2020 年2 月25 日,国家八部委联合印发了《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》,吹响了煤矿智能化建设的“号角”;2021 年12 月,国家能源局发布《智能化示范煤矿验收管理办法(试行)》,明确了示范煤矿智能化建设内容和验收标准。

长期以来煤炭行业十分重视信息化、自动化系统的建设,但这些系统没有按照统一规划设计,独立运行,业务数据割裂、信息不对称形成了很多业务数据孤岛;管控平台以自动化系统为主,示意型组态控制界面的交互性差,表达范围和精度受限,未对各类业务数据建立时空地理关系;综采工作面以记忆割煤技术为主,难以适应煤层起伏变化,工作面减人效果不佳。地测保障系统是智能化矿山的基座,没有地质保障就无从谈起智能化开采、智能化掘进以及智能化矿山。

智能开采作为煤矿智能化的核心技术之一,是现代化煤矿生产的主要环节,综采及综掘工作面是煤矿生产中设备最多、环境最恶劣、工作最复杂的系统,在煤矿重特大事故中,有66.7%都发生在煤矿采掘工作面,特别是薄煤层工作面。如何采用先进的信息技术、数字化控制技术,实现工作面综采自动化、少人化、无人化是煤炭工业的研究重点和难点。基于上述原因,2019 年1 月国家能源集团批复国家能源集团宁夏煤业有限责任公司(简称宁煤公司) 申报的2030 重大先导项目“基于TGIS 的矿井智能开采与安全管控平台的研究与应用”,旨在解决综采工作面透明化、自适应开采和全矿井智能安全管控难题,该项目通过科研立项及实施方案论证,最终由北京龙软科技股份有限公司(简称龙软) 中标和承担建设,在宁煤公司金凤煤矿(简称金凤煤矿) 开展示范攻关,经过多年的技术研究和积累,项目整体于2022 年1 月开始在金凤煤矿开展关键技术现场工业性试验等工作,并于2023 年8 月通过国家能源集团的验收和成果鉴定。

项目通过深入研究金凤煤矿在智能化建设过程中采、掘、机、运、通、监测监控、经营管理等系统存在的问题,结合国内外关键技术发展最新现状,利用矿井地质钻探、物探数据及多源地质数据融合成果,构建高精度地质模型和透明化地质保障系统煤矿管控平台,实现矿井资源管理与地质分析、地质数据与模型联动、信息共享与业务协同控制、大数据决策分析与预测预警、可视化展示与智能化管理等功能;研究基于透明地质保障系统的综采工作面“透明化地质模型+测量机器人+跟机视频+惯导+UWB定位”的自适应采煤模式和方法,实现采煤工作面的自主规划自适应截割。