2024年度大事之十四丨中国煤科2024年科技创新10大成果

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针对煤矿井下复杂环境下异构数据采集与语义解析难题，“矿山视巡”以自主研发的百亿级参数太阳石矿山大模型为核心，突破图像、音频、视频、文本等多模态数据预处理与目标检测等关键技术，开发出汇集数据分析、模型训练和智能决策于一体的矿山智能分析平台。太阳石矿山大模型-“矿山视巡”集成50多种AI算法模型，覆盖100多种煤矿生产场景，可实现矿井人-机-环-管全流程的安全监测、操作行为识别、风险评估与智能预警，显著提升了煤矿智能化决策与安全管控能力，填补了行业空白。

02

为满足中厚坚硬煤层高产高效需求，开发了微合金抗高强度铸造摇臂壳体材料、高功率密度传动及散热系统、整体曲面叶片球形滚筒、高能激光熔刻行走轮齿面处理技术、高采样率传感器数据采集装置等，总装机功率达2360kW，为目前同等采高水平行业之最。牵引速度15.8m/min，调动速度31.6 m/min的高速开采，可在采高2m、f3以上坚硬煤层实现年产原煤400万t。

03

攻克了液压支架自主规划放煤、前后部“采-放-运”协同控制等多项关键技术，开发了基于工艺引擎驱动、参数自动生成、动态煤矸识别的智能放煤决策调度平台，首创“地面调度管控、放煤自动执行、面内一人巡视”的智能化放煤新模式，实现常态化持续运行6个月以上，自主规划放煤率85%，放煤劳动强度降低80%。

04

首创高强度、高预应力、高注浆压力“三高”中空注浆锚杆锚索，注浆压力超过30MPa，破解了长期以来传统注浆锚杆锚索低压被动注浆的技术瓶颈；首创亲岩型、亲煤型纳米改性无机有机复合注浆材料，可注性、粘接性提高3倍以上，攻克了传统无机注浆材料“注不进”、“粘不住”的难题；开发了超高压注浆设备与多参量智能注浆监测系统，形成了集“理论-材料-设备-监测”于一体的高压锚注协同控制成套技术。在典型千米软岩深井——口孜东矿成功应用，掘采全过程巷道围岩变形降低70%以上，世界上首次实现了千米深井工作面两巷超前取消单体支柱的主动支护，标志着我国深部软岩巷道支护技术的又一次重大突破。

05

创建了矿山地下水源头保护、隐患治理与综合利用成套技术，融合开发水量水质预测、区域控制疏放、导水裂隙微震-电法耦合监测、水资源分质调配系列模块，打破了单独以“减灾”为目标的矿区地下水治理模式，实现了矿井水全生命周期的综合管理，协同解决矿山水灾隐患与水资源保护利用难题，支撑我国西部矿区煤炭资源安全绿色可持续开发。

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针对井下单兵和车载智能化装备算力不足、数据孤立、数据采集和定位通信融合度不够等问题，开发了动态时隙协议机制、快速滤波模型和中心+边缘架构，形成了全面覆盖、高度集成的“井下星网”末端智能感知与通信网络，实现矿井环境参数高效采集、人员生命体征监测、机器集群协同控制、人机作业安全保护以及实时远程无线操控基础服务，具有多场景适应性、全时空覆盖、低功耗移动算力等显著特点，大幅提升了煤矿安全管控和协同作业能力，有力支撑了煤矿智能化转型。

07

针对安全监控系统多模信息融合难、精准感知能力不足、精细管控能力弱、数字化决策水平低等行业难题，研究突破灾害特征气体泛光谱痕量检测、传感器自校准、本安光电传感网构建、隐患图像表征模型及识别算法、基于数据驱动和知识图谱的风险分析决策等关键技术，形成“云-边-端”一体化智能安全监控系统，实现矿山灾害精准感知、隐患自动判识、风险分析预警、灾变仿真及避灾规划、人机环协同管控，示范煤矿监控值班效率提升50%。成果获得2024年首届制造业智能化解决方案创新大赛全国一等奖。

08

攻克了整机技术参数理论计算体系、大型非标重载钢结构设计优化、多执行机构大型装备的稳定性和可靠性模拟仿真、斗轮装置切削机理及规律、切削物料粒度控制、重型履带行走机构设计理论方法、连续系统及装备智能控制等理论方法与关键技术，研制了国产首台套高寒地区大切割力紧凑型轮斗挖掘机。设备理论能力3900m3/h，线切割力达200KN/m，同等规格设备中切割力达到国际领先水平。该设备有力推动了连续开采核心装备的自主研发进程，彻底扭转我国露天矿连续工艺核心装备依赖进口的局面，是我国露天开采领域的国之大器。

09

攻克了流场优化、高效催化、设备防腐、能量回收等工艺技术瓶颈，开发出行业内首套基于热水解耦合催化湿式氧化技术打造的煤化工污泥处置装备，实现了出料含水率≤30%、污泥减量化率87%、无害化率100%的突破。装置成功应用于煤制甲醇污泥的减量、无害、资源化处置，为煤化工行业的可持续发展提供了绿色低碳的污泥处置技术与装备支撑。

10

针对典型煤化工固废气化细灰难分离问题，攻克了气化细灰定向碳富集及分质回收、气化细灰高碳组分超细活化与煤协同制浆成套技术，研发了高碳细灰活性炭、低碳细灰多孔功能材料，形成气化细灰梯级高值利用技术，开创了气化细灰源头减量新工艺与资源化利用新途径。建成300m³/h气化灰水碳富集装置和100t/h固废煤浆生产示范线，经济与环保效益显著。