬礦產(chǎn)埋深超過(guò)1000米的占比達(dá)60%以上。例如，湖南萬(wàn)古金礦田在2000米深度探獲黃金資源量超300噸，新疆哈密發(fā)現(xiàn)10億噸級(jí)鐵礦，貴州探獲6.5億噸特大型磷礦，華東華北等地區(qū)1000米以深煤炭資源豐富。深地開(kāi)發(fā)是資源保障的剛需，更是國(guó)家能源安全的核心戰(zhàn)略。然而，深地開(kāi)采面臨高地應(yīng)力、高溫、高瓦斯、強(qiáng)突水等極端環(huán)境，傳統(tǒng)開(kāi)采技術(shù)無(wú)法滿(mǎn)足深地資源安全、高效、綠色開(kāi)采要求，急需技術(shù)創(chuàng)新支撐深地資源開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略實(shí)施。全球礦業(yè)正加速向“高端化、智能化和綠色化”轉(zhuǎn)型。德國(guó)提出“礦業(yè)4.0”，澳大利亞推行“未來(lái)礦山計(jì)劃”，美國(guó)加速礦業(yè)數(shù)字化和智能化發(fā)展，中國(guó)則將智慧礦山列為“十四五”重點(diǎn)工程，《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃（2016—2030年）》提出, 到2030年實(shí)現(xiàn)煤炭智能化開(kāi)采, 重點(diǎn)煤礦區(qū)基本實(shí)現(xiàn)工作面無(wú)人化。其核心是通過(guò)5G、AI、數(shù)字孿生等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)礦山全流程自動(dòng)化運(yùn)行、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策和綠色高效安全生產(chǎn)。例如，陜煤黃陵一礦和國(guó)家能源神東榆家梁煤礦，通過(guò)智能化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)工作面常態(tài)化無(wú)人開(kāi)采，打造了全球無(wú)人化開(kāi)采樣板；新疆南露天煤礦和華能伊敏露天礦等全面實(shí)現(xiàn)礦卡無(wú)人駕駛?cè)詣?dòng)高效運(yùn)行。煤炭是中國(guó)主體能源和重要工業(yè)原料。自上世紀(jì)80年代以來(lái)，通過(guò)推進(jìn)煤炭綜合機(jī)械化，促進(jìn)了行業(yè)的全面技術(shù)進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)力的巨大進(jìn)步，安全生產(chǎn)面貌根本改變。目前，煤炭仍占我國(guó)一次能源生產(chǎn)量的67%和消費(fèi)的56%，其清潔高效利用是新型能源體系建設(shè)的關(guān)鍵。中國(guó)工程院研究表明，通過(guò)超低排放技術(shù)，燃煤電廠污染物排放已低于天然氣電廠；而智能綠色開(kāi)采則讓煤炭成為可清潔高效利用的“最安全、最經(jīng)濟(jì)”的能源選項(xiàng)。例如，山能兗礦金雞灘煤礦和陜煤小保當(dāng)煤礦，通過(guò)智能化建設(shè)和數(shù)智技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，不斷突破超高采高、超長(zhǎng)工作面、超高效率指標(biāo)，引領(lǐng)世界煤炭開(kāi)采技術(shù)發(fā)展。在新疆準(zhǔn)東宜化五彩灣一號(hào)礦控制室，工作人員對(duì)礦區(qū)車(chē)輛運(yùn)輸狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)管。新華社發(fā)

實(shí)現(xiàn)理論與技術(shù)創(chuàng)新

煤礦智能化是涉及多系統(tǒng)、多層次、多專(zhuān)業(yè)、多領(lǐng)域相互匹配融合的復(fù)雜巨系統(tǒng)。我們團(tuán)隊(duì)多年來(lái)緊緊圍繞煤礦數(shù)字化基礎(chǔ)理論、煤炭無(wú)人化掘采運(yùn)技術(shù)、深部煤礦裝備智能化技術(shù)等3個(gè)方面，開(kāi)展煤炭無(wú)人化開(kāi)采基礎(chǔ)理論和前沿工程技術(shù)研究。在數(shù)字煤礦智慧邏輯模型與跨系統(tǒng)全時(shí)空信息感知原理方面，我們通過(guò)分析解構(gòu)煤礦復(fù)雜巨系統(tǒng), 描述出煤礦數(shù)據(jù)層次、流向和關(guān)聯(lián)關(guān)系, 建立煤礦井下跨系統(tǒng)全時(shí)空感知體系總體框架。在此基礎(chǔ)上, 我們提出了信息實(shí)體之間交互、融合、聯(lián)想、衍生機(jī)制和虛實(shí)映射機(jī)理和基于知識(shí)需求模型的信息實(shí)體主動(dòng)匹配與推送策略；構(gòu)建了基于開(kāi)采行為預(yù)測(cè)推理的智慧邏輯模型進(jìn)化機(jī)制, 形成了智慧煤礦信息框架模型, 為深層次梳理智慧煤礦海量信息關(guān)聯(lián)關(guān)系提供有效方法。在智能開(kāi)采設(shè)備群全局最優(yōu)規(guī)劃和分布式協(xié)同控制方法方面，我們通過(guò)分析開(kāi)采環(huán)境與生產(chǎn)系統(tǒng)耦合關(guān)系, 建立綜采裝備群全位姿坐標(biāo)變換及驅(qū)動(dòng)關(guān)系模型，提出了開(kāi)采設(shè)備群全局最優(yōu)規(guī)劃方法, 將其歸結(jié)為二次積分模型的最優(yōu)解問(wèn)題，給出了液壓支架群組協(xié)同控制、同時(shí)考慮環(huán)境干擾和傳感器數(shù)據(jù)時(shí)延特性的分布式協(xié)同控制方法, 為實(shí)現(xiàn)煤礦數(shù)據(jù)的邏輯推理、智能決策和協(xié)同控制提供了基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)支撐。在智能開(kāi)采系統(tǒng)健康狀態(tài)評(píng)價(jià)、壽命預(yù)測(cè)與維護(hù)決策機(jī)制方面，我們通過(guò)構(gòu)建開(kāi)采系統(tǒng)設(shè)備群健康狀態(tài)辨識(shí)與評(píng)估模型庫(kù)、建立煤機(jī)裝備健康狀態(tài)評(píng)估指標(biāo)體系和健康狀態(tài)評(píng)估方法, 實(shí)現(xiàn)煤機(jī)健康狀態(tài)高精度評(píng)估，提出了綜采設(shè)備多工況下剩余壽命數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)預(yù)測(cè)方法, 構(gòu)建了考慮煤礦維護(hù)安全與維護(hù)成本的多目標(biāo)決策優(yōu)化模型, 實(shí)現(xiàn)了設(shè)備生產(chǎn)計(jì)劃和維護(hù)過(guò)程的優(yōu)化決策, 有效降低生產(chǎn)成本和停機(jī)率；通過(guò)煤礦數(shù)據(jù)感知原理、整體邏輯模型、智能控制方法和運(yùn)維決策機(jī)制的研究, 為整個(gè)煤礦智能化建設(shè)提供理論指導(dǎo)與技術(shù)落地支撐。

建立煤礦智能化總體架構(gòu)

通過(guò)深入研究，我們建立了煤礦智能化總體架構(gòu)，明確了煤礦智能化運(yùn)行各子系統(tǒng)的構(gòu)成、核心功能和運(yùn)作模式；建立了各子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制和邏輯關(guān)聯(lián), 形成了一套物理對(duì)象與邏輯關(guān)系信息統(tǒng)一表達(dá)和處理的頂層設(shè)計(jì)架構(gòu)，制定了智能化煤礦的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系框架, 涵蓋總體設(shè)計(jì)、術(shù)語(yǔ)定義、運(yùn)行管理規(guī)范等方面。特別值得一提的是，我們?cè)跀?shù)據(jù)的統(tǒng)一表達(dá)和處理方面, 確立了數(shù)據(jù)描述規(guī)范, 包括數(shù)據(jù)元素屬性、標(biāo)識(shí)符、命名規(guī)則、核心元數(shù)據(jù)等內(nèi)容, 確保數(shù)據(jù)交互的有效性和一致性；建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn), 實(shí)現(xiàn)多源異構(gòu)感知數(shù)據(jù)的集成和融合, 打通數(shù)據(jù)感知和智能應(yīng)用之間的屏障。通過(guò)部署礦級(jí)私有云軟硬件構(gòu)架、擴(kuò)展及與混合云系統(tǒng), 我們確保系統(tǒng)的高可用性和擴(kuò)展性；構(gòu)建高效的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù), 保證數(shù)據(jù)的一致性和完整性；開(kāi)發(fā)煤礦大數(shù)據(jù)主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)及數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù), 實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的清洗、轉(zhuǎn)換和加載；制定了數(shù)據(jù)共享和交換的標(biāo)準(zhǔn), 促進(jìn)不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)互通。通過(guò)研究基于微服務(wù)架構(gòu)的組態(tài)化平臺(tái)建設(shè), 構(gòu)建了靈活、可擴(kuò)展的智能化煤礦平臺(tái)架構(gòu), 支持多系統(tǒng)的集成和協(xié)同工作；研發(fā)煤礦多信息協(xié)同管理及設(shè)計(jì)系統(tǒng), 開(kāi)發(fā)多信息協(xié)同管理平臺(tái), 實(shí)現(xiàn)了信息的集中管理和高效利用；研究煤礦生產(chǎn)監(jiān)控子系統(tǒng)與綜合管控平臺(tái)的融合與遷移, 給出現(xiàn)有生產(chǎn)監(jiān)控子系統(tǒng)的平滑遷移和融合方案, 確保了系統(tǒng)的無(wú)縫對(duì)接。我們構(gòu)建了以萬(wàn)兆網(wǎng)為骨干, 混合無(wú)線(xiàn)高速接入的超寬帶、強(qiáng)實(shí)時(shí)礦用通信網(wǎng)絡(luò), 創(chuàng)成了高速通訊+井下物聯(lián)的煤礦綜合信息采集、傳輸平臺(tái), 為智慧煤礦的可靠通訊和信息采集提供了基礎(chǔ)；以開(kāi)放服務(wù)體系為基礎(chǔ)架構(gòu), 建立了井下無(wú)線(xiàn)超寬帶定位系統(tǒng), 為井下動(dòng)目標(biāo)跟蹤、膠輪車(chē)管理等應(yīng)用提供高精度、大容量的實(shí)時(shí)位置服務(wù)。我們研發(fā)了自動(dòng)化鉆錨一體化智能化巷道快速掘進(jìn)系統(tǒng), 簡(jiǎn)化掘進(jìn)支護(hù)工藝, 大幅提升支護(hù)效率；突破掘進(jìn)機(jī)激光、傾角傳感器、慣導(dǎo)組合的導(dǎo)航技術(shù)與裝置, 實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)裝備精確定位；開(kāi)發(fā)遠(yuǎn)程虛擬三維集控平臺(tái), 實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)過(guò)程的遠(yuǎn)程集中展示和控制。我們不斷完善工作面智能化和無(wú)人化開(kāi)采系統(tǒng), 升級(jí)基于TSN（時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)）綜采協(xié)同控制系統(tǒng)、工作面自動(dòng)調(diào)直工藝與技術(shù)裝備、端頭與超前支護(hù)、運(yùn)輸系統(tǒng)協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)與同步推進(jìn)技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)綜采裝備姿態(tài)的全面感知和綜采裝備群的自主協(xié)同運(yùn)行、無(wú)人控制協(xié)同推進(jìn), 達(dá)到工作面和超前區(qū)域無(wú)人操作目標(biāo)。針對(duì)高強(qiáng)度開(kāi)采條件下, 涌水、煤塵和沖擊地壓等復(fù)合災(zāi)害隱患, 我們研發(fā)了新一代安控系統(tǒng)，保障對(duì)工作面智能開(kāi)采和人員安全。建立水害智能監(jiān)測(cè)、采動(dòng)應(yīng)力監(jiān)測(cè)、智能通風(fēng)、智能防降塵系統(tǒng)、智能防滅火系統(tǒng)、安全監(jiān)控等7項(xiàng)安全感知系統(tǒng), 突破監(jiān)控設(shè)備數(shù)字化、智能化以及高可靠性難題, 監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)上傳時(shí)間縮短至毫秒內(nèi), 井下實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)融合與應(yīng)急聯(lián)動(dòng)。以監(jiān)控設(shè)備智能化、微型化、低功耗、自供電、自定位、標(biāo)準(zhǔn)化為目標(biāo), 以智能感知、位置服務(wù)、邊緣計(jì)算、云計(jì)算應(yīng)用為平臺(tái), 打造礦山類(lèi)全坐標(biāo)體系位置服務(wù)和一體化礦山物聯(lián)網(wǎng)兩大智能化基礎(chǔ)體系, 實(shí)現(xiàn)各類(lèi)數(shù)據(jù)的態(tài)勢(shì)分析、超前預(yù)測(cè)和報(bào)警、自主智能控制, 為災(zāi)害的多維度、全方位、精準(zhǔn)感知和智能管控提供決策依據(jù)。采用煤流智能控制系統(tǒng)、巡檢機(jī)器人等進(jìn)技術(shù), 我們實(shí)現(xiàn)了主煤流系統(tǒng)協(xié)同聯(lián)動(dòng)、異常狀況應(yīng)急處理等功能, 有效減少主運(yùn)輸系統(tǒng)作業(yè)人員, 確保連續(xù)、安全、穩(wěn)定運(yùn)輸, 上下游皮帶參數(shù)優(yōu)化和總體運(yùn)力優(yōu)化, 進(jìn)行自主變頻調(diào)速?；诰戮珳?zhǔn)位置服務(wù)系統(tǒng)建立輔助運(yùn)輸車(chē)輛智能管理及綜合調(diào)度系統(tǒng), 建立5G+管控平臺(tái)+物流系統(tǒng)融合的輔助運(yùn)輸管理系統(tǒng), 提出與GIS系統(tǒng)融合的統(tǒng)一車(chē)輛調(diào)度優(yōu)化方案, 開(kāi)發(fā)井下自動(dòng)駕駛功能的智能車(chē)輛, 初步實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制, 無(wú)人駕駛、遠(yuǎn)程故障診斷、大數(shù)據(jù)調(diào)度管理等新的物流配送模式, 大幅提升煤礦輔助運(yùn)輸安全保障程度。創(chuàng)新研發(fā)了運(yùn)輸機(jī)器人技術(shù)、防爆高級(jí)駕駛輔助技術(shù)、煤礦智能物流技術(shù)、高級(jí)檢測(cè)技術(shù)。我們研發(fā)推廣應(yīng)用井下固定崗位包括水泵房、變電所、井筒等無(wú)人值守系統(tǒng)，研發(fā)了泵房智能巡檢機(jī)器人、主變電所智能巡檢機(jī)器人、井筒罐道智能安監(jiān)機(jī)器人、繩軌式回風(fēng)立井智能安監(jiān)機(jī)器人等系列智能巡檢機(jī)器人, 解決井下固定場(chǎng)所智能巡檢難題。我們?cè)跈C(jī)器人上安裝紅外溫度檢測(cè)傳感器、有害氣體傳感器、風(fēng)速傳感器、高清圖像采集裝置等, 并將信息上傳至統(tǒng)一平臺(tái), 實(shí)現(xiàn)固定崗位信息的實(shí)時(shí)感知與預(yù)警。我們以智能無(wú)人選煤廠為總體目標(biāo), 實(shí)現(xiàn)選煤廠主動(dòng)感知、自動(dòng)分析、快速處理, 無(wú)人、少人值守的訂單化生產(chǎn)管理；研發(fā)應(yīng)用智能識(shí)別、智能重介、智能加藥、智能壓濾、智能巡檢、智能視頻識(shí)別、生產(chǎn)管理執(zhí)行系統(tǒng)；開(kāi)發(fā)選煤廠生產(chǎn)與設(shè)備物聯(lián)信息系統(tǒng)、選煤廠設(shè)備智能查驗(yàn)與檢修系統(tǒng)、流媒體通訊系統(tǒng)、選煤廠移動(dòng)可視化協(xié)作平臺(tái)等智能選煤廠相關(guān)產(chǎn)品, 實(shí)現(xiàn)選煤設(shè)備智能運(yùn)行與運(yùn)維、狀態(tài)智能監(jiān)測(cè)、過(guò)程智能控制、工藝參數(shù)智能設(shè)定等。統(tǒng)籌考慮煤礦的水資源利用，我們把全礦井的三大水系統(tǒng)納入一個(gè)管控系統(tǒng)，建立以大數(shù)據(jù)分析和云計(jì)算為基礎(chǔ)的煤礦水處理智能管控平臺(tái), 支持基于智能手機(jī)的移動(dòng)端應(yīng)用, 實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦水處理各單元數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、動(dòng)態(tài)調(diào)控和及時(shí)預(yù)警, 為管理層的決策提供技術(shù)依據(jù)。

促進(jìn)示范建設(shè)模式創(chuàng)新

2019年，筆者與業(yè)內(nèi)專(zhuān)家一起提出《加快煤礦智能化發(fā)展的建議》，為國(guó)家有關(guān)方面提供決策參考。2020年2月，國(guó)家發(fā)展改革委等八部門(mén)聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，提出了加快煤礦智能發(fā)展的分階段目標(biāo)、任務(wù)和技術(shù)路徑，推動(dòng)全國(guó)煤礦智能建設(shè)進(jìn)入快速發(fā)展階段。針對(duì)生產(chǎn)型煤礦智能化建設(shè)面臨子系統(tǒng)眾多、架構(gòu)不一致、協(xié)議不統(tǒng)一、數(shù)據(jù)不集中等難題，我們?cè)陉兠杭瘓F(tuán)張家峁煤礦率先開(kāi)展生產(chǎn)型礦井全面智能化建設(shè), 以解決“統(tǒng)一全礦井信息感知、傳輸和控制”和“生產(chǎn)鏈一體化智能決策”兩類(lèi)問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn), 以統(tǒng)一智能管控系統(tǒng)為核心, 以泛在網(wǎng)絡(luò)和大數(shù)據(jù)云平臺(tái)為手段, 基于“全局優(yōu)化、區(qū)域分級(jí)、多點(diǎn)協(xié)同”控制模式, 形成了覆蓋生產(chǎn)、生活、辦公、服務(wù)各個(gè)環(huán)節(jié)的智慧、便捷、高效、保障的煤礦綜合生態(tài)系統(tǒng)。在延長(zhǎng)礦業(yè)巴拉素煤礦實(shí)施新建煤礦智能化系統(tǒng)建設(shè)中, 我們聚焦平臺(tái)、數(shù)據(jù)和場(chǎng)景, 創(chuàng)新提出新建礦井頂層架構(gòu)與管控體系, 建立以5G網(wǎng)絡(luò)為核心的高速數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng), 實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)控、人員及輔助運(yùn)輸高精位置服務(wù)、融合通信等多任務(wù)場(chǎng)景數(shù)據(jù)統(tǒng)一高速傳輸；研發(fā)煤礦采—掘—運(yùn)生產(chǎn)鏈分布式協(xié)同控制系統(tǒng), 直接和多個(gè)生產(chǎn)執(zhí)行子系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接, 實(shí)現(xiàn)上層軟件平臺(tái)對(duì)下層設(shè)備的垂直控制；研發(fā)采用高可靠性連續(xù)穩(wěn)定采掘裝備, 建成千萬(wàn)噸級(jí)智能少人工作面、千米級(jí)智能快掘系統(tǒng)群, 實(shí)現(xiàn)采掘平衡；開(kāi)發(fā)了煤礦環(huán)境感知與安全管控“全—智—聯(lián)”多災(zāi)害融合監(jiān)控裝置及系統(tǒng), 實(shí)現(xiàn)全礦井安全監(jiān)測(cè)、超前預(yù)測(cè)和報(bào)警。針對(duì)煤礦井下輔助作業(yè)環(huán)境復(fù)雜、防爆要求高、用人多、效率低、標(biāo)準(zhǔn)化程度低、安全風(fēng)險(xiǎn)高等問(wèn)題, 我們?cè)陉兠杭瘓F(tuán)檸條塔煤礦開(kāi)展智能化煤礦機(jī)器人集群研發(fā)應(yīng)用，研究輔助作業(yè)機(jī)器人定位導(dǎo)航、自主移機(jī)、智能感知、精準(zhǔn)控制等關(guān)鍵共性問(wèn)題, 重點(diǎn)攻關(guān)井下輔助作業(yè)類(lèi)機(jī)器人, 集成應(yīng)用成熟機(jī)器人裝備, 研發(fā)智能化煤礦綜合管控與機(jī)器人協(xié)同調(diào)度的一體化平臺(tái), 形成集群效應(yīng), 推進(jìn)全礦井、全環(huán)節(jié)、全過(guò)程的智能化運(yùn)行。

重塑礦業(yè)文明范式

到過(guò)現(xiàn)代先進(jìn)礦山的人往往被眼前的場(chǎng)景所震撼：地下機(jī)器自主運(yùn)行，地面工作人員像寫(xiě)字樓里的白領(lǐng)一樣工作著，采煤不見(jiàn)煤，地下煤炭等資源源源不斷地通過(guò)封閉的運(yùn)輸系統(tǒng)輸送到用戶(hù)端……現(xiàn)代綠色智慧礦山開(kāi)發(fā)注重與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，在采礦的同時(shí)進(jìn)行生態(tài)保護(hù)和修復(fù)。礦業(yè)開(kāi)發(fā)投入了大量資金，也產(chǎn)出了巨額財(cái)富，促進(jìn)了資源地區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，大幅度增加了生態(tài)治理的投入能力，內(nèi)蒙古鄂爾多斯和陜北榆林煤田開(kāi)發(fā)30多年來(lái)生態(tài)環(huán)境明顯向好變化，把昔日的毛烏素沙漠變成了鳥(niǎo)語(yǔ)花香的綠洲，這是煤炭開(kāi)發(fā)促進(jìn)地區(qū)綠色發(fā)展的有力證明。未來(lái)超級(jí)智慧礦山的愿景是，實(shí)現(xiàn)礦山全時(shí)空多源信息實(shí)時(shí)感知，安全風(fēng)險(xiǎn)雙重預(yù)防閉環(huán)管控；全流程人—機(jī)—環(huán)—管數(shù)字互聯(lián)高效協(xié)同運(yùn)行，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)全自動(dòng)化作業(yè)和無(wú)人化開(kāi)采。礦山職工有更多獲得感、幸福感，礦山企業(yè)能創(chuàng)造更大價(jià)值。從上世紀(jì)80年代的綜合機(jī)械化，到今天的無(wú)人化開(kāi)采，中國(guó)礦業(yè)用40年走完了西方百年的技術(shù)歷程。站在新起點(diǎn)上，數(shù)智技術(shù)正在重塑礦業(yè)文明范式。未來(lái)超級(jí)礦山將是數(shù)智技術(shù)驅(qū)動(dòng)的“資源—能源—生態(tài)”智慧綜合體，在這條征途上，無(wú)人化開(kāi)采已從幾代礦工的夢(mèng)想變成現(xiàn)實(shí)，超級(jí)礦山的未來(lái)呈現(xiàn)出無(wú)比壯美的景象。

作者王國(guó)法為中國(guó)工程院院士、煤炭無(wú)人化開(kāi)采數(shù)智技術(shù)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、中國(guó)煤炭科工集團(tuán)首席科學(xué)家、煤礦智能化工作委員會(huì)主任、煤礦智能化創(chuàng)新聯(lián)盟理事長(zhǎng)、中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)智慧礦山專(zhuān)業(yè)委員會(huì)主任，獲國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)5項(xiàng)和三等獎(jiǎng)1項(xiàng)

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