从人工开采到“无人开采”

　　——中国矿业大学以科技创新助力矿山智能化建设纪略

　　◎  李同欢 刘尧

　　煤炭是我国当前的主体能源，是保障国家能源安全的压舱石和稳定器，在强国建设中具有重要地位。近年来，中国矿业大学聚焦矿山智能化建设，持续破解智能采矿核心技术装备研发、高端人才培养等难题，助力行业高质量发展。

　　从近乎“不能采”到实现智能化开采

　　复杂条件难开采煤炭资源如何实现智能化开采，一直以来是困扰行业发展的难题。面对这一难题，中国矿业大学通过科技创新给出了答案。

　　2019年12月，淮北矿业集团朱庄煤矿在650米长、170米宽、1.3米高的薄煤层工作面实施智能化开采技术，取得了良好收益。据统计，该技术的实施，仅一个采区就可盘活100万吨薄煤层资源，预计可为国家“捡回”5亿元。这是由中国矿业大学矿业工程学院教授屠世浩担任首席专家的国家863计划项目——薄煤层智能化开采技术项目取得突破后推广应用的一项成果。目前，该项技术已经在河北冀中能源邯矿集团、中煤集团等多家煤炭企业推广应用。

　　随着煤炭资源的不断开发利用，煤炭开采向深部发展，致使煤矿冲击地压、瓦斯等生产灾害增加，针对冲击地压煤层如何实现安全高效智能开采这一产业技术难题，中国矿业大学矿业工程学院教授窦林名领衔的冲击地压团队研制了冲击地压智能化防治架构体系，并构建成了能够服务全国冲击地压矿井的综合预警云平台。在2024年的第49届日内瓦国际发明展上，团队最新研究成果“冲击地压多参量综合预警云平台”获金奖，这标志着中国矿业大学在冲击地压灾害的风险智能判识与预警技术方面已达国际领先水平。

　　让更多煤矿从人工开采到“无人开采”

　　近期，中国矿业大学智能采矿装备技术全国重点实验室副主任、智能矿山装备团队负责人朱真才教授主持的国家重点研发项目“复杂地质条件煤矿辅助运输机器人”在贵州盘江精煤股份有限公司成功应用，并通过综合绩效评价。这项技术解决了复杂地质条件下煤矿物料标准化装载、智能化配送、自动化转运、无人化运输等一系列技术难题，为全国复杂地质条件下煤矿辅助运输智能化建设提供了较好的应用示范经验，为全国煤炭行业智能化运输装备全面升级提供了装备保障。

　　朱真才带领团队先后研发了薄煤层采煤机、大采高智能化采煤机、重型刮板输送机等矿山重型装备的关键技术，相关成果极大提高了煤矿采煤、运输、全性与智能化水平，在中煤能源集团等推广应用后，取得了显著经济效益。

　　如果说智能化开采装备是建设智慧矿山无人化、少人化作业的基础，那么更加智能、精准的监测预警技术以及基于物联网、5G、人工智能、大数据的智能决策控制技术就是实现智慧矿山的核心。

　　中国矿业大学早在2010年就成立了中国矿业大学物联网（感知矿山）研究中心（以下简称“研究中心”），并获批了矿山互联网应用技术国家地方联合工程实验室。

　　研究中心丁恩杰团队承担的国家重点研发计划项目“矿山安全生产物联网关键技术与装备研发”，已申请发明专利106项，获软件著作权30项，多项成果已在山西霍尔辛赫煤矿、兖矿集团兴隆庄煤矿等煤矿企业中推广应用；程德强团队开展的基于AI视频的矿井安全风险感知与智能防控关键技术研究，有效提升了矿井实时监测预警装备智能化水平，减少了人员投入，为矿山开采无人化提供了技术保障和装备保障。

　　为行业培养复合型智能采矿人才

　　随着越来越多的煤矿迈入“智慧矿山”时代，智能采矿人才培养也面临着新的挑战。截至2024年6月，我国累计建成智能化采煤工作面2201个、智能化掘进工作面2269个；建成国家级示范煤矿近60处、省级（央企级）示范煤矿200余处，但智能采矿工程专业人才缺口较大。

　　国家和行业的需求就是学校人才培养的方向。中国矿业大学积极探索面向“智慧矿山”需求的拔尖人才培养，是国内最早进行智能采矿方向本科生培养的高校。据了解，目前学校四届智能采矿工程特色班已培养128人，其中101人继续升学深造，27人就职于中煤集团、陕煤集团、淮河能源等大型国企。

　　2023年，智能采矿班毕业生郭世龙选择到淮河能源控股集团有限责任公司张集矿工作。“现在很多煤矿都建设成了智能化开采工作面，智能化控制、自动化开采对井下人员提出了更高的要求，我学的是智能采矿方向，在校期间通过专业学习、参加科创训练、产业实习等方式了解了行业发展需求。”郭世龙说。

　　精准引进高层次人才、自主设置矿山物联网工程、人工智能等交叉学科博士点，新增智能采矿工程专业，成立智能化开采研究中心、露天矿山高新技术研究中心……中国矿业大学正在新征程上不断前行！