国有煤矿智能化建设的背景及实践现状研究

作者:刘亚运 董业武 马帅 曹瑞金 马峰  来源:山东省三河口矿业有限责任公司  日期:2026年8月10日

煤矿开采方式向智能化转变已经成为大势所趋,本文将在总结煤矿智能化建设的背景、成果的基础上,联系作者所在单位实际,具体分析了智能化煤矿建设取得的成效、存在的短板、遇到的挑战,提出了推进国有煤矿智能化建设水平的思路建议。

一、智能化煤矿建设的背景

(一)我国能源资源禀赋和现实挑战

煤炭是维护国家能源安全的“压舱石”和“稳定器”,但传统的煤炭生产供给方式已经不适应国家能源发展要求,亟需建立以智能化为支撑的生产供给体系。

(二)技术保障支持

新一代技术革命推动了煤矿向绿色、智能、高效转型,为智能化煤矿建设提供了技术支撑。国家安监总局牵头,组织实施科研攻关、成果转化、推广应用和技术示范项目,形成了一批具有较大推广价值的智能矿山解决方案。

(三)政府及行业支持

国家层面,生态环保已成为制定重大发展战略的重要考量因素,倒逼煤矿加快推进智能化技术与装备的研发应用。国家能源局大力推进煤矿智能化建设,完善智能化建设的政策措施,为智能化建设提供了指引。地方层面,主要产煤省份如内蒙古、山西、新疆、山东等响应国家政策,提出了煤矿智能化发展的目标规划,智能化煤矿建设驶入了加速发展的快车道。

二、当前智能化煤矿建设的阶段性成果

(一)我国煤矿智能化建设的现状

我国智能煤矿建设尚处于初步发展阶段,总体来看,国家能源集团、中煤集团、陕煤集团、山东能源等国有大型煤炭企业智能化煤矿建设走在了行业前列。但同时,煤矿整体智能化水平较智慧矿山目标还有较大差距,存在着缺乏顶层设计、发展不平衡、运行水平有待提升、核心技术装备支撑不足、人才储备不足、投入保障不够等共性问题。下一阶段智能化煤矿建设必须在以下4个方面重点发力。科技创新方面,引导煤矿和社会力量攻克智能化发展的技术难题,提升国产化、成套化水平;标准引领方面,建立煤炭装备全国标准化、煤矿智能化行业标准化等技术组织,健全煤矿智能化标准体系;政策支持方面,实现智能化开采的煤矿按照先进产能管理,在产能置换、核准核增、产能储备等方面享受差别化政策;在人才支撑方面,鼓励煤矿设立智能装备工程师、运维技师等专业岗位,优化薪酬分配制度。

(二)作者所在单位智能化建设成效

笔者所在的三河口矿业公司,在智能化煤矿建设方面进行了探索实践,走出了一条极具企业特色的智能化建设之路。

1.智能调度信息系统建成地面万兆网络、精准定位系统、通讯联络系统、调度指挥显示系统,部署20个盘古大模型AI人工智能场景。

2.智能采煤系统。现有具备采煤机记忆截割、支架跟机移架等基本智能化功能的在籍装备2套,基本满足采煤工作面智能开采需求。

3.智能掘进系统。现有大功率硬岩掘进机1台,煤巷掘进机2台,掘锚一体机1台,在辅助采区胶带巷建成“掘进机 自移机尾 干式除尘风机”快掘线,可满足生产需求。

4.智能机电系统。主运系统、井下泵房控制系统实现了远程操作和监控功能;西风井主通风机、瓦斯泵站远程集控系统实现远程集中自动控制,具备就地和远方控制功能;压风系统、地面消防泵房远程控制系统具备就地和远方控制功能;副井提升系统、自动升降罐帘门系统实现了无线遥控打点和遥控操车功能,无线遥控打点技术在枣矿集团二级单位中首家应用;井下变电所实现无人值守,压风机余热回收利用系统实现了自动化运行和远程监视。

5.智能辅助运输系统。建成并投入使用单轨吊运输“信集闭”系统,还需要进一步完善和升级。

6.安全监控系统。完成了安全监控、人员位置监测、语音广播、调度通讯四大系统融合,具有分级预报警、联网、多系统融合应急联动、大数据应用分析、自诊断等功能,各监测点数据传输正常、断电灵敏可靠,多系统联动平台与各子系统连接正常,联动功能正常。

7.智能洗选系统。选煤厂建成了安全生产智能管理与决策平台,实现设备预测性维护、智能视频安全保障、辅助环节智能控制,加介、加药、煤泥水浓缩等生产环节实现夜班“零巡查”。探索形成了具有枣矿特色的智能高效选煤厂“1 3”建设体系和“智能决策 少人干预 云端监视”的管理模式,实现了经验管理向透明分析、人工干预向少人干预、岗位巡视向云端监视、传统洗选向精益洗选“四个转变”,达到中级智能化选煤厂的验收标准。

8.智能化系统常态化运行水平稳步提升。公司强化了采煤智能化基础理论知识和现场实操培训,提升职工智能化运维、使用能力,智能系统常态化运行水平稳步提升

9.智能化专业人才队伍培养步入快车道。于20259月份制定了《智能化大学生班组建设工作方案》,定向选配近年来入职的煤矿主体专业优秀大学生组建智能化大学生班组,创新打造“定向选配 一线淬炼 精准赋能 蝶变升级”四位一体培养模式,形成了路径清晰、分级管理的“选拔、培养、考核、激励”全周期管理体系,采取技能实训、顶岗操作、一线锤炼、项目实战、班组淬炼等方式持续夯基,力争利用13年的时间,培养一支既懂智能技术又深谙矿井实践的复合型班组,夯实智能化煤矿建设的人才根基。

(三)作者所在单位智能化建设存在的问题不足

对标智能化建设水平较高的兄弟单位,三河口矿业公司在智能化建设和常态化运行方面还存在着不少短板弱项。一是整体智能化建设水平不高,投入力度不够,各子系统建设进度不均衡。二是设备投入不足,部分基础装备陈旧老化,影响了常态化运行效果。三是设备维修保养不到位,设备完好率偏低,维护保养不到位,设备完好率低”等问题。四是智能化人才队伍“数量短缺、技能薄弱”问题较为突出,熟悉煤矿生产与智能化的复合型人才短缺。

三、智能化煤矿建设遇到的挑战

要真正实现“减人、增安、提效”这一终极建设目标,还需面对和解决以下挑战。

(一)思想认识层面的挑战

在一些煤矿,将生产任务与智能化运维割裂对立,形成了“重生成任务、轻系统保障”的短视导向,造成诸如智能化调试投入不足、运维跟进乏力、系统效能难以充分释放等问题;个别管理人员对智能系统常态化运行存有抵触情绪,部分设备功能发挥不足。

(二)矿井管理层面的挑战

一是人员素质不到位。有些煤矿智能化运维队伍存在“数量缺、技能弱”的双重短板,领导不重视、职工不愿学、操作技能低,培训内容与实际需求脱节。二是设备维护保养不到位。一方面,电液控支架对供液保障系统要求程度高,在工作面安撤、设备维修时,受钢管锈蚀、水处理设备使用不到位等因素影响,污染供液系统导致支架动作不到位;另一方面,井下环境潮湿,极易造成智能化配件故障。三是人员管理不到位。部分煤矿还存在智能化专班机制不健全、专兼职人员设置不合理、领导审核把关不严、工作合力凝聚不足等问题;职工操作粗放,增加了后期维护量。四是考核激励不到位。部分煤矿考核体系中与智能化成效挂钩的长效激励机制未有效建立或流于形式,导致岗位吸引力弱。

(三)技术层面的挑战

一是技术发展进入关键瓶颈期。当前智能化采煤技术还不够成熟,尤其在工作面端头斜切进刀、不规则开采、过拐点时,无法全部使用智能化功能。设备本身对数据信息处理能力低,不具备实时自动分析、处理能力。煤岩识别技术不成熟,不能及时自动调节采煤机滚筒高度。二是采煤机记忆截割功能适应性有待提高。记忆截割时人工干预较多,采煤机无法做到真正的无人操作,在使用记忆截割时,要根据现场条件变化对采煤机进行人工干预,尤其在工作面顶板破碎、片帮严重时,需要更多人工干预。三是工作面视频智能监控还有技术需要攻克。工作面的视频监控系统功能有限,无法实现自动关注及对生产异常情况的自动抓捕。工作面监控视频不能实现多个摄像头监控画面的拼接,对远程集控操作有一定影响。四是数据传输数率有待提升。采煤机记忆截割数据与电液控数据还是依靠传统的通讯协议,数据量小、速率慢。工作面各类传感器、传输线缆较多,个别损坏会直接影响整体数据传输,导致智能化功能动作无法实现。不同设备厂家因设计标准差异和技术要求不同,网络通信协议及系统间协同控制兼容性差。

四、结语

煤矿智能化建设是一个迭代发展、逐步完善的渐进过程,不可能毕其功于一役,必须紧密联系企业实际,牢固树立安全发展理念,推进科技兴安、科技强安、科技保安,把智能化建设作为进一步夯实安全生产基础的重要举措,在强化组织保障、强化人才保障、强化激励保障、强化资金保障、强化考核保障“五个强化”上做文章,全力推动智能化健康发展,集聚高质量发展新动能,全力打造清洁能源供应商和世界一流企业。


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