山西：加快煤矿智能化建设 搭建煤炭工业互联网平台
5月16日，山西省人民政府办公厅发布《全面推进煤矿智能化和煤炭工业互联网平台建设实施方案》。其中提到，加快煤矿智能化建设，搭建煤炭工业互联网平台，打造煤矿智能化信息产业集群，开发应用煤炭工业物联网系统，构建煤炭工业智能化生态体系，促进人工智能应用发展，提高行业智能化发展水平，实现煤炭产业高质量发展，努力打造全国能源领域数字化转型排头兵。2023年，180万吨/年及以上生产煤矿智能化改造全部开工，再建成80座智能化矿井；2024年，120万吨/年及以上和灾害严重生产煤矿智能化改造全部开工，再建成150座智能化矿井；2025年，其他各类生产煤矿智能化改造全部开工，大型和灾害严重煤矿及其他具备条件煤矿基本实现智能化。2027年，全省各类煤矿基本实现智能化。
全面推进煤矿智能化和煤炭工业互联网平台建设实施方案
为深入贯彻落实能源革命综合改革试点要求及省第十二次党代会精神，推动煤炭产业与数字技术一体化融合发展，实现煤炭生产方式变革，根据《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》（发改能源〔2020〕283号），结合我省实际，制定本方案。
一、重要意义
党中央、国务院高度重视煤矿智能化建设工作，中央全面深化改革委员会第八次会议审议通过了《关于在山西开展能源革命综合改革试点的意见》，提出了变更煤炭开采利用方式、大力推进煤矿智能化建设的要求。省第十二次党代会提出要大力推动智能绿色安全开采和清洁高效深度利用，积极布局先进接续产能，加快煤矿智能化改造。但目前智能化建设工作仍存在建设进度缓慢、技术标准与规范不健全、技术装备支撑保障不足、煤岩识别等关键技术有待突破、智能技术推广应用滞后等问题。推进煤矿智能化建设，是山西落实党中央、国务院能源革命重大决策部署的具体行动，是保障能源安全、实现煤炭产业高质量发展的关键因素，是助推能源低碳转型的有力手段，也是改善劳动条件满足煤矿职工对美好生活向往的必然要求。
二、指导思想
以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，统筹推进“四个革命、一个合作”能源安全新战略，深入贯彻习近平总书记考察调研山西重要讲话重要指示精神，以能源革命综合改革试点为引领，以能源产业“五个一体化”融合发展为路径，以智能装备和大数据为手段，以人工智能和工业互联网为依托，以产业政策支持为保障，以效率变革和生产方式变革为目标，实现煤炭安全、高效、智能开采。
三、工作目标
加快煤矿智能化建设，搭建煤炭工业互联网平台，打造煤矿智能化信息产业集群，开发应用煤炭工业物联网系统，构建煤炭工业智能化生态体系，促进人工智能应用发展，提高行业智能化发展水平，实现煤炭产业高质量发展，努力打造全国能源领域数字化转型排头兵。
2023年，180万吨/年及以上生产煤矿智能化改造全部开工，再建成80座智能化矿井；2024年，120万吨/年及以上和灾害严重生产煤矿智能化改造全部开工，再建成150座智能化矿井；2025年，其他各类生产煤矿智能化改造全部开工，大型和灾害严重煤矿及其他具备条件煤矿基本实现智能化。2027年，全省各类煤矿基本实现智能化。
四、基本原则
——坚持目标导向、标准引领。以建立安全、高效、智能煤矿为目标，加快制定具有通用性和前瞻性的技术标准、规范，建立高标准的智能化评价体系，严格验收评定。
——坚持分类实施、分步推进。根据我省资源赋存条件和生产现状，合理确定阶段性建设目标，针对各类煤矿提出不同建设要求，分步有序推进。
——坚持生态培育、迭代升级。以服务煤矿智能化建设为目标，搭建煤炭工业互联网平台，培育煤矿智能化良性生态，加快煤矿智能化建设，紧跟技术发展趋势，实现持续迭代升级。
——坚持国企带头、梯次推进。发挥国有大集团资金、技术、人才等优势，带头推进煤矿智能化建设，助力煤炭工业互联网平台成长，带动其他煤矿对标建设，有序推进。
——坚持产业布局、集群发展。加强顶层设计，完善相关支持政策，推动产学研用融合，以煤炭工业互联网平台为牵引，促进煤矿智能化建设和信息产业集群发展。
五、主要任务
（一）统一煤矿智能化建设总体设计。基于工业互联网平台建设思路，采用一套标准体系、构建一张全面感知网络、建设一条高速数据传输通道、形成一个大数据应用中心，面向不同业务部门实现按需服务，推进煤矿整体智能化建设。将人工智能、工业互联网、云计算、大数据、机器人、智能装备等与现代煤炭开发技术进行深度融合，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，实现煤矿开拓、采掘（剥）、运输、通风、洗选、安全保障、经营管理等全过程的智能化运行。（省能源局牵头，省国资运营公司、晋能控股、山西焦煤、潞安化工、华阳新材和各市政府配合）
（二）规范数据标准和通信接口。加快相关标准制定，建立统一标准的数据体系，规范主数据、数据索引格式、元数据格式、数据表结构、布局方式、存放格式、精度要求、时效设置和编码方案等。鼓励建立完善的数据治理管理组织架构，形成面向多样化煤矿数据应用场景的数据治理管理闭环。统一规范物理、信息接口标准，支持多种数据服务、通信协议和接口，能够从各类仪表、模块等多种软件、硬件中获取数据，并能够通过开放接口向各种应用提供数据，从各种服务系统、应用系统和控制端获取命令，并能自动转发和执行命令。（省能源局牵头，省国资运营公司、晋能控股、山西焦煤、潞安化工、华阳新材和各市政府配合）
（三）因地制宜建设井工煤矿智能化各系统
1.信息基础设施。统筹建设网络系统和数据中心，打通数据传输和利用通道，统一规划网络和数据安全系统，保障信息内外传输利用的安全冗余，同时对生产网、办公网、资金数据网和互联网进行划分隔离和安全连通，强化网络和数据安全意识，积极推进定期开展网络与信息系统等级保护测评。
2.智能地质保障系统。研究建立实时更新的地质与工程数据高精度融合模型，实现矿井地质信息的透明化。推广智能采掘工作面智能探测与监测的技术装备，积极研发应用智能探测技术与新装备，形成以静态为基础，融入自动更新的高精度动态地质模型。
3.智能掘进系统。因地制宜确定合理的掘进技术与装备，配套高效的辅助作业系统，逐步实现掘支平行作业。鼓励应用智能探测、掘进机精准定位、自动定向及导航、巷道断面自动截割成形、自动锚护、高效除尘等先进技术与装备，使掘进工作面生产系统具有智能感知、自主决策和自动控制的功能，实现掘进迎头少人或无人、系统高效协同运行。
4.智能采煤系统。根据煤层赋存条件、设计参数、产能指标等，建设不同模式智能化采煤工作面。逐步推广应用采煤机智能截割与控制、液压支架自适应支护与智能协同放煤、刮板（皮带）输送机智能运输、供液系统智能供液、综采设备群智能协同控制等技术。鼓励条件适宜的工作面应用基于地质模型的智能化开采实践。
5.智能主煤流运输系统。带式输送机实现单机自动控制、多机协同联动、远程集中控制、煤量自动平衡、不同煤种智能配煤、粉尘浓度检测和自动喷雾降尘、运行工况检测及故障智能预警等功能。鼓励应用基于AI煤量智能识别、人员违规作业智能监测、大块煤/堆煤/异物识别与预警等功能，实现带式输送机的智能运输。
6.智能辅助运输系统。建设以车辆精确定位信息为基础，以车载智能终端为核心，辅助井下信号灯控制系统、智能调度系统、语音调度系统和地理信息系统，实现车辆监控、指令下达、运输任务调配、失速保护、报警管理、应急响应等功能，优化作业流程，实现辅助运输业务信息化全覆盖。鼓励具备条件的煤矿应用无人驾驶等技术。
7.智能通风系统。采用智能精准感知技术与装备，实现对风阻、风量、风压等参数的智能感知，对通风网络阻力进行实时监测与解算，主通风机实现一键倒机和一键反风功能。鼓励井下采用自动风门。矿井主通风机、局部通风机具备远程集中控制功能，局部通风机可具有远程启停功能。通风系统具备故障自诊断与预警功能，并与其他系统实现智能联动控制，实现灾害的智能预警与避灾路线智能规划。
8.智能供电系统。建设煤矿供电系统安全高效运行保障体系，对供电系统进行全面监测与分析，实现无人值守、智能监控管理；建设智能供电决策系统，实现故障的预判和预处理、快速故障隔离；建设煤矿能耗监测和智能化能耗优化调度系统，动态调节煤矿大型用电耗能设备的供电方案和作业计划，降低煤矿整体能耗水平，优化能耗成本。
9.智能供排水系统。建设基于压力、液位、流量、温度等监测传感器和电动阀的智能排水系统，实现主排水系统设备的智能运行，实现排水用电自动削峰填谷，能耗自评估和故障自诊断，具备智能报警、智能统计分析排水量等功能。建设主供水智能控制系统，实现供水用电自动削峰填谷及管网调配、系统异常低压现象的预警、按需供水、用水分析等功能。
10.智能安全监控系统。根据矿井地质条件和生产条件，建设完善安全风险分级管控和隐患排查治理双重预防机制，实现安全风险的全貌化、智能化、动态化管控。建设井下融合通信、综合防控系统及配套装备，实现煤矿安全监控系统、人员定位管理系统、通信联络系统、智能视频分析系统、智能通风系统、供电监控系统、冲击地压监测系统、水文监测系统、矿压监测系统等系统的统一承载，实现人、机、环、管全数据集成和智能化分析，具备安全风险智能评价识别、重大安全事件的应急处置、灾害风险监测预警、智能分析模拟、应急救援辅助指挥、事故原因分析、矿井灾变状态下避灾路线智能规划等功能。
11.智能综合管控平台。基于模块化、组件化的技术架构设计思路建设智能综合管控平台，集成各业务系统数据及感知层数据，运用新一代信息技术建设业务中台和数据中台，形成具有自感知、自决策、自执行的智能化平台，为上层业务应用提供统一的数据汇聚与技术支撑，实现矿井各业务系统的数据共享服务与智能协同管控。
12.经营管理系统。建立统一的智能化经营管理平台，包含数字化决策体系、设备全生命周期管理等系统、计划管理与成本管控，支持煤矿各业务应用的全面一体化集成，打通管理孤岛、数据孤岛，实现“人财物一体、产运销一体、业务全面互联互通”的智能化经营管理。
（省能源局牵头，省应急厅、国家矿山安全监察局山西局协助，省国资运营公司、晋能控股、山西焦煤、潞安化工、华阳新材和各市政府配合）
（四）高标准建设露天煤矿智能化各系统
1.信息基础设施。加快部署环境感知终端、智能传感器、智能摄像机、无线通信终端、无线定位终端等数字化工具和设备，实现矿山环境数据、采矿装备状态信息、工况参数、移动巡检数据等的全面采集。整体规划部署露天煤矿控制网、生产网、办公网、监控网等网络，优先保障控制网的通信畅通与冗余安全，实现主要办公区、主要采区、受控区域、装备作业区等重点区域的网络全覆盖。
2.智能地质、测量、开采保障系统。建设集地质资源管理、测量管理、采矿智能设计等功能于一体的矿山资源数字化管理系统，实现矿山地质资源模型的精确构建与实时更新，通过数据存储、传输、深加工和融合等数据处理环节，使地质信息在矿山地质、测量和开采之间数字化流转，实现矿山地质信息的精准统计、高效处理和实时共享，为智能绿色安全开采提供地质保障。
3.智能穿爆系统。鼓励应用智能钻机、智能装药车等进行穿孔、爆破作业；智能钻机具备实时监测控制功能，实现智能定位、智能穿孔；智能装药车具备自主寻孔、自主装药等功能。爆破工作能通过终端设备获得警戒范围内人员和设备的位置信息，实现远程操控。
4.采剥工程。
（1）单斗—卡车间断工艺智能化系统。因地制宜确定合理的采装运设备型号和数量，配套高效的卡车调度管理系统，实现合理配车、优化配车，提高设备的生产效率。鼓励应用高精度北斗或GPS模块、防碰撞安全预警系统、设备数据采集、数字孪生、自动驾驶等技术，实现生产少人、无人。
（2）半连续工艺智能化系统。实现破碎站、带式输送机、排土机等设备的自动化集中控制，自动采集生产数据、设备周边环境（声、光、粉尘）数据。多套系统宜实现集中控制、远程操控，系统设备宜实现自动启停/调速，智能故障诊断，可采用巡检机器人作业，实现少人或无人值守。
（3）轮斗连续工艺智能化系统。实现采、运、排环节的连续作业，提高露天矿自动化、智能化水平，逐步实现无人操作。鼓励实现轮斗挖掘机、排土机自主行驶、自主作业、自动对位等。
5.智能辅助生产系统。根据露天矿水文地质条件、开采工艺系统，鼓励露天矿利用自动控制、人工智能等手段，应用先进工业控制软件，实现各辅助生产系统的自动控制、自主运行、无人值守。
6.智能安全监控系统。针对露天矿坑下作业人员、边坡稳定、设备运行、环境及灾害等方面，从集成化、系统化的角度出发，将安全生产要素集成和智能化提升，建立完善的主动安全管理保障体系、安全风险分级管控和隐患排查治理双重预防机制，实现安全风险的全面化、智能化、动态化管控和“人员—设备—环境—管理”的全方位主动安全管理。
7.经营管理系统。建设集成的智能化生产经营管理平台，实现“数字化、可视化、智能化”，实时查询生产运营数据，通过对生产数据的智能分析，全面掌握当前企业的运营状况，并通过对关键指标设定适当阈值，使系统能快速察觉企业运作中的不足，在企业运营状况综合评价的基础上，实现对阶段性生产过程的状态、成本、效益以及年度整体生产情况等的智能分析与决策，为生产经营管理提供依据。
8.智能综合管控平台。实现集生产系统、安监系统、智能保障系统、智能决策分析系统、智能经营管理系统等数据与功能于一体，统筹安排各类生产要素和资源分配，动态调节装备作业计划和调度决策的信息智能综合管控平台。
（省能源局牵头，省应急厅、国家矿山安全监察局山西局协助，省国资运营公司、晋能控股、山西焦煤、潞安化工、华阳新材和各市政府配合）
（五）完善智能化煤矿建设和评价体系。将应用成熟的技术和具有通用性的解决方案纳入建设规范中，及时更新《山西省煤矿智能化建设指导手册》。完善我省煤矿智能化建设评定办法，推动建立煤矿智能化评价体系平台，通过煤矿对标自评，持续完善、改进、升级，实现煤矿动态达标。（省煤矿智能化建设工作专班牵头、省能源局、国家矿山安全监察局山西局、省应急厅、省国资运营公司负责，晋能控股、山西焦煤、潞安化工、华阳新材和各市政府配合）
（六）加强煤矿智能化建设评定管理工作。坚持目标导向，以验收结果检验智能化建设水平，提高我省煤矿智能化建设标准。（省煤矿智能化建设工作专班牵头、省能源局、国家矿山安全监察局山西局、省应急厅、省国资运营公司负责，晋能控股、山西焦煤、潞安化工、华阳新材和各市政府配合）
六、推进举措
（一）建设煤炭工业互联网平台。组建我省煤炭工业互联网平台公司，充分利用省内各类资源，建设以人工智能大模型为核心的全栈式一体化工业互联网基础平台。省煤炭工业互联网平台公司明确平台接入、技术融合标准，发挥平台资源集聚效应，为煤矿智能化提供方案设计、设备选型、应用软件、算力支持、模型训练、数据分析等一站式服务，降低煤矿智能化建设成本。依托平台推广自主可控的物联网操作系统，规范接口、打破壁垒，实现数据融合畅通，推动煤矿装备与操作系统整体适配，提高系统间协作水平，打造煤炭工业互联网品牌。（省国资运营公司牵头，省工信厅、省国资委、省能源局、晋能控股、山西焦煤、潞安化工、华阳新材、山西云时代技术有限公司和各市政府配合）
（二）推进智能化煤矿分类建设和平台适配。根据煤矿生产能力、埋深、地质条件等对智能化建设条件进行评价分类，按照国家能源局、国家矿山安全监察局《煤矿智能化建设指南》和我省《煤矿智能化建设指导手册》进行建设。对已完成建设并验收的示范煤矿，逐步实现与工业互联网平台的适配对接，其他矿井按工业互联网平台架构标准建设或改造升级。在适配与升级过程中，充分考虑煤矿企业已建成系统的现状，做到最大限度与已有系统之间的兼容。（省能源局、省国资运营公司牵头，晋能控股、山西焦煤、潞安化工、华阳新材、山西云时代技术有限公司和各市政府配合）
（三）组织关键技术和核心装备攻关。加大科研政策支持，引导、支持企业积极申报智能化技术攻关项目和国家矿山安全监察局重点实验室，开展煤矿智能化关键共性技术攻关和科技成果转化。梳理智能化建设中“卡脖子”问题和亟须突破的关键技术攻关项目，如人工智能大模型、特种机器人研发应用、物联操作系统、5G应用、连续自动掘进与掘支平行问题等，实行“揭榜挂帅”，充分发挥高校、科研院所技术“领头羊”作用，强化产学研用结合，实现核心装备的自主可控，国有煤炭企业要带头推进智能化项目的研发落地。（省科技厅牵头，省工信厅、省应急厅、省国资委、省国资运营公司、省能源局、国家矿山安全监察局山西局、晋能控股、山西焦煤、潞安化工、华阳新材、山西云时代技术有限公司和各市政府配合）
（四）推动煤炭信息产业集群发展。充分利用我省煤矿数量多、市场大、智能化应用场景齐全的优势，加大政策支持，吸引一批高新技术企业落户山西。发挥智能化头部企业雄厚的研发实力和领先的技术优势，带动煤矿智能化上下游产业链发展，推动信息产业集群发展。（太原市政府、省工信厅牵头，省发展改革委、省科技厅、省自然资源厅、省生态环境厅、省国资委、省国资运营公司、省能源局、晋能控股、山西焦煤、潞安化工、华阳新材、山西云时代技术有限公司和相关市政府配合）
（五）加快煤矿智能化人才队伍建设。充分发挥高校教育资源和教学优势，加强煤矿智能化相关学科建设，推进学科交叉融合，培育一批煤矿智能化复合型人才。鼓励普通本科高校与相关产业、企业联合培养煤矿智能化高层次技术型人才。鼓励职业院校深化和企业合作，按照企业需求开展订单式培养，满足煤矿智能化专业人才需求。指导煤矿企业定期组织职工开展技能提升培训，充分发挥煤矿智能化创新工作室联盟作用，带动一线职工提高智能化操作技能水平。煤矿企业在待遇保障、职级晋升等方面给予智能化从业人员政策倾斜，吸引和鼓励更多优秀人才投入到煤矿智能化建设上来。（省教育厅、省人社厅分别牵头，省国资运营公司、晋能控股、山西焦煤、潞安化工、华阳新材和各市政府配合）
（六）加大金融政策支持。全面落实财税支持政策，对智能化建设、智能化装备投资按规定享受退税减税政策，推动落实智能化相关投入列入企业安全费用提取和使用范围。提供市场化融资租赁支持，组建省级控股的融资租赁公司，同步以市场化方式整合省属企业有关融资租赁公司，向煤炭企业提供智能化设备融资租赁服务，减轻煤矿智能化建设集中投入压力。积极争取国家专项资金支持，争取煤矿安全改造中央预算内投资专项资金对山西的政策倾斜，加快煤矿智能化改造。（省发展改革委、省财政厅、省国资运营公司分别牵头，省应急厅、省能源局、省税务局、国家矿山安全监察局山西局配合）
（七）提升企业安全基础智能化水平。推进科研院所、设备厂商、煤矿企业加大对矿井瓦斯、水、火、顶板等重大灾害治理技术、先进适用装备的研发应用力度，如煤矿瓦斯智能抽采与评判、采空区火灾精准探测和低成本治理、突出危险区域动态预测与可视化、围岩动力智能监测与预警等技术，提高企业灾害治理智能化水平。落实“无监控不作业、作业行为受监督”的工作要求，推动各煤矿企业重要作业场所采用智能视频监控，实现现场图像AI智能识别、违章行为自动报警、自动记录等功能，坚决遏制“三违”行为，提升安全管理效能。推广应用智能化成熟技术装备，大力推动巡检机器人应用，力争实现辅助系统无人化、井下固定岗位少人或无人值守、重点岗位和危险作业人员的机器人替代，实现无人则安、少人则安。（省应急厅、省能源局、国家矿山安全监察局山西局牵头，省国资运营公司、晋能控股、山西焦煤、潞安化工、华阳新材和各市政府配合）
（八）强化智能化建设任务落实。行业管理部门和安全监管监察部门要加大推进力度，督促煤矿企业按照序时进度完成当年任务；对生产煤矿发生较大以上事故的，必须进行智能化改造，验收达标后才能批准恢复生产。同时，加强政策激励，对完成智能化建设任务的煤矿企业，参照《关于大力推进煤矿安全生产标准化建设工作的通知》（安监总煤行〔2017〕59号）、《关于进一步完善煤炭产能置换政策加快优质产能释放促进落后产能有序退出的通知》（发改办能源〔2018〕151号）给予相应的激励政策。（省应急厅、省能源局、国家矿山安全监察局山西局分别牵头）
七、保障措施
（一）加强组织领导。充分发挥山西省煤矿智能化建设工作专班统筹协调作用，指导推进全省煤矿智能化建设，推动全省煤矿智能化信息产业集群和全产业链协同发展。各市、各省属国有重点煤炭集团公司要制定工作方案，加快推进煤矿智能化各项工作。
（二）落实工作责任。煤矿企业主要负责人作为煤矿智能化建设的第一责任人，要科学组织制定建设方案，密切跟踪建设进展，确保按期完成。各煤矿企业要保障资金投入，加强项目管理，确保建设进度。各级、各有关部门要按照工作职责，加强服务指导，牵头单位要强化统筹协调，形成工作合力，共同推动我省煤矿智能化建设。
（三）开展示范推广。总结智能化示范煤矿建设经验，凝练出可复制的智能化建设模式、技术装备、管理方式等，向类似条件煤矿进行推广应用。同时要借鉴省内外先进的智能化技术和成熟案例，通过开展煤矿智能化培训讲座、组织召开现场会和观摩先进典型等形式，加强学习交流，加快成果推广。
（四）做好督导推进。建立工作调度和季报制度，对各单位工作开展情况进行调度、通报。各级、各有关部门和各省属国有重点煤炭集团公司要全面掌握智能化建设进展情况，加快推进。对不能如期完成建设任务的煤矿，行业管理部门和安全监管监察部门要专项督导。
（五）强化目标考核。各市、各省属国有重点煤炭集团公司要建立推进机制，明确项目清单、责任清单、时间清单、结果清单。省智能化工作专班将按照“季度排名，半年通报，年度大考”的方式进行目标考核，以结果为导向，对超额完成任务的给予表扬，对完成较差的进行通报批评，并对相关负责人进行约谈。
山西：推动煤矿危险岗位机器人代人，研发采煤等38种机器人
原标题：山西：推动煤矿危险岗位机器人代人，研发采煤等38种机器人新华社太原11月24日电，记者24日从山西省工业和信息化厅获悉，山西省将推动煤矿井下危险生产岗位由机器人替代人工进行作业，使煤炭开采逐步由“人力驱动”向“科技驱动”转型。
据介绍，作为产煤大省的山西，经过几十年的开采，大部分地区矿井深度越来越深，采掘条件越来越复杂，矿井系统和要素越来越多，井下危险岗位由机器人替代的现实性和紧迫性愈发增强。
为积极应对这种新情况和新要求，山西省此前已出台《关于加快推进全省煤矿“机械化换人、自动化减人、智能化作业”科技强安专项行动的实施意见》，以强化顶层设计，推动部分煤矿先行先试。根据山西省工业和信息化厅提供的数据，在已进行试点的煤矿中，有的综采工作面实现减员50%，机电事故率反而降低了25%；有的综采工作面减员达60%，事故率降低了10%，煤矿安全生产条件显著改善。
山西省工业和信息化厅装备工业处处长张晓蕾表示，下一步，山西还将全面提升煤矿机器人新装备产学研用水平，大力推进煤矿掘进、采煤、运输、安控和救援5类38种机器人的研发与应用，不断支持煤机装备企业联合科研单位进行关键技术攻关，使煤炭开采进一步向“科技驱动”靠拢。
（原题为《山西推动煤矿危险岗位“机器人代人”》）
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责任编辑：中国能源报
我国煤矿普遍灾害比较重，下井人员多、危险岗位多、安全风险大，重特大事故仍然时有发生，煤矿百万吨死亡率与世界发达国家相比仍存在较大差距。据统计，全国煤矿有5800处，在249万从业人员中，从事采煤、掘进、运输、安控等危险繁重岗位人员达60%以上，煤炭生产依然是高危行业，面临着专业技术人员不足、一线职工招录难、年龄急剧老化的窘境。同时，在全国正常生产煤矿中，单班入井人数在800人以上的有78处，其中900人以上的还有36处。加快煤炭企业井下机器人研发与应用，是实现“从减少灾害损失到减轻灾害风险”的重大举措，也是破解当前煤矿安全生产突出矛盾、实现减人提效的现实需要，更是煤矿企业安全发展、高质量发展的科学之路。
2019年1月，国家煤监局发布了《煤矿机器人重点研发目录》（国家煤矿安监局2019年第1号公告），提出重点研发应用掘进、采煤、运输、安控和救援5类、38种煤矿机器人，研发一批重点岗位的机器人，建设一批智能化无人采煤工作面，建成一批智能化无人（少人）示范矿井，将有力推进煤矿机器人相关科技成果的转化应用。
近年来，笔者所在的山东能源集团高度重视生产优化和技术创新工作，着力建设智慧矿山，对煤矿生产系统进行机械化、自动化提升、智能化改造，加大井下机器人的研发与应用，部分生产工作面实现了“有人巡视、无人值守”，实现井下固定岗位无人值守和远程操作，大幅减少井下作业人数，提高了煤矿安全保障程度，减少了矿工职业健康危害，改善了井下作业环境，降低了工人劳动强度，提高了生产效率。
专家表示，煤矿机器人推广应用，预期效益惊人，机器人化开采大约可减人80%、降低成本40%。500万吨的传统矿井，井下生产人员约500人，实现机器人化开采后，井下人员可以少于80人。对此，为加快煤企井下机器人研发与应用，笔者建议：
一是有关政府部门完善扶持政策、制定标准，支持煤矿企业与国内外科研单位、机器人制造企业开展合作，坚持应用导向，推进煤矿机器人相关科技成果应用转化，并提供相关政策和信息服务。同时，加强政策激励，吸引社会各界科研力量和资金进入煤矿机器人的研发和大规模商用中来，形成产学研用各个主体共创共享发展格局。
二是着力攻克“卡脖子”技术难题，结合国家煤监局《煤矿机器人重点研发目录》，引导煤矿企业积极与国内外科研单位、机器人制造企业广泛合作，研究应用煤矿采掘、运输、安控和救援机器人，攻克掘进机自动定位截割、锚杆自动钻装、放顶煤自动识别控制等关键技术。针对煤矿井下作业环境复杂多样，在能源动力技术、导航技术、通信技术、可靠性技术等方面进行专项攻关，尤其要保障井下机器人具有防爆、防尘、防潮、防水、抗腐蚀等功能，具有故障诊断与容错控制技术等，解决井下机器人的稳定性和精准度问题。
三是大力研发推广工作面巡检机器人，充分利用巡检机器人搭载三维激光扫描设备、红外成像仪、高清摄像仪等装备的集成平台，为智能化开采控制提供运载平台，通过自动跟机巡检、工作面快速巡视、故障点专项巡检等方式，为打造工作面“无人操作、无人巡视”的智能化生产模式提供技术支撑。
（作者供职于山东能源集团）
山西出台《煤矿智能化技术创新研发中心建设实施意见》
原标题：山西出台《煤矿智能化技术创新研发中心建设实施意见》来源：山西省科学技术厅
为全面贯彻落实中共中央办公厅、国务院办公厅《关于在山西开展能源革命综合改革试点的意见》，发挥我省在推进全国能源革命中的示范引领作用，推动“111”创新工程顺利实施，加快推进煤矿智能化技术创新研发中心（以下简称研发中心）建设，促进我省煤炭企业向智能化方向发展，增加国家能源安全保障能力，根据科技部印发的《国家技术创新中心建设工作指引》（国科发创〔2017〕353号）和国家发展改革委、国家能源局、科技部等8部委制定的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》（发改能源〔2020〕283号），并综合考虑了我省（山西省，下同）的实际情况，制定本实施意见。一、战略意义煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑，将人工智能、工业物联网、云计算、大数据、机器人、智能装备等与现代煤炭开发利用深度融合，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，实现煤矿开拓、采掘（剥）、运输、通风、洗选、安全保障、经营管理等过程的智能化运行，对于提升煤矿安全生产水平、保障煤炭稳定供应具有重要意义。目前，全球新一轮科技革命和产业革命正在加速推进，新一代信息技术与能源技术深度融合，煤炭开采智能化在进一步加速。省委、省政府高度重视煤炭工业智能化发展，《山西省能源革命综合改革试点行动方案》进一步明确依托省属大型企业集团建设煤矿智能化技术创新研发中心。当前，实现煤矿智能化和高质量发展面临着创新机制和标准体系不够健全、关键技术亟待突破等问题。煤矿智能化技术创新研发中心是应对科技革命引发的产业变革、推进煤炭工业智能化的重要创新平台，是支撑探索前瞻性、颠覆性煤炭开发利用方式，突破煤炭产业安全和长远发展关键技术瓶颈，拓宽煤炭可采资源边界，延长煤炭产业发展周期，推动煤炭产业迈向价值链中高端的重要科技力量，对国家煤炭产业技术创新发挥战略支撑引领作用，为其他类似的能源大省提供可借鉴的经验，同时，也促进煤炭行业成为社会尊重、人才向往的高新技术行业。二、功能定位研发中心针对煤矿智能化发展中的前沿引领技术、关键共性技术，开展科技攻关和产业化研究开发，大力研发应用煤矿机器人，为煤矿开展无人（少人）智能开采提供技术装备支撑。研发中心将研发作为产业、将技术作为产品，致力于源头技术创新、实验室成果中试熟化、应用技术开发升值，推动整个产业向价值链中高端迈进。重点以研发智能装备和机器人为基础，以数据和算法为核心，围绕煤矿精准地质探测、透明化矿井、高效掘进、智能化洗选、智能化综合保障等开展重大技术研发,全面提升矿井感知、数据处理、装备系统、智能控制等能力，形成成熟稳定的煤矿智能化技术体系。三、主要任务（一）组建模式和运行机制研发中心由省属大型企业集团牵头，相关企业、高校、科研院所等参与建设。研发中心牵头组建单位应当具有煤炭行业公认的技术研发优势、领军人才和团队，具有广泛联合产学研各方、整合创新资源、形成创新合作网络的优势和能力。研发中心建设初期实行人、财、物相对独立的管理机制，逐步向独立法人实体转变。（二）建设目标研发中心通过建设“一个中心”“两个基地”“三个平台”，努力建设成为全球一流的煤矿智能化研发创新平台，打造世界煤矿智能化技术创新策源地，成为煤矿智能化一体化解决方案的创新者、实践者和引领者，抢占全球煤矿智能化科技创新制高点，培育具有国际影响力的煤炭行业领军企业，带动一批科技型中小企业成长壮大，支撑山西成为能源革命排头兵，为全国乃至全球煤炭工业发展提供“山西方案”。一个中心：具有全球影响力和竞争力的煤矿智能化前沿引领技术、共性关键技术的研发中心。二个基地：全球煤矿智能化技术研发和服务、装备设计和制造、智慧矿山标准、商业模式、服务模式的输出基地；引领煤矿智能化建设、煤炭高新技术试验示范基地。三个平台：国际一流的煤矿智能化科技成果转化与产业化平台；面向全球的煤矿智能化学术交流、产业合作、专业咨询、高端人才培养交流和集聚平台；链接跨行业、跨学科、跨领域的技术创新力量，面向全球开放的协同创新网络平台。（三）主要工作研发中心突出技术研发，加快技术转移扩散，为抢占未来产业制高点提供技术支撑。1.组织开展重大前沿引领技术、共性关键技术、现代工程技术、颠覆性技术等战略研究和技术开发，提升技术创新原始能力。围绕煤矿精准地质探测、透明化矿井、高效掘进、智能开采、煤矿机器人、智能化洗选、智能化综合保障等重大工程技术难题开展基础研究、技术攻关与技术集成。加强对核心基础零部件、先进基础工艺、关键基础材料等共性关键技术的研发；重点突破精准地质探测、精确定位与数据高效连续传输、智能快速掘进、复杂条件智能综采、连续化辅助运输、露天开采无人化连续作业、重大危险源智能感知与预警、煤矿机器人及井下数码电子雷管等技术与装备。2.结合山西煤炭资源赋存条件及各大矿区的生产条件、管理与技术水平，开展智能化技术应用研究，推动重大科技成果中试熟化与工程化产业化，加快共性关键技术转移扩散，促进科技成果示范应用，推动形成行业技术标准。开展智能化示范煤矿建设，凝练出可复制的智能化开采模式、技术装备、管理经验等，向类似条件煤矿进行推广应用。3.推进绿色矿山建设，促进生态环境协调发展。坚持生态优先，推广矿区生态环境智能在线监测、矿区地表环境治理与修复、煤层气（煤矿瓦斯）智能抽采利用等新技术，推进煤炭清洁生产和利用。融合智能技术与绿色开采技术，积极推进绿色矿山建设，支持生产煤矿升级改造，达到绿色矿山建设标准。4.创建为煤矿智能化建设提供技术支撑与服务的新模式，以数据为核心资源，推动煤矿智能化技术开发和应用模式创新，延伸智能煤机制造产业链，从主要提供煤机产品向提供产品与服务转变、向提供整体解决方案转变、向提供系统集成总承包转变，推动制造与服务的协同发展。面向煤炭行业推动科技资源开放共享，解决产业和企业实际技术难题。5.开展国内外科技合作和交流。以煤矿智能化前沿技术与装备的研发应用为核心，开展跨领域、跨学科、跨专业协同合作。加强与“一带一路”沿线国家能源发展战略对接，探索与沿线国家企业、相关机构建立战略合作伙伴关系，深化互信合作，促进互利共赢。以国际合作为契机，带动我国煤矿智能化技术、装备、标准、服务走出去，同时引入国际煤矿智能化先进技术装备、管理理念、服务模式等，培育具有国际影响力的品牌产品。6.培养高层次科技创新人才，吸引国内外人才来中心联合开展技术创新活动，加强人才培养，培育一批具备矿业工程、软件工程、信息工程、机器人工程、人工智能等知识技能的复合型人才。四、支持政策（一）省财政资金支持。财政引导资金在3年内陆续投入支持研发中心建设，大力支持研发中心开展满足产业发展需要的战略性基础研究、共性关键技术研发和颠覆性技术创新。（二）省科技计划支持。建立省重点研发计划相关项目由研发中心提出和组织实施或通过揭榜招标实施的模式，在科技项目、平台建设、人才培养、政策试点等方面加大对研发中心的支持力度。（三）人才引进措施。坚持刚性引才和柔性引才相结合,鼓励和支持采取市场化、社会化的方式,积极引进具有自主研发能力的科技创新人才和团队。一是关于引进急需高精尖缺人才，支持政策按照《山西省财政厅关于印发〈支持引进高精尖缺人才实施办法（试行）〉的通知》（晋财教[2017]229号）执行。二是引进世界排名前200名的高校（不含境内）、985高校或教育部认定的“世界一流学科”全日制博士生，支持政策按照《山西省财政厅山西省人力资源和社会保障厅关于印发〈鼓励优秀博士毕业生来晋工作实施办法（试行）〉的通知》（晋财教[2017]153号）执行。三是引进人才配偶的工作和生活问题，按照《山西省财政厅山西省人力资源和社会保障厅关于印发〈引进人才随迁配偶生活补贴实施办法（试行）〉的通知》（晋财教[2017]154号）执行。四是对柔性引才的院士等高层次专家，按照《山西省人民政府办公厅关于印发山西省深化人才发展体制机制改革财政支持政策的通知》（晋政办发〔2017〕59号）执行。（四）人才培养。围绕研发中心和煤炭企业发展需求，联合高等院校开设相关专业或培养方向，培养一批专业科研人员，联合技术合作方和职业院校建立实训基地，培养一批具有智能装备操作使用和系统维护能力的技能型人才。五、组建程序（一）提出意向。省科技厅提出煤矿智能化技术创新研发中心总体要求，符合条件的单位可以向省科技厅提出建设意向，研究制定建设方案，提出发展方向、建设模式、重点任务等。（二）方案论证。省科技厅组织专家对建设方案先进行咨询论证，建设单位根据咨询论证意见完善建设方案，方案成熟后再进行现场考察。（三）启动建设。对于通过咨询论证、各方面条件成熟的，且公示无异议的，省科技厅批准建设，建设周期一般为三年。（四）监督和评估。研发中心实行年度报告制度。从批准组建次年开始，建设单位每年2月底前将上年度工作总结和本年度工作计划报省科技厅。建设期满前，省科技厅组织开展建设情况总结评估，并根据评估结果决定后续支持、整改或撤销等重大事项。资讯监督：顾璘021-26093393资讯投诉：陈杰021-26093100海量资讯、精准解读，尽在新浪财经APP煤矿井下机器人技术
世界上第一台工业机器人诞生于20世纪60年代初期，它是由美国Unimation公司设计制造的，并在美国通用汽车公司投入工业化应用。随着机器人技术的飞速发展和对煤矿生产安全高效的要求，越来越多的不同结构类型的机器人逐步在煤矿行业中应用，目前研究最广泛的是在煤矿抗险救灾方面，但在实际应用方面还不尽如意。
一、煤矿探测与救灾机器人
中国矿业大学（北京）的贾瑞清教授针对薄煤层的工作环境，提出了一种用于薄煤层工作面设备安全监测的移动机器人平台的思路概念。唐山开诚机器人制造有限公司发明了一种煤矿井下胶带运输机巡视机器人，该机器人安装监测设备，靠皮带机上方的钢丝绳驱动机器人沿检测设备运作状况。中科院沈阳自动化研究所与鞍山凯信公司研制的煤矿井下探测机器人前后有两个红外线摄像头，初步实现了可视化，如图1（a）所示，其体积庞大，并不适宜在煤矿井下地形条件。沈阳新松机器人有限公司研制的煤矿井下救援机器人，如图1（b）所示，机器人安装照明装置和视频装置，采用光缆通信，具有一定的环境侦察能力，但未见实际应用报道。2006年6月，中国矿业大学研制的CUMTI型矿井搜救机器人，是我国第一台用于煤矿救援的机器人，如图1（c）所示，该机器人装备有低照度摄像机、气体传感器和温度传感器等设备。能够探测灾害环境，实时传回灾区的瓦斯、一氧化碳、粉尘浓度和温度，以及现场图像等信息；具有双向语音对讲功能，能够使救灾指挥人员与受害者进行快速联络，指挥受伤人员选择最佳的逃生路线；具有无线网络通讯功能；同时还携带有食品、水、药品、救护工具等救助物资，使受害者能够积极开展自救。
美国圣地亚智能系统与机器人中心研制的RATLER矿井救灾机器人，如图1（d）所示。该机器人采用轮式行走机构，有四个驱动轮构成，具有较强的机动性能，行驶速度较快，可实现远程控制，通过携带摄像头，通过无线传输将井下画面传输到井上，但其越障性能较差，只适合在较平坦的地形中行驶。
哈尔滨工业大学机器人研究所为唐山开诚电器有限公司研制了KRZ-I型煤矿井下探测机器人，如图1（e）所示。该机器人为三节履带机构形式，分为驱动部分、摆臂部分和摆腿部分。控制系统分为井下机器人控制系统和井上控制盒遥控系统两部分。井下机器人控制系统实现机构运动控制、井下视频音频信号采集及温度、风速、CO、CH4传感器的数据采集。井上控制盒遥控系统用于接收井下传来图像及声音信息，并通过两个控制摇杆和控制按键对系统发出控制命令，实现对井下系统的遥控。其前后摆臂较长，不能回收到车体内，越障能力强，体积较大，质量较重接近200kg，并进行了防爆性能设计。可以携带照明装置和摄像装置，配备多种传感器，采用光纤通信实时传输信号，可以爬越30度斜坡，具有较强的地形适应能力。2011年，由唐山市质监局、唐山开诚集团组织编写了我国第一个关于矿用井下机器人的省级地方标准《矿用井下机器人技术规范》，填补了国内空白。西安科技大学提出了基于自主策略的煤矿救援机器人，由负责运载机器人的系统和救援机器人两部分构成。太原理工大学王铁教授带领的研究团队，研制的煤矿专用救灾机器人，携带双云台摄像机，能够通过无线方式进行数据、视频通讯和远程控制。
图1探测与救灾机器人
中国矿业大学（北京）的范迅教授对矿井机器人构型进行了研究。从运动学角度分析了机器人运动规律及其最大越障能力。也有文献针对我国煤矿井下特殊环境，提出了移动机器人应具备的主要功能和特点，确定了专门针对煤矿领域应用的井下机器人设计的指导原则。
中国矿业大学（北京）的贾瑞清、周丹等人研制出了MMR-1型轮式机器人，并对机器人壳体进行了防爆性能设计，其可用于煤矿井下环境，如图2（a）所示，具有6个驱动轮，车体做成圆柱形，并对其控制策略进行了研究。中国矿业大学的李允旺对井下救援机器人的壳体进行了防爆性能设计，设计了多个防爆面，对该种结构的机器人防爆壳体设计提供了参考。提出了把静态正压防爆技术应用在煤矿救援机器人防爆设计上，如图2（b）所示，为矿井搜救机器人设计提供了新的思路。唐山开诚和哈尔滨工业大学发明了一种隔爆兼本安壳体，如图2（c）所示，可用于煤矿井下特殊环境。中国矿业大学葛世荣教授团队发明了用于煤矿井下搜救作业的隔爆型机器人平台，如图2（d）所示。
图2煤矿用探测机器人
二、胶带运输机巡检机器人
唐山开诚机器人制造有限公司的ZL201120255206.0《煤矿井下胶带运输机巡视机器人》，本实用新型公开了一种煤矿井下胶带运输机巡视机器人。它包括煤矿井下胶带运输机巡视机器人本体，其特征在于：在机器人本体上安装用于胶带运输机的运行参数监测设备，温度传感器、烟雾传感器、影像传感器和甲烷传感器；以及带动整个煤矿井下胶带运输机巡视机器人沿着胶带机上方运行的带光纤的驱动钢丝绳、电滚筒、光纤滑环、防爆驱动电机、转速传感器、控制显示台、转向轮、托举轮。
图3开诚公司胶带输送机巡视机器人结构图
中国神华能源股份有限公司和神华神东煤炭集团有限责任公司的ZL201720221877.2《煤矿带式输送机巡检系统》与《煤矿井下胶带运输机巡视机器人》类似，采用固定设置于带式输送机上方的轨道，利用视频监控器获取带式输送机工作状态的视频信息，将视频监控器通过滑动装置设置于轨道上，在滑动装置的带动下沿轨道移动。信号收发器接收视频监控器发送的带式输送机工作状态的视频信息，并将视频信息发送至地面主机。
图4神华神东带式输送机巡视系统结构图
中信重工开诚智能装备有限公司的ZL201410051619.5《一种矿用皮带检测装置》，包括机器人本体、传动系统、控制系统和通讯系统，机器人本体在柔性传动系统的作用下，能够实现从皮带运输机机头到机尾的全线范围内的移动巡检，解决了由于地压变形造成行走失效的关键性难题，能够连续采集、存储、传输现场的图像、声音、温度、烟雾等数据，通过对数据的分析，判断是否存在设备故障以及故障位置，适用于对平运皮带机、上运皮带机和下运皮带机的自动巡检，具有终点自动换向、限位停止、定点校正等功能，该装置体积小、结构紧凑、运行平稳，不影响巷道内的正常行人和皮带机的检修工作。
图5中信重工开诚智能装备公司的矿用皮带检测装置图
中信重工开诚智能装备公司的裴文良等的《轨道式巡检机器人系统设计与应用》，论文详细介绍了轨道式巡检机器人系统的硬件组成，讨论了巡检机器人数据采集系统的功能与结构，介绍了控制系统的软件设计方法。叙述了一种巡检机器人用充电器闭锁装置，它可以对井下机器人进行充电，延长工作时间。该机器人系统可以取代人工检测、能及时发现故障，为带式输送机和其他设备的安全运行提供了可靠的保障。为了减少监测设备的投入、降低成本，同时达到对矿井带式输送机等设备的全面监控，开发了一种轨道式巡检机器人系统，该系统是集自动化、传感器、计算机、网络通信为一体的自动监控系统。
轨道式巡检机器人系统主要由驱动装置、供电装置、检测装置、自动充电插座装置和自动充电插头装置组成，驱动装置与轨道对中布置，供电装置与自动充电插座装置分别置于驱动装置的两侧，检测装置安装于整个系统的最底部，如图6（a）所示。巡检机器人驱动装置包括驱动轮、支撑轮、导向轮、驱动支架及夹紧机构，驱动轮、支撑轮及导向轮分别在驱动支架左右对称布置，驱动支架上布置有夹紧螺杆，其相对驱动支架对称布置。夹紧机构主要由夹紧臂、压缩弹簧、螺母及夹紧螺杆组成，驱动轮固定于夹紧臂上，夹紧臂的一端铰接于驱动支架上，另一端作为摆动端通过螺母安装于夹紧螺杆上，调节螺母，挤压压缩弹簧，使得对称布置的驱动轮实现相互夹紧的目的，如图6（b）所示。巡检机器人检测装置内包含有驱动电机，该驱动电机通过万向联轴器将动力传递给驱动装置，使得驱动轮转动。检测装置上安装速度、温度、烟雾、撕裂等传感器，可以对带式输送机进行全程实时监测监控。
图6轨道式巡检机器人及其组成图
中国矿业大学的ZL201410527247.9《一种带式输送机巡检系统的充电系统及方法》，适用于提供带式输送机巡检系统内各监测单元件运行所需的电量，主要包括实时充电单元和起始端充电单元。实时充电单元包括增速器发电机、充电电池、滚轮、转轴、轴承及轴承支座；起始端充电单元主要包括固定充电桩、支撑架和电磁铁。本发明在充分考虑带式输送机巡检系统正常运行的基础上，建立一套实现带式输送机巡检系统内各监测元件平稳、长时间运行的充电系统，延长带式输送机巡检系统续航能力，降低人工充电工作量。
图7中国矿业大学带式巡检系统的充电系统图
天津华宁电子有限公司和兖州煤业股份有限公司鲍店煤矿共同申请的ZL201611054722.0《一种煤矿井下巡检机器人用自动充电装置》，包括移动端组件和固定端组件，移动端组件可沿导轨向固定端组件方向往复移动，移动端组件靠近固定端组件的一端设有电极插座，固定端组件靠近移动端组件的一端设有电极固定座，电极固定座上设有与电极插座匹配设置的电极插头，电极插头与电极插座的外圈设有隔爆组件；隔爆组件包括锁紧套和固定套，锁紧套设在移动端组件靠近固定端组件的一端且设在电极插座的外圈，固定套设在固定端组件靠近移动端组件的一端且设在电极插头的外圈，锁紧套与固定套之间可拆卸式固定连接。本发明具有隔爆功能，安全性高，而且可实现自动充电，自动断电，提高煤矿井下自动化程度。
图8天津华宁电子有限公司的井下巡检机器人自动充电装置图
深圳市朗驰欣创科技股份有限公司的ZL201610338813.0《轨道巡检机器人行走机构》，包括具有中空内腔的导轨，内腔中设有主动机构和从动机构，主动机构包括主动固定架、主动轴、主动轮及驱动组件，从动机构包括从动固定架、从动轴及从动轮。由于主动机构及从动机构均设于内腔中，其主动轮、主动轴、驱动组件、从动轮及从动轴均受到导轨的保护作用，降低各部件受损的可能性。使用时，启动驱动组件，巡检机器人将在主动轮的作用下，沿导轨前进，同时，带动从动轮沿导轨滑动，相比较现有驱动机构采用两个驱动轮同侧驱动的方式而言，其两个主动轮同一个主动轴驱动，两主动轮同步容易，不易出现打滑的情况，避免了左右轮子磨损不均匀的情况，降低维护成本。
图9深圳朗驰欣创公司轨道巡检机器人行走机构图
三、综采工作面巡检机器人
徐月红的ZL201620324442.6《一种煤矿巡检机器人》，包括本体和支撑杆，本体内腔的右端设有蓄电池，左端设有电机，电机通过皮带与皮带轮传动连接，皮带轮套接于转轴外表面的右端，转轴设于本体内腔的下端，转轴外表面的顶端设有第一滚轮，外表面底部的右端设有支撑腿，支撑腿的底部设有第二滚轮，本体外表面的右端设有报警器，本体外表面顶部的右端设有支撑杆，支撑杆的内腔从下往上依次设有GPS定位器、无线信号发射器、深度传感器、氧气浓度传感器和瓦斯传感器。该煤矿巡检机器人配置了摄像头，且通过旋转器和探照灯的共同作用，可使摄像头对周边环境更好的观察，方便控制室内人员对矿井内的了解。
图10一种煤矿巡检机器人
中国矿业大学《薄煤层综采工作面巡检机器人运动分析及试验研究》博士论文，为减轻薄煤层采煤工作面检修工人劳动强度，迫切需要设计一种具有可视化功能且适应薄煤层综采工作面环境的巡检机器人能代替或辅助工人日常巡检工作，满足工作面的日常巡检需要。通过分析并对比现有移动机器人的行走方式，确定了巡检机器人采用履带式行走方式，综合考虑薄煤层综采工作面环境要求及技术特点，通过对不同结构机器人特性分析，确定了采用四摇臂式履带结构作为巡检机器人行走机构的整体结构设计方案。在分析巡检机器人质心位置分布与前后摇臂倾角的关系基础上，对机器人的越障高度进行了优化分析，在无摇臂支撑越障时，最大越障高度为118.48mm，而后摇臂支撑时越障高度为232.91mm。要使机器人越过200mm障碍，必须借助后摇臂辅助。
设计的巡检机器人整体结构如图11所示，由下部分的行走机构和上部分的操作手臂构成。行走机构是巡检机器人的载体，采用履带式驱动，前后各有两个摇臂构成，摇臂主要在越障时起辅助越障功能。操作手臂和机械手主要辅助工人做些简单维修操作功能，比如对液压支架管线管路整理、检查煤壁或顶板情况等。
图11巡检机器人结构图
哈尔滨工业大学的ZL201710008322.4《一种煤矿综采工作面巡检机器人》，解决煤矿综采工作面没有长距离重复的巡视检测设备的问题。主动摩擦轮的轴线与被动摩擦轮的轴线平行设置，钢丝缆绳缠绕在主动摩擦轮和被动摩擦轮上，主动摩擦轮安装在主动摩擦轮支架上，被动摩擦轮安装在被动摩擦轮支架上，缆车轿厢通过缆车轿厢连接件安装在钢丝缆绳上，主动摩擦轮固定在驱动电机的输出轴上，敏感气体传感器、视觉和激光传感器、电池和防爆计算机均安装在缆车轿厢中，数个辅助支撑钢丝绳装置依次设置在封闭的钢丝缆绳中，且辅助支撑钢丝绳装置的两端分别支撑在钢丝绳的上下端，主动摩擦轮和被动摩擦轮的直径均为1m~2m，本发明用于煤矿综采工作面检查。
图12哈工大巡检机器人结构图
山西科达自控股份有限公司的ZL201710435717.2《一种4G巡检机器人及巡检系统》，该4G巡检机器人，包括单轨轨道、车体和用于采集信息的挂载装置。车体包括可拆卸的车本体、至少2个行走组件、至少1个导向组件及至少1个转向组件，行走组件包括电机和由其驱动的主动轮；导向组件包括导向轮，转向组件包括转向轮。主动轮、导向轮与转向轮沿单轨轨道的2个侧壁滚动；挂载装置设于车体的下方。该巡检系统，包括：上述4G巡检机器人、安装支架和多个费接触式充电座。本发明用于井下作业的巡检与维护，使用时将其固定在巡检现场的侧壁上，其设计科学、结构紧凑、体积较小，因而移动灵活、巡检效率高，可以及时、准确的到达指定地点。
图134G巡检机器人结构图
根据报道，自2016年8月，黄陵矿业一号煤矿与北京天地玛珂电液控制系统有限公司合作，开始研究综采工作面移动监测系统。设计方案为：将高清摄像仪、红外线热成像摄像仪等设备集成一套新的监测系统，安装在综采工作面电缆槽前部的小型刮板运输机上，让刮板机链条带动监测系统在刮板机轨道上与采煤机同步运行，以替代传统的固定监测系统，采煤机司机只需在顺槽监控中心控制采煤机摇臂的升降，对液压支架自动跟机、刮板运输机运转进行实时监控，精准观察、测量滚筒与支架顶梁的间距。以测量管理信息平台为基础，研究出一种4分钟内实现高精度初始对准的技术。针对惯性导航系统在实际运行过程中受噪声干扰的问题，在巡检驱动电机上安装轴编码器，以精确测量惯性导航行走的距离，结合惯性元件测量数据滤波补偿方法，不断提高惯性导航系统在综采工作面巡检过程中的抗干扰能力和直线测量精度。系统用5分钟就可以对综采工作面进行一次全面巡检。
图14黄陵一号煤矿综采工作面巡检机器人
四、发展前景
随着煤矿智能化生产程度的提高，各种煤矿井下机器人将会越来越广泛的应用，以上提及的煤矿探测与救灾机器人、胶带运输机巡检机器人、综采工作面巡检机器人将会不断完善与提高，最终实现煤矿智能化无人开采。
煤矿智能化技术创新研发中心建设实施意见
为全面贯彻落实中共中央办公厅、国务院办公厅《关于在山西开展能源革命综合改革试点的意见》，发挥我省在推进全国能源革命中的示范引领作用，推动“111”创新工程顺利实施，加快推进煤矿智能化技术创新研发中心（以下简称研发中心）建设，促进我省煤炭企业向智能化方向发展，增加国家能源安全保障能力，根据科技部印发的《国家技术创新中心建设工作指引》（国科发创〔2017〕353号）和国家发展改革委、国家能源局、科技部等8部委制定的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》（发改能源〔2020〕283号），并综合考虑了我省的实际情况，制定本实施意见。
一、战略意义
煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑，将人工智能、工业物联网、云计算、大数据、机器人、智能装备等与现代煤炭开发利用深度融合，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，实现煤矿开拓、采掘（剥）、运输、通风、洗选、安全保障、经营管理等过程的智能化运行，对于提升煤矿安全生产水平、保障煤炭稳定供应具有重要意义。
目前，全球新一轮科技革命和产业革命正在加速推进，新一代信息技术与能源技术深度融合，煤炭开采智能化在进一步加速。省委、省政府高度重视煤炭工业智能化发展，《山西省能源革命综合改革试点行动方案》进一步明确依托省属大型企业集团建设煤矿智能化技术创新研发中心。当前，实现煤矿智能化和高质量发展面临着创新机制和标准体系不够健全、关键技术亟待突破等问题。煤矿智能化技术创新研发中心是应对科技革命引发的产业变革、推进煤炭工业智能化的重要创新平台，是支撑探索前瞻性、颠覆性煤炭开发利用方式，突破煤炭产业安全和长远发展关键技术瓶颈，拓宽煤炭可采资源边界，延长煤炭产业发展周期，推动煤炭产业迈向价值链中高端的重要科技力量，对国家煤炭产业技术创新发挥战略支撑引领作用，为其他类似的能源大省提供可借鉴的经验，同时，也促进煤炭行业成为社会尊重、人才向往的高新技术行业。
二、功能定位
研发中心针对煤矿智能化发展中的前沿引领技术、关键共性技术，开展科技攻关和产业化研究开发，大力研发应用煤矿机器人，为煤矿开展无人（少人）智能开采提供技术装备支撑。研发中心将研发作为产业、将技术作为产品，致力于源头技术创新、实验室成果中试熟化、应用技术开发升值，推动整个产业向价值链中高端迈进。重点以研发智能装备和机器人为基础，以数据和算法为核心，围绕煤矿精准地质探测、透明化矿井、高效掘进、智能化洗选、智能化综合保障等开展重大技术研发,全面提升矿井感知、数据处理、装备系统、智能控制等能力，形成成熟稳定的煤矿智能化技术体系。
三、主要任务
（一）组建模式和运行机制
研发中心由省属大型企业集团牵头，相关企业、高校、科研院所等参与建设。研发中心牵头组建单位应当具有煤炭行业公认的技术研发优势、领军人才和团队，具有广泛联合产学研各方、整合创新资源、形成创新合作网络的优势和能力。研发中心建设初期实行人、财、物相对独立的管理机制，逐步向独立法人实体转变。 （二）建设目标
研发中心通过建设“一个中心”“两个基地”“三个平台”，努力建设成为全球一流的煤矿智能化研发创新平台，打造世界煤矿智能化技术创新策源地，成为煤矿智能化一体化解决方案的创新者、实践者和引领者，抢占全球煤矿智能化科技创新制高点，培育具有国际影响力的煤炭行业领军企业，带动一批科技型中小企业成长壮大，支撑山西成为能源革命排头兵，为全国乃至全球煤炭工业发展提供“山西方案”。
一个中心：具有全球影响力和竞争力的煤矿智能化前沿引领技术、共性关键技术的研发中心。
二个基地：全球煤矿智能化技术研发和服务、装备设计和制造、智慧矿山标准、商业模式、服务模式的输出基地；引领煤矿智能化建设、煤炭高新技术试验示范基地。
三个平台：国际一流的煤矿智能化科技成果转化与产业化平台；面向全球的煤矿智能化学术交流、产业合作、专业咨询、高端人才培养交流和集聚平台；链接跨行业、跨学科、跨领域的技术创新力量，面向全球开放的协同创新网络平台。
（三）主要工作
研发中心突出技术研发，加快技术转移扩散，为抢占未来产业制高点提供技术支撑。
1.组织开展重大前沿引领技术、共性关键技术、现代工程技术、颠覆性技术等战略研究和技术开发，提升技术创新原始能力。围绕煤矿精准地质探测、透明化矿井、高效掘进、智能开采、煤矿机器人、智能化洗选、智能化综合保障等重大工程技术难题开展基础研究、技术攻关与技术集成。加强对核心基础零部件、先进基础工艺、关键基础材料等共性关键技术的研发；重点突破精准地质探测、精确定位与数据高效连续传输、智能快速掘进、复杂条件智能综采、连续化辅助运输、露天开采无人化连续作业、重大危险源智能感知与预警、煤矿机器人及井下数码电子雷管等技术与装备。
2.结合山西煤炭资源赋存条件及各大矿区的生产条件、管理与技术水平，开展智能化技术应用研究，推动重大科技成果中试熟化与工程化产业化，加快共性关键技术转移扩散，促进科技成果示范应用，推动形成行业技术标准。开展智能化示范煤矿建设，凝练出可复制的智能化开采模式、技术装备、管理经验等，向类似条件煤矿进行推广应用。
3.推进绿色矿山建设，促进生态环境协调发展。坚持生态优先，推广矿区生态环境智能在线监测、矿区地表环境治理与修复、煤层气（煤矿瓦斯）智能抽采利用等新技术，推进煤炭清洁生产和利用。融合智能技术与绿色开采技术，积极推进绿色矿山建设，支持生产煤矿升级改造，达到绿色矿山建设标准。
4.创建为煤矿智能化建设提供技术支撑与服务的新模式，以数据为核心资源，推动煤矿智能化技术开发和应用模式创新，延伸智能煤机制造产业链，从主要提供煤机产品向提供产品与服务转变、向提供整体解决方案转变、向提供系统集成总承包转变，推动制造与服务的协同发展。面向煤炭行业推动科技资源开放共享，解决产业和企业实际技术难题。
5.开展国内外科技合作和交流。以煤矿智能化前沿技术与装备的研发应用为核心，开展跨领域、跨学科、跨专业协同合作。加强与“一带一路”沿线国家能源发展战略对接，探索与沿线国家企业、相关机构建立战略合作伙伴关系，深化互信合作，促进互利共赢。以国际合作为契机，带动我国煤矿智能化技术、装备、标准、服务走出去，同时引入国际煤矿智能化先进技术装备、管理理念、服务模式等，培育具有国际影响力的品牌产品。
6.培养高层次科技创新人才，吸引国内外人才来中心联合开展技术创新活动，加强人才培养，培育一批具备矿业工程、软件工程、信息工程、机器人工程、人工智能等知识技能的复合型人才。
四、支持政策
（一）省财政资金支持。财政引导资金在3年内陆续投入支持研发中心建设，大力支持研发中心开展满足产业发展需要的战略性基础研究、共性关键技术研发和颠覆性技术创新。
（二）省科技计划支持。建立省重点研发计划相关项目由研发中心提出和组织实施或通过揭榜招标实施的模式，在科技项目、平台建设、人才培养、政策试点等方面加大对研发中心的支持力度。
（三）人才引进措施。坚持刚性引才和柔性引才相结合,鼓励和支持采取市场化、社会化的方式,积极引进具有自主研发能力的科技创新人才和团队。一是关于引进急需高精尖缺人才，支持政策按照《山西省财政厅关于印发〈支持引进高精尖缺人才实施办法（试行）〉的通知》（晋财教[2017]229号）执行。二是引进世界排名前200名的高校（不含境内）、985高校或教育部认定的“世界一流学科”全日制博士生，支持政策按照《山西省财政厅山西省人力资源和社会保障厅关于印发〈鼓励优秀博士毕业生来晋工作实施办法（试行）〉的通知》（晋财教[2017]153号）执行。三是引进人才配偶的工作和生活问题，按照《山西省财政厅山西省人力资源和社会保障厅关于印发〈引进人才随迁配偶生活补贴实施办法（试行）〉的通知》（晋财教[2017]154号）执行。四是对柔性引才的院士等高层次专家，按照《山西省人民政府办公厅关于印发山西省深化人才发展体制机制改革财政支持政策的通知》（晋政办发〔2017〕59号）执行。
（四）人才培养。围绕研发中心和煤炭企业发展需求，联合高等院校开设相关专业或培养方向，培养一批专业科研人员，联合技术合作方和职业院校建立实训基地，培养一批具有智能装备操作使用和系统维护能力的技能型人才。
五、组建程序
（一）提出意向。省科技厅提出煤矿智能化技术创新研发中心总体要求，符合条件的单位可以向省科技厅提出建设意向，研究制定建设方案，提出发展方向、建设模式、重点任务等。
（二）方案论证。省科技厅组织专家对建设方案先进行咨询论证，建设单位根据咨询论证意见完善建设方案，方案成熟后再进行现场考察。
（三）启动建设。对于通过咨询论证、各方面条件成熟的，
且公示无异议的，省科技厅批准建设，建设周期一般为三年。
（四）监督和评估。研发中心实行年度报告制度。从批准组建次年开始，建设单位每年2月底前将上年度工作总结和本年度工作计划报省科技厅。建设期满前，省科技厅组织开展建设情况总结评估，并根据评估结果决定后续支持、整改或撤销等重大事项。
附件：煤矿智能化技术创新研发中心建设方案编写提纲
煤矿智能化技术创新研发中心
建设方案编写提纲
一、建设基础
二、总体思路
（一）指导思想
（二）战略定位
（三）建设原则
（四）发展目标
三、建设布局
四、建设任务
五、管理运行机制
六、保障措施
七、进度安排
文件解读：关于《煤矿智能化技术创新研发中心建设实施意见》的解读.docx