《智煤洞察》栏目，将不定期推出《智能矿山》杂志创刊以来，具有前瞻性和实用性的过刊文章，提炼要点，重温技术创新理念，发现应用新视角；对比发展现状，分析行业进步轨迹，挖掘更深层次的内涵，以期激发灵感，为未来发展指明方向。

王国法院士在《煤矿智能化重要进展与高质量发展方向》中总结了近年来煤矿智能化装备研发新进展，发表于《智能矿山》2025年第1期。

01、智能掘进装备

掘进装备能力是煤矿智能化建设的卡脖子环节，我国掘进装备自主研发起步较晚，至21世纪初才具备掘进装备完全自主研发和制造能力。在巷道割煤、装煤、运煤、支护、通风、除尘等巷道掘进工艺中，将割煤和支护工序由原来的串行变为并行是快速掘进系统的核心目标，提高割煤与支护工序的同步率是提高快掘效率的关键路径。

随着自主研发能力的不断提升，目前已经形成了分别以连采机和以掘锚（一体）机为龙头的快掘成套装备及全断面硬岩快掘成套装备，大幅度提高了掘进效率，但支护速度仍跟不上割煤速度，为缓解这一矛盾，主要依托“以空间换时间”的多维同步快掘工艺和“掘支同步、先疏后密”的分区支护方法。在提高支护效率上，河北景隆智能装备股份有限公司（简称景隆智装）率先研发了智能六臂掘锚机，以EBZ260M—6Z型智能六臂掘锚机为代表，将截割、装运、行走、超前临时支护、顶帮锚杆锚索支护集为一体，创新采用四顶两帮六钻机布置方式，钻机直线移动实现快速寻孔，1人可同时控制2台钻机，显著提高了支护效率；实现了一键自动展收支护系统、一键自动居中截割头、一键自动钻孔和锚固功能，简化了工人操作过程，减少了辅助时间，有效提高了成巷效率；同时，装备具备自动截割、记忆截割、UWB定位、环境监测、工况场景监控、激光定位、导航、视距无线遥控和远程集控等多种功能，满足智能化矿井要求。该装备在晋能控股集团塔山煤矿、榆林神树畔煤矿等现场使用中均取得了较好掘进进尺成绩，实现了日进尺大于26m，月进尺大于650m，相比于传统综掘机，掘进效率提高40%~100%。景隆智装EBZ260M—6Z型智能六臂掘锚机如图1所示。

图1 EBZ260M—6Z型智能六臂掘锚机

02、智能综采装备

（1）国产化大流量乳化液泵站装备新进展

乳化液泵站作为采煤工作面的液压动力核心，为液压支架提供源源不断的高压乳化液，其供液能力和可靠性是工作面采煤空间安全的基础保障。在2016年以前，国内自主生产的乳化液泵以“中小流量”为主，大流量乳化液泵站核心技术主要依赖进口。直至2016年，高端大流量集成供液系统开展国产化研发，2017年国内首套自主研发的最大流量630L/min 40MPa乳化液泵下线投用。我国煤矿特厚煤层大采高工作面较多，存在对大流量乳化液泵站的刚性需求，北京天玛智控科技股份有限公司于2024年成功研发了国内首台特大流量2000L/min 40MPa乳化液泵站，成为新一代世界最大流量高端乳化液泵站，首次实现了高压超大流量七柱塞驱动，超长跨距的七拐六支撑曲轴交替工作，有效降低了工作液输出端的流量波动。对千万吨级大采高综采工作面供液、超远距离智能供液等场景，可实现一泵替代多泵，为工作面设备列车减重减负，进一步提升了供液效率，满足煤矿智能化建设所需高质高效供液和设备的集中管理需求。2000L/min、40MPa乳化液泵站如图2所示。

图2 2000L/min 40MPa乳化液泵站

（2）大采高智能综放成套技术装备新进展

榆林神树畔煤矿7.2m超大采高综放工作面，以“多采少放”工艺创新，突破了“三机”生产能力和可靠性的技术瓶颈。其中，中煤科工集团上海有限公司研制的MG1100/2950—GWD型超大功率高效智能采煤机与综放超高液压支架、综放大功率永磁半直驱智能刮板输送机成功配套，该机型研制了1100kW高效高可靠截割系统，201mm超大节距行走系统，采用自制的直径3500mm高端滚筒；配套开发了智能截割系统和采煤机健康管理系统，大幅提升了采煤机的生产能力和智能化水平，实现了工作面年产1000万t的能力，提升特厚煤层综放工作面资源回收率10%以上。

03、长距离智能钻机

针对煤矿井下大直径超长定向钻孔施工的智能 化建设需求，中国煤科西安研究院研制了ZDY25000 LDK型履带式大功率自动定向钻机，运用于井下超前探测、精准地质探查和灾害防治，为“以孔代巷”采动卸压瓦斯抽采和盘区瓦斯区域预抽提供了装备保障。ZDY25000LDK型履带式大功率自动定向钻机额定扭矩25000N·m，给进/起拔力达350kN，使煤层钻进效率提高25%，岩层钻进效率提高32%，能够配套随钻多参数测量仪器，在钻进过程中实时动态监测，随钻识别地层变化并精确调控钻孔轨迹，减少分支孔数量，实现沿目标地层长距离延伸及精确中靶，配套实时监测系统与地面远程信息交互平台实现多维度多场景同频互动，使钻探全过程实现信息化，并为透明工作面构建提供了基础数据。该装备在国能神东煤炭保德煤矿“5G+工业互联网”无人化井工煤矿关键技术研究与示范工程建设中升级应用，与BLY800/12液压泵车等软硬件结合，构建了长距离智能钻探机器人系统，为保德煤矿透明地质保障系统的建设提供了有效支撑。ZDY25000LDK型履带式大功率自动定向钻机如图3所示。

图3 ZDY25000LDK型履带式大功率自动定向钻机

04、辅助作业机器人

当前我国煤矿机器人主要以巡检类为主，辅助作业机器人尚处于起步阶段。在煤矿井下搬运机器人研制方面，中国煤科机器人公司攻克了长巷道大尺寸空间的机器人地图构建与运控规划技术、复杂工况下作业目标位姿精准测量技术、重负荷高灵敏度防爆液压柔性机械臂技术以及重载作业移动平台一体化技术，实现了井下搬运机器人的工业化应用。主要技术指标中，长巷道三维重建与机器人精准定位双向位移误差≤±10cm，角度误差≤15°;目标物识别准确率≥90%；重载机械臂控制的瞬态响应时间<1s，作业精度≤±20mm；履带同步控制纠偏时间≤2s。初步解决了回风巷等物料和零配件频繁搬运引发的劳动强度大、危险系数高、作业效率低的难题。煤矿井下搬运机器人如图4所示。

图4 煤矿井下搬运机器人

05、智能分选技术装备

当前煤炭分选智能化建设仍存在重信息基础设施，轻工艺匹配；重子系统升级，轻全系统融合；重湿法工艺，轻干法工艺等问题，特别是褐煤等低阶煤入选率低，尚不足50%，考虑到褐煤储量约占全国煤炭储量的13%，亟需依托智能化建设提高入选率。

中煤科工集团北京华宇工程有限公司和国家能源集团胜利一号露天矿依托两集团联合设立的煤矿智能化协同创新平台，开展了技术装备攻关与应用实践，形成了露天煤矿坑下移动式智能干法分选系统及成套装备。研发应用了适用于露天矿采坑下环境的智能干选装备，实现了针对高灰分、高水分褐煤的有效分选；率先在露天矿坑下探索采用“吊车+集装箱”移动方式解决智能干选设备移动的问题；首次建成千万吨级的风选厂。建立锡林浩特区域胜利煤田的煤质射线辐射特征数据集；为解决褐煤清洁高效利用，针对高寒、干旱地区露天煤矿褐煤开采难点，创新设计了坑下移动式智能干法选煤系统，采用智能干选有效代替人工选采，成功实现了褐煤资源有效回收。此外，选采过程中产生的矸石可直接回填坑下，实现了“采选排一体化”，为促进我国干法选煤在低阶褐煤分选领域应用提供了可参考的技术装备方案。

06、露天矿技术装备

（1）露天矿纯电动无人矿用卡车研制应用

华能煤电伊敏露天矿联合徐州徐工重型车辆有限公司等有关企业、高等院校，设计并应用了取消驾驶室的纯电动无人驾驶矿用卡车和高可靠智能车控系统，实现了纯电矿用卡车的国内外吨位最大、运行速度最快、地图更新频率最快。矿用卡车载重达85t，重载运行速度达32km/h，地图更新频率1h；应用“车−云−网”协同技术，研发了具备全天候作业能力的感知、规控、调度系统；采用“光伏绿电−智能充换电站−无人换电矿用卡车”实现运输作业零碳排放；具备电池低温预热系统，突破−40℃环境约束。在装备应用可靠性方面，伊敏露天矿依托该技术装备，智能运输系统经过了三班四季作业，经历了高温、严寒以及高强度运行测试，作业成功率100%，日均有效作业时间20h以上。截至2024年11月，运输28852车，运输总方量达113万m³。为行业解决露天矿用卡车运输用人多、成本高、安全风险大等问题提供了新范式。

（2）露天矿采剥作业链协同成套技术

我国露天矿采剥工效的整体水平仅为国际先进水平的62%，将单系统智能化“串珠成链”构建全作业链智能化系统并实现常态化运行是露天矿智能化建设的基本方向，在硬件装备迭代升级的同时，构建巨系统协同体系是智能高效露天矿建设的重要一环。中国煤科沈阳设计研究院整合优势资源，历时9年联合攻关，开发了露天矿采剥作业链安全智能协同成套技术，该成套技术核心目标是解决露天煤矿采剥作业链的安全智能高效协同问题，攻克了融合多源数据和实景的三维模型快速构建更新、露天矿块体模型大数据处理、基于DEM数据的短期采剥计划编制、采剥设备远程操控、基于证据理论的驾驶员疲劳检测方法等多项行业技术难题；首次构建了集三维测绘−地质语义建模−地图实时更新−模型动态重建于一体的空间智能技术体系；开发了露天矿运输网络动态规划−开采计划智能设计−作业任务自动生成−设备集群智能调度的采剥作业链贯通协同运行技术；全面优化了勘探−测量−设计−挖掘−装载−运输−卸载−调度等作业环节，实现了露天矿长−中−短期计划的动态生成和业务场景全面数字化与高效协同，采剥作业链安全智能协同运行模式如图5所示。上述技术在内蒙古平庄煤业（集团）有限责任公司、新疆疆纳矿业有限公司及新疆广汇实业投资（集团）有限责任公司等10余家矿山企业中得到应用。

图5 采剥作业链安全智能协同运行模式