重大进展之九┃天玛智控：薄煤层无人化智能开采控制技术取得重要突破

2025年02月24日 22:09 智能矿山杂志责编：戚金荣作者：智能矿山杂志

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2025年1月11日，中国煤科《智能矿山》《煤炭科学技术》主办、中国中煤能源集团有限公司承办的“2024年煤矿智能化重大进展发布会暨技术经验交流会”在京召开点击了解详情

会上发布了11项2024年煤矿智能化建设重大进展成果，分别是：全球首个矿山行业大模型落地商用、煤矿远距离综合物探及透明地质保障系统研发与示范、基于 AI 的煤质快速检测技术取得重大突破、全栈自主可控智能化采掘装备与控制系统研发成功、我国首个薄及极薄煤层高效智能开采成套装备投入使用、露天矿卡车无人驾驶规模化应用取得重大突破、“磁耘”多源融合智能精确定位系统在煤矿复杂作业环境中的首次应用、高寒环境露天矿电动无人驾驶矿卡智能高效运输系统成套技术投入应用、薄煤层无人化智能开采控制技术取得重要突破、露天矿采剥作业链安全智能协同成套技术取得重要突破、慧眼神瞳——煤矿安全隐患AI视频智能辅助监管监察技术取得重大突破

本期分享重大进展九：薄煤层无人化智能开采控制技术取得重要突破，发布嘉宾是北京天玛智控科技股份有限公司副总经理李明忠

进展九：薄煤层无人化智能开采控制技术取得重要突破

2023年天玛智控发布了《煤矿无人化智能开采控制技术装备与应用示范》成果。2024年在山能能源兖矿集团杨村煤矿4703和枣矿集团滨湖煤矿31606两个薄煤层工作面，进一步夯实了“地面规划采煤、装备自动执行、面内无人作业”常态化面内无人的开采模式。整个开采效率提升了三分之一以上，采高有效降低了0.1米，吨位煤质提高了400大卡，年收入效益创效了4, 000多万元，年生产能力具备百万吨以上水平。通过应用规划截割，更加精准控制开采曲线，薄煤层综采工作面平均少割矸石8cm，煤流中的含矸率由17.8%下降到12.8%，经济效益显著。杨村煤矿4703和滨湖煤矿31606先后获得2023年和2024年全国煤矿采煤工作面智能化创新大赛薄与较薄煤层智能综采赛道特等级。

在薄煤层无人化开采过程中，面临以下几个方面的难题：

1. 开采工艺方面

三角煤跟机工艺、两巷设备联动需要反复调试，周期长，不能满足开采条件快速变化，多模式自动移架在现有架构下较难实现。

2. 截割模板方面

传统的记忆割煤数据适应性不强，以上一刀的学习数据为主，较难实现动态优化，无法满足连续性开采。

3. 控制系统硬件方面

井下硬件资源无法满足全工作面大量数据处理要求，可靠性和稳定性不足；现有的支架控制器、主流的摄像仪等结构不紧凑，占用空间大，也制约了其薄煤层场景下的应用效果。

4. 控制系统软件方面

传统的多机协同方式，导致数据延时大，数据共享困难，系统复杂，可靠性低。

针对以上问题，项目从四个方面开展研究，取得了以下核心技术成果：

1. 薄煤层无人化控制系统软件技术

构建了新的 LongwallMind 6.0 控制系统软件平台，充分利用了地面丰富的计算资源，通过井上下万兆专网，形成了一套高可靠的控制系统平台。该平台不仅集监测、控制、视频、音频、通讯等技术为一体，而且以工艺引擎为核心，还融合了规划割煤、动态截割模板优化、工艺表、工作面找直、触控操作等一系列技术，形成了一套完整的、全面的、标准化的工作面智能化开采控制软件，实现采煤机与液压支架高效协同。用户通过“拖拉拽”及“低代码”方式，就可以实现开采工艺自主构建。

2. 工艺驱动引擎技术

为实现综采工作面设备协同控制一张图，采煤机割煤工艺、电液控跟机工艺灵活编制目标，提出了自定义“表单式”工艺编辑方法，能够将采煤机工艺和液压支架工艺完美的融合一张“表格”中，输出的工艺文件可直接加载运行，实现由一个引擎调度所有设备动作，使得煤矿客户能够通过编制不同工艺表解决三角煤工艺、上窜下滑、工两巷协同控制等各种应用场景。

3. 规划截割模板优化技术

针对截割模板数据的适应性问题，提出了截割模版动态规划方法，融合了历史截割、支架姿态及人员巡检数据等，建立截割模板预测模型，实时在线修正模板数据，提高了截割模板准确度，更加贴近生产。

4. 多种模式的远程操控平台

针对地面操作方式，探索多种部署模式，研发了操作岛、沉浸式操控平台等多种模式的地面操控中心。地面操作员即可以通过触控屏对开采工艺进行调度、跳转、也可以根据工作面写实数据进行截割模板调整、同时，通过跟机视频画面还可以对采煤机进行远程调整和干预。该系统让地面操作员可以及时、准确地掌握工作面生产作业情况。

项目技术成果通过了中国安全协会鉴定，达到国际领先水平，今年在国家能源、陕煤、山东能源、淮河能源、贵州安晟能源等十余个工作面推广应用。现场应用表明，系统运行稳定，性能可靠，经济和社会效益显著。

过去一年，天玛智控坚持创新驱动，数字赋能，全奋力拼搏，攻坚克难，实现综采工作面，无人作业常态化采煤，并进一步扩大推广应用，取得了重要突破。

2025年天玛智控将进一步强化产学研合作，充分发挥企业创新主体作用，担负“引领煤矿智能化科技，促进安全、高效、绿色开采”使命，追求“世界一流的智能化技术、装备、服务一体化创新型企业”愿景，持续加大研发力度，以优质产品及精准服务提高煤矿开采安全水平及生产效率，为煤炭企业创造更大价值。

发布嘉宾简介

李明忠

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李明忠，研究员，博士，博士生导师，享受国务院特殊津贴，中国煤炭科工集团公司首席科学家，现任北京天玛智控科技股份有限公司副总经理（代行总经理职责），第四届煤矿智能化与新技术专家委员会委员，山西省千人智库专家，孙越崎青年科技奖获得者，能源化工行业“大国工匠”获得者，中国煤炭行业科技攻关突出贡献人才。

主持或参与“十四五”重点研发计划“煤矿超高与超长工作面高效综采关键技术及装备”、“十三五”重点研发计划“高瓦斯矿井智能开采安全技术集成与示范”、“973计划”课题“深部围岩自适应支护原理及系统创成理论”、“863计划”课题“两柱式超强力放顶煤液压支架研制”等项目20多项。获得国家科技进步奖二等奖1项，省部级一等奖8项，其他奖项10余项；发表论文22篇，合著《综采成套装备与系统集成配套技术》等专著4部；获得授权发明专利5项、实用新型专利4项；起草国家及行业标准8项。

发布嘉宾简介

李明忠