創新點

（1）提出了新一代智能開采AI應用技術體系，構建了基于HCPS理論的感知-決策-控制三維協同架構，實現多源數據融合與跨系統聯動，實現了人在回路的新一代智能開采應用模式。

（2）針對綜采工作面復雜場景中液壓支架人機交互協作任務需求，研發了一種高效安全的綜采液壓支架群人機協同決策控制的AI應用系統，形成“應用場景AI決策-人工觀測控制執行-模型持續迭代優化”綜采人機協同運行機制。

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煤炭開采技術的人工智能應用

作者：付翔^1,2,3, 閆明

單位：1. 太原理工大學 礦業工程學院；2. 智能采礦裝備技術全國重點實驗室；3. 山西焦煤集團有限責任公司 博士后工作站

引用格式：

付翔，閆明. 煤炭開采技術的人工智能應用[J]. 綠色礦山，2025，3(1)：63?72. FU Xiang，YAN Ming. Artificial intelligence applications in coal mining technology[J]. Journal of Green Mine，2025，3(1)：63?72.

摘 要

隨著煤炭行業邁向智能化轉型，人工智能技術在煤炭開采全流程中的應用逐漸深入。首先回顧了我國煤炭開采技術的發展歷程，重點分析了人工智能在不同發展階段的技術演變及其對煤礦智能化的影響。針對煤炭開采全流程中的各類智能應用場景需求，提出的新一代智能開采AI應用技術體系，構建了從感知、決策到控制的一體化AI應用框架。以場景為導向、數據為驅動、算法為核心、平臺為載體，設計了新一代智能開采場景式AI應用技術流程，通過實際案例分析，展示了場景式AI應用在煤炭智能開采中的實踐成效。可見，人工智能的應用大幅提升了煤礦的生產效率、安全性和可持續性，推動了煤炭行業的智能化變革，隨著煤礦智能化建設持續推進，煤炭行業將邁向更高效、更安全、更綠色的發展階段，為實現“雙碳”目標和能源結構優化貢獻力量。

引 言

煤炭作為我國重要的基礎能源之一，在保障國家能源安全、支持經濟發展方面發揮了重要的支撐作用。近年來，隨著智能化技術的迅猛發展，煤炭開采正面臨新的變革和機遇。煤炭開采從傳統的人工炮采到普通機械化、綜合機械化，再到當前智能化階段，開采技術和裝備得到了顯著提升。然而，復雜的地質條件、苛刻的作業環境以及安全生產需求，仍對傳統技術手段提出了嚴峻挑戰。人工智能(AI)作為一項前沿技術，憑借其在智能感知、預測分析、自動化控制等領域的強大能力，正在推動煤炭開采從機械化向智能化轉型升級。

當前，我國煤炭行業正在加快推進智能化礦山建設，并初步形成了涵蓋地質勘探、采掘、運輸、分選和安全監測等環節的智能化應用體系。在這一過程中，AI技術已經逐步滲透到各個工序，為煤礦企業實現高效、安全、綠色開采提供了強有力的技術支持。盡管如此，如何實現AI技術在煤炭開采中的場景化落地、如何更好地解決復雜工況下的數據利用與決策優化問題，仍是亟待深入研究和探索的重要課題。

筆者將探討人工智能技術在煤炭開采中的應用實踐，分析初級智能開采向新一代智能開采演進內涵，提出一個適用于新一代智能礦山的場景化AI應用框架，并結合實際案例展示AI賦能煤炭開采的應用模式，為未來煤炭行業的智能化轉型升級提供參考。

部分圖片

圖 1 初級智能開采向新一代智能開采演進及內涵

圖 2 新一代智能開采場景式AI應用技術流程

圖 3 液壓支架集群人機協同決策控制的云邊端AI應用系統

圖 4 系統現場運行機制

作者簡介

付翔，博士（后），太原理工大學礦業工程學院副教授，博士生導師，智能采礦裝備技術全國重點實驗室主要成員。從事智能采礦工程專業的教學與科研工作，主持國家級科研項目2項，省級科研項目3項，企業橫向項目10余項，獲2021年度煤炭青年科技獎，中國煤炭工業協會科學技術一等獎2項。

研究方向

智能采礦數智賦能技術：煤礦工業場景AI應用技術、煤礦生成式人工智能應用技術、煤礦多智能體應用技術、煤礦工業數據智能計算架構技術

主要成果

致力于新一代智能煤礦AI賦能技術研究，提出面向煤礦工業場景的AI模型應用技術方法，研發了煤礦安全生產數智分析-決策-孿生一體化平臺，平臺與煤礦自動化系統融合，已應用于山西、內蒙、山東等多地煤礦，利用AI模型的數據推理能力，解決了煤礦安全生產應用場景的智能決策與控制問題。相關成果已發表核心以上論文60余篇，授權發明專利20余項，軟件著作權20余項。

策劃丨郭曉煒

責編丨王曉珍

編輯丨李莎

審核丨常明然

煤炭科學研究總院期刊出版公司擁有科技期刊21種。其中，SCI收錄1種，Ei收錄5種、CSCD收錄6種、Scopus收錄7種、中文核心期刊9種、中國科技核心期刊11種、中國科技期刊卓越行動計劃入選期刊4種，是煤炭行業最重要的科技窗口與學術交流陣地，也是行業最大最權威的期刊集群。

期刊簡介

為深入貫徹習近平生態文明思想，踐行“綠水青山就是金山銀山”理念，搭建綠色礦山建設領域高端學術交流平臺，2023年5月，經國家新聞出版署批準，由中國煤炭科工集團主管、煤炭科學研究總院有限公司主辦的中文科技期刊——《綠色礦山》（Journal of Green Mine）應運而生?！毒G色礦山》為季刊，國內統一連續出版物號為：CN10-1912/TD，ISSN號：2097-3357，由《綠色礦山》編輯部負責策劃、出版、發行。

刊登范圍

綠色勘查、綠色開采、礦山地下空間利用、綠色選冶、礦山環境保護、低碳技術及節能減排、數字礦業、綠色低碳經濟政策與評價等。

期刊主頁

http://www.lsks.org.cn

投稿網址

https://lsks.cbpt.cnki.net/EditorAN/index.aspx?t=1

聯系：常明然

電話： 010-87986452

郵箱：journalofgreenmine@163.com

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