煤炭是我国主体能源和重要工业原料,在当前一次能源生产和消费中占比67.4%和56.2%。随着浅部煤炭资源日趋减少,尤其是华东、华北地区浅部煤炭已近枯竭,中西部鄂尔多斯盆地浅部煤炭资源储量也快速下降,以深部厚煤层为主的资源禀赋决定了其安全高效开采在国家能源安全中的重大战略需求。综采一次采全高是深部厚煤层最佳开采方式,受原有开采技术局限,6~10 m厚煤层只能采用“分层”或“掏芯”开采,即使采用国外最先进装备,其最大采高也无法突破5.5 m,造成25%以上的资源浪费,难以支撑深部煤炭高效开采和保供需求,亟待以数字化和智能化为支撑实现深部煤炭高效开采成套技术的重大创新,但仍存在四大难题:①地下开采非结构性受限空间复杂,一般工业数智化理论和技术难以适用;②深部厚煤层综采易造成强矿压和围岩失稳无法支护,导致开采效率难以提高;③国内外没有能够可靠运行的深部厚煤层工作面成套装备;④国内外没有深部煤炭数智化高效开采成套技术集成工程应用的先例。针对上述难题,山东能源集团有限公司联合天地科技股份有限公司、北京天玛智控科技股份有限公司等产学研用多家单位联合攻关,依托兖矿能源集团股份有限公司王国法院士工作站,经过10 年攻关,进行了深部煤炭数智化高效开采成套技术创新,并成功在国内外应用。煤炭开采数智化基础与煤矿智能化技术体系深部煤炭开采系统复杂,同步运行上百个子系统。一般工业数字化模型、理论基础、海量多元异构数据处理方法和技术标准不适用于井下开采;环境-装备-工艺协调运行机制不清晰,矿山大模型涉及场景复杂,要素繁多,非结构化和不确定性大,国内外均无应用先例,无法满足复杂巨系统的智能控制要求。