煤炭工業數字化發展戰略研究

康紅普 ，任世華 ，王保強 ，陳佩佩 ，鄭德志 ，龐義輝 ，張亞寧 ，陳茜 ，劉躍東 ，焦小淼

（1. 中國煤炭科工集團有限公司，北京 100013；2. 煤炭科學研究總院有限公司，北京 100013；3. 中國科協創新戰略研究院，北京 100038）

一、前言

全球性的數字化浪潮正在興起，世界各國進入了以信息產業為主導的新經濟發展時期。我國“十四五”規劃綱要提出，加快數字化發展，建設數字中國，加速推進數字化發展進程；31個省份發布了省級數字化轉型發展規劃，以全面推進信息技術在經濟社會各領域的應用。2022年，我國數字經濟規模為50.2萬億元，居世界第二位，在國內生產總值（GDP）中的占比提升至41.5%[1]。

煤炭是我國能源體系的“壓艙石”[2]，在未來相當長的時間內煤炭需求量將保持在3.5×109~4.5×109t/a[3]。在加快發展數字經濟、積極穩妥推進“雙碳”目標的形勢下，搶抓數字經濟發展機遇，推進煤炭數字化升級轉型，構建數字經濟與煤炭工業深度融合發展新格局，形成煤炭工業數字化發展新優勢[4]，對加快新舊動能轉換、推動煤炭工業高質量發展[5]具有重要意義。一方面，數字化是實現煤炭工業自身高質量發展的迫切要求。煤炭工業安全生產形勢依然嚴峻，智能綠色開發水平不高，對生態環境損害嚴重等問題依然存在，亟需以數字化為依托，推進自身安全綠色高質量發展。另一方面，安全高效、清潔低碳的新型能源體系和智慧能源系統建設，迫切要求煤炭工業數字化，完善煤炭數字化基礎設施建設并與數字技術融合，促進煤炭領域與新能源、可再生能源的協同發展。

我國煤炭工業數字化的相關研究已有開展，集中在煤炭工業“兩化”融合、煤炭企業數字化升級轉型、煤礦智能化等方面?！皟苫比诤蠟槊禾抗I數字化發展確立了重要基礎，在組織管理體系、基礎設施水平、系統建設應用、產業鏈協同水平等方面取得了成效[6~8]；煤炭工業“兩化”融合水平達到我國工業行業的平均水平，進一步明確了新時期煤炭工業“兩化”融合的核心任務[9]。針對煤炭企業，側重從頂層設計、體制機制、數據集成、網絡安全、基礎研究與應用等方面出發，分析數字化升級轉型的現狀與問題[10,11]，探討數字化升級轉型的方向、任務及趨勢[12,13]。煤礦智能化建設是煤炭工業數字化發展的重要內容[14]，近年來我國相關研究提速[15]，在基礎理論體系、關鍵技術研發與應用方面取得了重大進展[16]；但整體處于初級階段或培育示范階段，受到理念、制度、技術、裝備、人才等因素的制約，面臨多重挑戰。

本文界定煤炭工業數字化的內涵，測算煤炭工業數字經濟規模，進而厘清煤炭工業數字化發展現狀并辨識面臨的瓶頸與挑戰；系統提出煤炭工業數字化發展戰略，深入研判煤炭工業數字化發展的系列關鍵技術，以期為煤炭工業數字化發展研究與工程建設提供借鑒和參考。

二、煤炭工業數字化的內涵與數字經濟規模測算

（一）煤炭工業數字化的內涵

面向數字經濟加速發展、“雙碳”目標積極穩妥推進等新形勢，結合我國煤炭工業自身特點及實際情況，借鑒國內外其他行業數字化發展經驗，本研究將煤炭工業數字化的內涵界定為：以數據要素創新驅動為核心，煤礦信息化、網絡化建設為基礎，運用新一代信息技術、數字技術變革煤炭資源的開發與利用方式，優化重構煤炭企業的業務流程與組織管理模式，提升煤炭工業治理體系和能力；實現煤炭“產、運、儲、銷、用”全產業鏈，煤炭工業、企業、煤礦各層級，煤炭資產、技術、人才全要素的數字化升級轉型，構建柔性協同的煤炭生產供應體系，推動煤炭工業“安全高效、智能綠色、清潔低碳”高質量發展[17]。

（二）煤炭工業數字經濟的分類與規模測算

煤炭工業數字經濟立足煤炭產業數字化基礎條件，以數據資源、現代信息網絡、信息通信技術推動煤炭領域經濟活動的效率提升和結構優化。依據國家統計局發布的《數字經濟及其核心產業統計分類（2021）》，結合我國煤炭工業實際發展情況，界定煤炭工業數字經濟的產業范圍，具體分為煤炭產業數字化、煤炭數字產業化兩部分。① 煤炭產業數字化指在新一代數字科技的支撐和驅動下，以數據為關鍵要素、價值釋放為核心、數據賦能為主線，對煤炭產業鏈上的全要素進行數字化升級、轉型、再造的過程；主要表現為數字化效率提升，涵蓋數字采礦、煤機裝備智能制造、煤炭智慧物流、煤炭智慧倉儲等產業方向。② 煤炭數字產業化指為煤炭產業數字化發展提供數字技術、產品、服務、基礎設施和解決方案，以及完全依賴于數字技術、數據要素的各類經濟活動。包括數字產品制造業、數字產品服務業、數字技術應用業、數字要素驅動業4類細分產業，涵蓋煤炭電商平臺、煤炭應用軟件開發及信息技術服務、井下智能設備制造等產業方向。

目前，我國煤炭工業數字經濟規模的系統測算研究未見報道。本研究根據《數字經濟及其核心產業統計分類（2021）》并結合煤炭工業發展實際，將煤炭工業數字經濟規模劃分為煤炭產業數字化規模、煤炭數字產業化規模（見表1）：前者以智能化煤礦營收、現代煤化工營收、煤機裝備智能制造營收之和進行測算；后者以煤炭信息技術產業營收進行測算。以2021年為研究年，我國煤炭工業數字經濟規模的測算值約為7715億元，約占煤炭工業總產值（以煤炭開采與洗選、煤機裝備制造、煤化工營收之和估算）的15.2%。其中，煤炭產業數字化規模占據著主導地位，在煤炭工業數字經濟規模中的占比約為96%。對照2021年我國數字經濟總體規模（45.5萬億元、39.8%的GDP占比），煤炭工業數字經濟規模及占比整體偏低，煤炭工業數字化發展任重而道遠。

表1 煤炭工業數字經濟規模測算值

三、煤炭工業數字化發展的現狀與基礎

（一）數字化基礎設施逐步建設和推廣

近年來，煤炭工業加速推進“兩化”融合，把握“新基建”發展機遇，大范圍開展數據中心、工業以太環網、第四代移動通信（4G）網等信息化基礎設施的建設和推廣，初步滿足了信息化發展需求。各大煤炭集團推進企業“一朵云”建設，積極升級新型數據中心并提升網絡安全防護能力，網絡核心設備的國產化率、網絡安全軟件使用的國產化率分別提升至92%、97%（由20家大型煤炭集團總部的統計值平均而得）。各類煤礦普遍將工業以太環網的速率從百兆、千兆升級為萬兆甚至十萬兆，滿足了海量數據傳輸、存儲、應用的新要求。井下無線通信系統由原來的小靈通、第三代移動通信（3G）、4G等網絡逐步升級到第五代移動通信（5G）、第六代無線網絡技術（Wi-Fi 6）、第五代固定網絡（F5G）等的融合組網；井下人員定位系統逐漸從射頻識別區間定位升級至超寬帶亞米級精準定位。

（二）數字化技術加快場景融合應用

5G、大數據、區塊鏈等信息技術加速與煤炭工業各場景的融合應用。目前，5G組網應用已在全國百余個煤礦實施，采掘工作面遠程控制、全景視頻拼接、智能巡檢、露天煤礦自動駕駛等場景下的創新應用也在持續深化。礦山領域首個工業互聯網操作系統“礦鴻”已在各大煤炭集團開展推廣應用，支持破除數據壁壘。自動駕駛技術在露天煤礦率先實現常態化應用，井工煤礦無人駕駛正在多個礦區測試運行。人工智能（AI）技術已在煤礦100多個細分作業場景中開展實際應用，31種煤礦機器人在370余處礦井中獲得現場應用。

（三）煤炭企業加速推進數字化升級轉型

煤炭企業整合優勢資源，加快利用數字技術開展全方位、多角度、全鏈條的企業能力改造，將數字經濟、數字技術提升至企業未來發展的重要產業板塊位置。煤炭央企在數字化升級轉型中發揮了引領作用，國家能源投資集團有限責任公司、中國中煤能源集團有限公司、中國煤炭科工集團有限公司等企業具備良好的信息化基礎條件，也對數字化升級轉型有著較為深刻的認識；強化頂層設計、加大創新與應用力度，持續推進生產、運營、管理的數字化升級轉型。此外，山西、河北等省份的地方煤炭企業也在加快建設“能源云”“兩地三中心”等數字化項目，積極推進企業的數字化升級轉型。

（四）煤礦智能化建設進入快速發展階段

智能化煤礦建設是煤炭工業數字化發展的重要組成部分?！蛾P于加快煤礦智能化發展的指導意見》（2020年）發布后，全國煤礦智能化建設進一步加速。數次召開全國煤礦智能化建設推進會，發布《煤礦智能化建設指南（2021年版）》《智能化示范煤礦驗收管理辦法（試行）》（2021年）等管理指南，開展首批國家級智能化示范煤礦建設。此外，14個省份發布了有關煤炭智能化建設的地方性指導文件。得益于政策、資金、項目的支持，煤礦智能化標準體系和框架初步建立，國家、行業、團體等層面的標準陸續頒布，一批核心技術裝備研發與應用實現重大突破。2023年6月，全國累計建成的智能化采掘工作面超過1300處[18]。薄煤層、中厚煤層、特厚煤層的綜采和綜放開采都有良好的應用案例，形成了黃陵智能化煤礦，老礦區復雜條件智能煤礦，蒙、陜、晉千萬噸級高強開采智能化煤礦等建設模式，標志著我國煤礦智能化建設進入快速發展期[19]。

（五）煤炭工業信息技術產業規模逐步壯大

新一代信息技術、數字技術加速應用于煤炭工業各類場景，煤炭信息技術產業從無到有、逐步壯大，初步形成了包括各類硬件設備、操作系統、工業互聯網平臺、軟件 / 移動應用服務等在內，較為完整的信息技術產業生態體系。2021年，煤炭信息技術產業營收同比增長30.7%，利潤、研發投入分別同比增長48.3%、39.15%；煤炭企業創立的信息技術企業也在發展壯大，年營收過億元的企業超過30家，過10億元的增至3家[20,21]。隨著煤炭企業數字化升級轉型、煤礦智能化建設加快推進，煤炭信息技術產業規模仍有拓展壯大的空間，未來市場潛力突出。

四、煤炭工業數字化發展的問題與挑戰

（一）認識理念上仍存在懷疑態度和保守思維

煤炭工業數字化是一項逐步迭代、復雜艱巨、長期持續的系統工程，具有投入大、成本高、見效慢的特點。部分煤炭企業未能充分認識到數字化是行業發展的必然趨勢，也缺乏頂層規劃以及長期投入的決心和耐心，存在著懷疑態度、保守思維、畏難情緒、消極心理。當前，與大部分傳統能源企業一樣，煤炭企業向數字化升級轉型整體處于起步階段，多數企業停留在試點階段；規?；茝V有待開展，“不會轉”“不敢轉”的問題較為突出。

（二）數字化基礎設施仍待完善升級

數字化發展對煤炭工業提出了超寬帶、安全、大數據、AI等方面的數字化基礎能力要求，而傳統信息化基礎設施的網絡能力、運算能力已很難滿足煤炭工業數字化發展的需求。面向數字化升級轉型的基礎設施頂層設計缺乏，各類系統相互隔離，不能滿足生產精益化、柔性化，決策科學化的發展需求[22]。網絡性能、覆蓋及數據治理能力不強，部分煤礦的帶寬不足，視頻監控、瓦斯監控等環境感知設施不充分；類型繁多的異構數據導致生產、經營等方面的業務流程難以貫通，甚至出現數據“采而無用”等問題。部分煤炭企業缺乏必要的網絡安全管控設施，未達到信息安全動態感知、主動防御、網絡安全等級保護要求。

（三）人才隊伍難以適應數字化升級轉型要求

數字化升級轉型不只是技術轉型，實質上是人才隊伍的轉型。人才隊伍是數字化發展的第一要素。煤炭工業不僅缺乏掌握AI、大數據等的數字技術人才，而且缺乏懂技術、懂業務的高端復合型人才；企業高層的認識理念、各級管理人員的知識結構、基層生產人員的素養與技能，都與數字化驅動的行業發展革新趨勢不相匹配。按照煤炭行業的普遍認識，煤礦采掘一線工人80%以上的學歷在?？埔韵?，具有高級技師、技師等級證書的工人占比不足3%，一線管理人員中具有高級技術職務的比例僅為1.5%。伴隨著全行業的數字化推進，煤炭工業數字化人才的缺口將進一步擴大，更加廣泛的數字化人才培養工作迫在眉睫。

（四）關鍵核心技術未能充分支撐行業發展

煤炭工業特色關鍵技術存在研發難度大、進度滯后、融合應用水平偏低的突出問題，尚未真正形成數字化成套技術供給能力，制約著數字技術與煤炭工業的深度融合。除了少量的優勢煤炭企業，多數煤炭企業的數字技術應用仍處于初級形態，數字技術對關鍵核心生產環節的賦能作用較弱，應用數字技術挖掘生產潛力的預期難以實現。例如，山西省已有24座煤礦實現“5G下井”，多為高清視頻傳輸、遠程控制等“簡單”場景應用，而復雜且更具生產價值的應用場景仍待挖掘。

五、煤炭工業數字化發展的戰略目標與路徑

（一）戰略目標

順應經濟社會數字化發展的重大趨勢，推動煤炭工業與數字經濟深度融合發展：煤礦成為安全智能的“煤炭數字化生產車間”，煤炭企業成為創新高效的“煤礦數字化管理平臺”，煤炭工業成為柔性協同的“煤炭產品數字化供應系統”，支撐建設國家新型能源體系。

煤炭工業加快全方位數字化升級轉型，不斷壯大煤炭數字經濟規模，實現安全高效、智能綠色、清潔低碳發展，增強能源安全供給能力。以《數字中國建設整體布局規劃》（2023年）、《“十四五”數字經濟發展規劃》（2022年）等為行動指引，把握能源數字化、智慧能源系統發展形勢，筑牢煤炭數字化基礎設施條件，強化煤炭數字化人才支撐，增強煤炭數字化關鍵技術能力，優化煤炭數字發展環境，賦能煤炭工業、企業、煤礦的數字化升級轉型。

煤炭工業數字化發展可采取“三步走”。① 煤炭工業數字化2.0。到2025年，國家級智能化煤礦（示范煤礦）產能占比達到20%，煤炭數字經濟規模在煤炭工業總產值中的占比達到20%，大型煤炭企業的原煤生產人員效率突破10 t/工，百萬噸死亡率降低至0.05以下。② 煤炭工業數字化3.0。到2035年，具有國家級智能化煤礦水平的煤炭產能占比達到50%，煤炭數字經濟規模在煤炭工業總產值中的占比達到50%，大型煤炭企業的原煤生產人員效率超過20 t/工，百萬噸死亡率降低至0.04以下。③ 煤炭工業數字化4.0。到2050年，煤炭工業數據資源共享機制建成，具有國家級智能化煤礦水平的煤炭產能占比達到100%，煤炭數字經濟規模在煤炭工業總產值中的占比達到80%，煤礦安全生產實現“零傷亡”。

（二）戰略路徑

1. 筑牢煤炭數字化基礎設施能力

加快煤炭工業“新基建”發展，提高數字基礎設施保障能力。推進智能傳感器、環境感知終端、視頻監控設備等智能終端在煤炭工業的大規模應用，全面提高基礎設施的感知能力。因地制宜并適度超前，開展煤礦專用數據網、高速工業環網、物聯網建設，提高5G網絡建設和應用水平，增強常態數據采集、應急通信快速組網能力。針對井下應用場景，推動無線公網通信融合應用，支撐終端裝備、各類能源數據大規模接入無線公網，構建煤礦融合泛在的通信網絡。

2. 強化煤炭數字化人才支撐

自主培養與外部引進并重，擴大煤炭與數字技術兼具的高技術人才，懂技術、懂業務的高端管理人才的規模；配套人才激勵機制與持續性培養模式，提升煤炭工業數字化發展的人才支撐能力。支持煤炭企業與高校、技術服務企業共建培養基地，持續開展員工分級分類培訓，整體性提高煤炭行業的數字理論知識和應用技能水平[23]。鼓勵煤炭相關的高校、職業技能學院優化學科建設方向，增設數字化工科專業，批量化培養復合型人才、實用技能型人才。

3. 增強煤炭工業數字化兩大關鍵能力

一是加快數字化技術融合創新。在煤炭勘查設計、開發、轉化利用的過程中，凝練并形成數字化技術與各類場景的融合應用。突破數字化相關的共性關鍵技術，提升煤炭智能裝備的國產化和成套化水平，重點研發精準地質探測、智能快速掘進、復雜條件智能綜采、重大危險源智能監測預警等技術裝備。加快煤礦智能化建設，開展開發工藝和裝備智能化升級，推動固定場所無人值守、危險崗位機器人替代、各重要環節智能化聯動。建立智能柔性供應技術體系，顯著增強柔性供應能力。

二是強化網絡與信息安全保障。將網絡與信息安全置于數字化升級轉型工作中的突出位置，強化信息安全防護體系，構建覆蓋煤礦業務全生命周期的“預警?監測?響應”動態防御體系。① 重要信息系統實行安全等級保護，提升重要領域、基礎網絡、重要系統的安全防護水平。② 建設網絡與信息安全、安全災備等設施，推廣使用國產軟件，逐步實現國產化替代，提高核心技術和核心設備的自主化水平。③ 應用數據加密傳輸等技術，提升能源數據通信網絡的安全水平。

4. 優化煤炭工業數字化兩個發展環境

一是構建數字產業生態。① 加強數據治理和數據挖掘，發展煤炭地質災害、生產安全、綠色低碳、經營管控、風險防控等關鍵領域中的大數據算法和模型，解決煤炭企業數據“采而無用”問題；構建合作機制，形成煤炭企業之間、關聯行業之間的數據資源共享機制。② 建立覆蓋企業、行業、跨行業級的多層次工業互聯網平臺，整合和利用各類數據中心、平臺資源，建立煤炭工業數據資源共享機制。

二是構建開放共贏的合作格局。① 推動煤炭工業開放并融合外部資源，打破產業鏈上不同層級、涉及不同行業的數據壁壘，實現跨部門、跨行業、跨區域的深度融合，形成良好發展生態；以數據流貫通煤炭生產、運輸、儲備、貿易、利用等環節，促進業務流程、管理機制、商業模式、應用范式的協同和全面優化。② 建立生態伙伴協同發展機制。組建煤炭工業信息技術產業板塊，推動煤炭企業集團下屬信息技術企業與其他領域的信息通信技術企業開展靈活且深入的合資及合作，鼓勵優勢煤炭企業將內部數字基礎設施、裝備、軟件等拓展服務于外部市場；加快區塊鏈等數字技術的工程應用，開展煤炭數據交易、征信等服務。

六、煤炭工業數字化發展的關鍵技術研判

（一）重點發展方向

1. 研發應用數字化技術裝備

以集成產品開發、產品生命周期管理為依托，優化研發流程，提高技術裝備研發效率，實現產品、技術裝備研發轉向數字化、平臺化協同；積極發展AI、區塊鏈等信息技術與煤炭工業相結合的技術裝備。建設煤炭洗選、利用、煤機制造等環節的數字化、智能化車間 / 工廠 / 廠區，提升煤機裝備的智能制造水平。

通過對武當山旅游景區自媒體營銷的實際運用的觀察，發現自媒體對于公眾的吸引力仍然不太強，游客的關注度還有待提高，可供游客參與互動的營銷、促銷活動更是少之又少。

2. 推進設計建設與運行數字化

應用建筑信息模型（BIM）+地理信息系統（GIS）、5G、大數據等數字化技術，建立三維礦山信息模型、三維協同設計平臺，提升勘察、設計、建設、運營等環節的信息共享和業務協同能力；推動工程數字化管理、數字化交付，實現運行管理的數字化和智能化。在開采運營階段，應用5G+萬兆工業環網等技術，實現煤礦數據的高效采集和傳輸；基于虛擬仿真技術進行開采模擬，提高礦井的抗災和防災能力；采用數字控制、大數據分析、云計算等技術，增強相關設備的自主學習和決策支持能力，實現智能化、無人或少人化開采。通過數字化、信息化技術運用，實現煤礦全生命周期的生產運營管理。

3. 構建行業數字化發展生態

聚集煤炭行業協會、科研機構、企業、高校的優勢資源，按照平等互利、合作共贏的理念建設技術創新應用共同體，形成聯合攻關、協同創新的應用生態。共建共享以信息與通信技術為基礎的煤炭工業互聯網平臺、行業大數據中心，形成煤炭工業數據資產，引導行業規范化發展。構建研發、營銷、交付、服務等環節的煤炭工業數字化生態，推動產業內上、下游的數字化升級轉型。

（二）全產業鏈需求技術

1. 煤炭勘查設計數字化技術

研究煤礦地質高精度地震探測、井下復雜環境自動化掃描重構、圍巖穩定性動態監測、大數據分析等技術，開發礦井多源異構數據融合、信息動態關聯、復雜條件地質幾何建模、煤礦全空間地學信息等系統。研發井下復雜環境多物理場（含復合動力災害、地下水、巖體、瓦斯、粉塵、溫度、有害氣體）自適應感知技術，發展地質屬性信息時空演化的實時融合分析、隱蔽災害可視化能力。開發面向智能開采的“透明礦井”核心軟件平臺，實現煤炭資源動態管理、開發過程追溯、災害監測預警、應急輔助決策等功能?；诰G色智能煤礦標準，研發礦井數字化勘察設計技術，采用BIM、GIS等技術并融合虛擬現實方法進行礦井設計，將以往獨立設計的礦井各系統進行集成，實現礦井勘查設計的數字化。

2. 煤炭安全智能開采數字化技術

深化沖擊地壓、強礦壓、水、火、瓦斯、有毒有害氣體監測預警與綜合防治技術研究，發展覆巖破壞及頂板來壓預警分析技術，建立覆巖運移破壞可視化監測系統。開發工作面頂板災害監控預警平臺，構建“一通三防”系統監測、智能預警及診斷系統。研制供電系統電能大數據分析與遠程監測集控、災害風險智能分級預警管控等技術裝備，提升礦井生產安全保障能力。研制適應不同賦存條件的智能化開采技術裝備，具有精確定位、自適應截割能力的快速掘進與全自動支護技術及裝備。研發智能化臨時支護裝置，開展多功能掘進機的整機布局與結構優化，運用運輸系統集群分布式協同聯動控制技術，建立運輸全流程無人化協同作業系統。集成露天無人駕駛、車聯網、電（氫）能源驅動、車輛自導航及定位等技術，開發智能化調度分配系統，提高煤礦智能化裝備應用水平。

3. 煤炭柔性靈活供給數字化技術

4. 煤機裝備智能制造數字化技術

加快煤機裝備智能制造工藝創新和系統優化，推進智能車間、工廠、廠區建設[24]。研發智能制造數字化系統，同步推動基礎網絡建設，為煤機智能制造提供網絡基礎保障。利用數字技術驅動服務業、煤機裝備制造業的深度融合，催生煤炭工業發展的新模式、新業態，推動煤炭工業裝備制造由單純提供產品轉向提供包括產品、服務在內的一體化解決方案，系統集成總承包能力。

5. 煤炭清潔高效利用數字化技術

發展煤炭洗選全流程智能控制、數字孿生運維等技術，形成相應技術工藝及裝備[25]。研發基于數字化的高效率、低排放煤基發電技術，提高先進高參數燃煤發電技術水平?；跀底只侄胃倪M地下原位煤氣化、氣化熱解 / 氣化燃燒一體化、低階煤分質利用、煤基產品新工藝等技術，提升煤化工數字化水平。

（三）關鍵單項技術

1. 數字地質勘查與勘探技術

發展數字地質遙感、高速無線數據傳輸航空電磁、智能化地震采集、智能化地震處理及解釋等技術，支持實現礦產資源勘查區地質結構、生態環境及其演化過程的可視化、透明化，以及勘查數據采集、管理、處理、傳輸、模型構建、預測評價、決策分析、服務應用的全過程數字化、可視化、智能化。

2. 智能開采技術與裝備

發展快速智能掘進成套技術裝備，復雜困難地質條件下的綜采、綜放智能自適應協同開采關鍵技術與裝備[26]，提升綜采設備精準定位與導航、智能自適應液壓支架、智能采煤機、煤礦井下機器人等的智能化水平。部署智能化煤機裝備智能制造技術、煤礦生產決策智能化管控系統應用，實現煤機裝備制造過程與應用場景的智能化。

3. 安全高效開采地質保障技術

構建綜采（掘）工作面探測信息大數據分析平臺，發展綜采（掘）工作面采動應力定量探測技術與裝備、煤礦井下智能鉆探技術與裝備、礦井四維GIS綜合探測與應用系統、礦井地質信息時空狀態數據庫技術、綜采（掘）工作面地質信息綜合管理系統、透明綜采（掘）工作面三維地質動態模型技術等，實現地質數據與工程數據的融合共享，為采掘機運通各業務系統提供統一的資源地圖支撐。

4. 煤炭精準智能洗選加工技術

發展煤炭精準分選技術工藝及裝備，旋流場重介質精準分選、智能干選技術與裝備，工藝參數及產品質量高精度在線檢測預測技術，精細化、智能化煤炭分選加工共性關鍵技術等，實現煤炭洗選過程的常態化無人值守作業。

5. 燃煤與可再生能源耦合發電技術

研究基于數字化的煤炭與風、光等可再生能源深度耦合發電、制氫、化工轉化技術，推廣應用煤礦區煤電與光伏發電、風電、水電智能協同，采煤沉陷區治理與光伏發電融合等技術，推動煤炭、煤電與新能源的優化組合，全面提升能源供給的柔性與韌性。

6. 井下流態化開采與轉化一體化技術

發展基于數字化的深部原位流態化開采的地質保障、精準導航、智能開拓布局、智能化分選等技術，構建深部原位一體化流態化開采、無人化智能輸送與提升等技術裝備體系[27]。突破深部原位能量誘導物理破碎流態化開采、化學轉化流態化開采、生物降解流態化開采、富油煤原位熱解發電、煤粉爆燃發電等前沿技術，革新固體資源開采模式，實現井下無人智能化采、選、充以及熱、電、氣轉化的流態化開采。

7. 基于數字化的煤礦區碳減排技術

發展基于數字化的煤礦區碳排放監測技術，開發適用于商業規模的高效率、高通量、緊湊型大型CO2分離數控設備。研發CO2礦化封存及配方信息化仿真應用技術、CO2礦化發電顛覆性技術、數字化的CO2驅替煤層氣技術，以數字化技術賦能煤炭開發利用過程中的碳補集、利用與封存。

8. 煤炭及共伴生資源智能協同開發技術

研發煤炭與典型共伴生資源一體化智能開發的成套工藝與裝備，構建煤系共伴生金屬 / 非金屬固體礦產資源智能協調開采方法與技術體系，突破深部煤系“三氣”綜合智能開發、礦區煤層氣分布式智能高效利用等技術，推進煤炭與共伴生能源資源一體化智能開發。

七、煤炭工業數字化發展建議

（一）建立煤炭工業數據統一管理機構和平臺

建議設立煤炭數據管理機構，統籌煤炭工業數據管理工作，協調推進煤炭工業數據基礎制度建設，研究制定煤炭工業數字化頂層設計，組織建設煤炭工業數字化平臺等。建立煤炭工業大數據平臺，積累和挖掘煤炭勘探、開發、運輸、儲備、銷售、利用等產業鏈上全要素、全生命周期的數據信息，應用大數據技術開展分析以賦能行業發展。近實時化地掌握煤炭供需態勢，精準響應煤炭消費需求變化并開展柔性供給，構建兼具穩定性和靈活度的煤炭供應鏈。

（二）組建國家級煤炭數字化技術創新實驗室

發揮優勢煤炭企業的骨干和帶動作用，建設國家級煤炭數字化技術創新實驗室。保障科技資源投入，深化煤炭數字化基礎理論與技術應用研究，側重技術突破與融合應用，創新煤炭特色場景下的共性技術。著力解決“卡脖子”技術環節，在AI、大數據、區塊鏈、工業控制安全、機器人、數字孿生等方向開展特色化、定制化研發，提升煤炭工業專用的單機裝備、電子元器件、基礎軟件的國產化水平。

（三）提升煤炭數據共享及價值挖掘能力

按照國家大數據戰略的整體部署，支持企業健全和完善煤炭數據采集的管理機制及標準體系，以煤炭數據資源高質量共享來提升煤炭商業數據開發利用水平。強化煤炭企業數字治理體系和能力建設，形成數據資產目錄，提升煤炭數據資源規模和質量；支持市場主體依法合規采集煤炭流通、交易、監測診斷等的數據，培育和壯大煤炭數據服務業務。

（四）建設國家級煤炭數字化人才培養基地

加強傳統礦業學科與現代信息技術學科的交叉融合，探索煤炭工業數字化管理和技術人才的分級體系建設，規?；囵B煤炭工業高素質人才，建成國家級煤炭數字化人才培養基地。分領域、分層級開展煤炭工業數字技能提升專項培訓，提高廣泛運用數字技術的能力水平。將數字人才培養與煤炭工業轉型升級計劃、國家中長期煤炭科技發展規劃、有關重大工程項目實施相結合，壯大“數字采礦”高端復合型專業人才隊伍。

利益沖突聲明

本文作者在此聲明彼此之間不存在任何利益沖突或財務沖突。

Received date:October 24, 2023;Revised date:December 16, 2023

Corresponding author:Ren Shihua is a research fellow from China Coal Research Institute Co., Ltd. His major research fields include the economic evaluation of coal technologies and energy strategies. E-mail: ren@cct.org.cn

Funding project:Chinese Academy of Engineering project“Research on the Integrated Green Development Strategy of Coal and Coassociated Energy Resources” (2023-XZ-19), “Research on the Digital Development Strategy of Coal Industry” (2022-XZ-28),“Coal and New Energy Integration Development Strategy and Path”(2023-XZ-22)