中外煤矿智能化大比拼：从理论到实践

本文从理论攻关、工程实践两方面对中外的煤矿智能化进行简单对比，特别是实践方面。不求细、不求全，但求讲到重点。不仰看、不俯视，尽量保持客观。

1.理论研究进展对比

（1）基础理论研究的侧重点

      中国注重整体协同性和综合性。一方面，注重深入研究多源异构数据的融合与交互，构建统一的信息模型和数据架构，实现煤矿数据的有效整合与利用。比如通过多源异构关系数据的统一描述方法的研究，构建具有物理逻辑、功能逻辑、事件逻辑的多层次智能信息体，以及智能煤矿逻辑模型。另一方面，注重研究设备群的全局最优规划和分布式协同控制，考虑设备之间的相互关系和协同工作模式，从而提高开采系统的整体效率和稳定性。

       国外更偏向于单项技术的深挖和创新。比如，澳大利亚在矿井惯性导航技术就处于领先地位，在国内只租不卖，很强势。它通过高精度光纤陀螺仪和定制的定位导航算法，实现了采煤机的三维精确定位，为自动化采煤提供了精准的位置信息，可实现工作面直线度控制。又比如，德国在采煤机等关键设备的智能化控制方面很有研究。

（2）理论体系的完善程度

        中国已经形成了较为完整的煤矿智能化理论体系框架，涵盖了从地质探测、开采工艺、设备控制、安全管理、技术标准等多层次多角度，且仍在不断地完善和更新中，相关的学术研究和技术创新成果不断涌现。但在一些关键技术的理论深度上仍需探索和突破，具体存在哪些问题建议阅读王国法院士的相关论文。

        国外煤矿智能化理论体系发展相对较早，在某些特定领域的研究较为成熟和深入，但整体的理论体系则相对较窄，缺乏对煤矿智能化系统的全面性和综合性理论研究，这也与我国以煤炭为主要能源而不得不大力研究的国情有关。不过，国外在理论与实践的结合方面较为紧密，这值得借鉴。

2.工程实践应用对比

（1）技术应用的范围和程度

        中国煤矿智能化实践发展迅速。据国家能源局消息，“截至2024年6月底，全国已累计建成智能化采煤工作面2201个、掘进工作面2269个，智能化煤矿产能占总产能比重达到45.9%。”在这些实践中，智能化技术不仅应用于采掘关键环节，还在运输、通风、排水、安全监测、设备管理等方面得到了广泛应用。

        国外的煤矿智能化技术应用主要集中在地质条件较好、开采规模较大的煤矿。美国、澳大利亚、德国等国家的部分大型煤矿在自动化采煤、设备远程控制、智能监测等方面取得了较好的应用效果。但整体上，国外煤矿智能化技术的应用范围相对较窄，对于复杂地质条件下的煤矿智能化开采技术应用还处于探索阶段。

（2）智能化系统的集成度

        中国的煤矿智能化系统注重整体集成，强调各个子系统之间的协同工作和信息共享，即通过建立统一的智能化管理平台，将采掘、运输、通风、安全等多个系统进行集成，实现对煤矿生产全过程的集中监控和管理，为决策提供有力支持。

        国外的煤矿智能化系统在集成度相对较低，各系统间的独立性较强，缺乏有效的信息交互和协同工作机制。虽然一些先进的技术和设备在单个系统中得到了应用，但系统之间的整合和协同还需加强。

（3）设备智能化水平

        中国的部分煤矿智能化设备已经达到了国际先进水平，国产采煤机、液压支架、运输装备、安全监控系统、巡检机器人等得到了广泛应用。但在一些高端设备的核心技术和关键零部件方面，仍然依赖进口。

        国外的煤矿智能化设备技术较为成熟，可靠性高一些。德国的采煤机、美国的刮板输送机等设备在自动化控制、运行稳定性等方面具有较高的水平。此外，国外在设备的智能化改造和升级方面具有更丰富的经验。

（4）实践效果与经济效益

        中国通过煤矿智能化建设，使得煤矿的安全水平和生产效率得到了大幅提高，作业人员数量减少，安全事故发生率降低，取得了显著的经济效益和社会效益。一些智能化煤矿的单产能力提高了 30% 以上。

        国外的煤矿智能化实践也取得了一定经济效益和安全效益，但由于应用范围相对较窄，整体效果不如中国显著。他们在智能化实施过程中更加注重对环境的保护和资源的高效利用，不过中国的绿色开采技术也是解决这些问题。