当前，煤炭开发布局正在由长期以来的“中东部为主”转为“中西部为主，并向晋陕蒙集中”，由“大中小煤矿并举，中小煤矿为主”转为“大型现代化煤矿为主，中小煤矿为辅”的态势。在西部煤炭资源开发中，矿井建设是煤矿资源开发的基础，是地下空间利用和矿井生产全生命周期服务的核心构筑物和安全保障。

陕西延长石油(集团)有限责任公司范京道高级工程师基于煤矿建井阶段的智能化发展需求，提出了“智能化建井，建智能矿井”的定义与科学内涵，阐述了智能化建井在煤矿智能化建设中的重要作用。

　　智能化建井即采用自感知、自学习、自决策功能的建井技术装备，基于5G技术生态，以智能控制系统为核心，以自动化施工工艺为手段，作业全流程具有实时感知、全息互联、智能控制和持续优化等特点，实现施工过程“有人安全巡视、无人现场作业”的安全高效建井技术。

　　建智能矿井即通过深度融合人工智能、工业物联网、云计算、大数据、机器人、智能装备等，创新煤矿智能化技术工程管理体系，形成全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的智能系统，实现矿井地质保障、煤炭开采、巷道掘进、运输、通风、排水、供电、安全保障、分选、生产经营管理全过程安全高效智能运行，推动煤矿建设向智能化发展[10]。

　　智能煤矿建设是由科学研究、技术研发和工程实践组成的复杂巨系统，混序与有序并存、技术与经济并进、工程与环境交互。智能化建井与建智能矿井都是智能煤矿建设的重要组成部分，两者目标统一、相辅相成、前后衔接、互相影响。智能化建井是指建井方式和过程的智能化，贯穿于建井期全过程；建智能矿井是指建设能进行智能化生产运营的矿井，它涵盖了矿井全生命周期。

　　研究分析了西部地区建井面临地质条件复杂、基础理论研究薄弱、智能化建井装备研发滞后及工程技术突破难等问题。

　　构建了由感知层、传输层、边缘层、平台层和执行与应用层组成的智能化建井系统总体架构，研发了由斜井掘进控制、竖井钻进控制及综合保障系统构成的智能化建井协同控制系统；总结了煤矿智能化建井通过基础理论研究、工艺设计、智能装备研制、控制系统研发、现场工程示范的一体化研究思路，解决煤矿建井过程中全断面机械破岩效率低、掘进复杂地层难、地下水防治及井筒稳定性与支护困难的技术难题。

　　通过延长石油集团可可盖煤矿的智能化建井工程实践，形成了斜井敞开式全断面智能掘进工法，实现了斜井掘进“探-掘-支-锚-运”一体化作业；形成了竖井“一钻完井”智能化钻井工法，实现了竖井钻进“井下无人施工”本质安全作业，打造了行业智能化建井的工程与技术示范，形成了煤矿智能化建井的“延长模式”。

　　智能化建井展望

　　我国煤矿智能化发展尚处于初级阶段，煤矿的智能化建井刚起步，行业整体关注程度不足，需要“政产学研用”全行业共同聚焦研究，加快提升智能化建井技术水平。要充分结合煤矿智能化发展趋势，明确智能化建井的发展原则、方向和目标。要坚持市场主导与政府引导，坚持立足当前与谋划长远，坚持自主创新与开放合作，坚持典型示范与分类推进发展原则[12]。

　　总体目标：实现煤矿建设过程“有人安全巡视、无人现场作业”。在“十五五”期间，大中型煤矿建设应全面采用智能化建井工艺，作业全流程达到实时感知、全息互联、智能控制和持续优化，建井施工工艺显著优化、职工劳动强度大幅度降低、作业环境明显改善、建井施工实现本质安全。

　　当前主要工作：（1）开展井巷多阶段智能化建井技术体系、复杂系统模型建立与决策机制的基础理论研究；（2）科学规划智能化建井的顶层设计，构建多系统协同的智能化建井巨系统；（3）建立智能化建井的体系框架和技术要求，进行系统规划设计，确保系统性、兼容性、可靠性、安全性、标准型；（4）创新融合多学科、多领域、多系统的智能化建井技术与工艺，形成各类矿山、不同内容的智能化建井工法和标准体系；（5）建立智能化建井的分类、分级评价体系。

　　发展方向：基于5G/B5G新一代信息通信技术，全面连接人、机、物、系统，构建与煤矿建设深度融合的新型基础设施，建设能力更强的泛在融合信息网络；融合人工智能、工业物联网、云计算、大数据、机器人、智能装备等；研发智能决策与智能控制系统和平台，完善智能化系统构架技术体系；通过装备成套化、作业流程自动化、控制方式智能化系统集成，研发智能化快速掘进技术装备与配套模式。

　　智能化建井技术路径

　　智能化建井协同控制系统结构图

　　智能化建井协同控制系统总体架构图

这项研究得到了陕西省自然科学基金、陕西省重点研发计划的资金支持。成果以《智能化建井理论技术研究与工程实践》为题于6月6日在《煤炭学报》进行了网络首发。