孫春升，宋曉波，弓海軍

(1.煤炭工業(yè)規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司，北京 100120；2.中國礦業(yè)大學 人力資源部，江蘇 徐州 221116)

智慧礦山建設(shè)代表著先進生產(chǎn)力的發(fā)展方向，是實現(xiàn)煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要支撐，已經(jīng)在煤炭行業(yè)形成廣泛共識。智慧礦山是基于現(xiàn)代智慧理念，將物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、機器人、智能裝備、5G等與現(xiàn)代煤炭開發(fā)利用深度融合，形成礦山全面感知、實時互聯(lián)、自主學習、動態(tài)預(yù)測、協(xié)同控制的智能系統(tǒng)，全面打通“人、機、環(huán)、管”之間的障礙，實現(xiàn)礦井開拓、采掘、安全、運輸、通風、洗選、經(jīng)營管理、綠色環(huán)保等全過程智能化運行。1992年，芬蘭最早開始研究智慧礦山，德國、美國、澳大利亞等國家結(jié)合遠程可視化監(jiān)控，先后提出了相應(yīng)的智能化開采技術(shù)方案，控制采煤機、刮板輸送機、液壓支架等井下裝備。我國對智慧礦山的研究相對較晚，經(jīng)歷了人力礦山、機械礦山、數(shù)字礦山、感知礦山的不同階段，目前正在向智能礦山、無人礦山邁進，但是當前智能化水平還相對較低。由于我國煤炭開采以井工開采為主，占到80%左右，地質(zhì)條件復雜、開采裝備系統(tǒng)龐大、作業(yè)環(huán)境較差，屬于勞動密集型行業(yè)，對智能化、無人化開采有著天然的需求。因此，加快建設(shè)煤炭行業(yè)智慧礦山，實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。

目前許多學者主要是對智慧礦山的基本內(nèi)涵、關(guān)鍵問題、關(guān)鍵技術(shù)、標準體系、前沿信息化技術(shù)應(yīng)用進行了研究，包括何敏[1]、羅香玉等[2]研究了智慧礦山的基本內(nèi)涵；韓茜[3]、羅香玉等[2]研究了智慧礦山建設(shè)的關(guān)鍵問題；譚章祿等[4]、姜德義等[5]研究了智慧礦山的理論與關(guān)鍵技術(shù)；譚章祿等[6]、王國法等[7]研究了智慧礦山的標準體系；張瑞新等[8]、李梅等[9]研究了智慧礦山建設(shè)的框架；孫繼平等[10]、譚章祿等[11]、王忠鑫等[12]探討了智慧礦山信息化技術(shù)應(yīng)用，包括5G、Wi-Fi 6、可視化、BIM技術(shù)等。面對煤礦信息化發(fā)展的要求，越來越多的學者意識到智慧礦山建設(shè)是當前及未來礦山工程發(fā)展的趨勢。但是如何通過系統(tǒng)設(shè)計和關(guān)鍵技術(shù)突破，將智能化技術(shù)與裝備應(yīng)用到煤炭開采中，已經(jīng)成為擺在每位煤炭科技從業(yè)者面前的一項重要課題。

1 發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 智慧礦山相關(guān)政策綜述

建設(shè)煤炭智慧礦山是國家重點支持的能源技術(shù)創(chuàng)新方向之一。自2016年開始，國家陸續(xù)出臺《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃(2016-2030年)》《關(guān)于新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知》《煤礦機器人重點研發(fā)目錄》《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導意見》等政策，從科技創(chuàng)新、裝備升級、信息化建設(shè)、金融支持等領(lǐng)域全方位支持煤礦智慧礦山建設(shè)。重點產(chǎn)煤省份也開始響應(yīng)國家號召，相繼出臺具體實施方案支持煤礦智能化開采，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、5G、機器人、大數(shù)據(jù)中心、人工智能成為煤礦智慧礦山建設(shè)研究的重點領(lǐng)域，為智慧礦山建設(shè)奠定了堅實的基礎(chǔ)，營造煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的良好氛圍，見表1。

表1 我國針對煤礦智慧礦山建設(shè)出臺的相關(guān)政策

1.2 智慧礦山建設(shè)成就

近年來隨著我國關(guān)于促進智慧礦山建設(shè)政策的不斷出臺，煤礦智能化發(fā)展不斷加快，陸續(xù)建立了一系列創(chuàng)新聯(lián)盟，包括“智慧礦山產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”“煤礦智能化開采技術(shù)創(chuàng)新中心”“中國智慧礦山協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)盟”“中國礦業(yè)大學(北京)智慧礦山與機器人研究院”“煤礦機器人協(xié)同推進中心”“山東省煤礦智能開采工程實驗室”“煤礦智能化創(chuàng)新聯(lián)盟”“中國礦業(yè)聯(lián)合會智能礦山工作委員會”等單位，為我國智慧礦山建設(shè)與推廣起到積極推動作用，神東煤炭集團、寧夏煤業(yè)集團、中煤集團等在40多個礦區(qū)進行了試驗與生產(chǎn)，部分建設(shè)了空間數(shù)字化、信息集成化、虛實一體化、設(shè)備互聯(lián)化、網(wǎng)絡(luò)控制化的智慧礦山，初步建立了“感知、互聯(lián)、信息存儲、信息分析、預(yù)測、決策控制”的基本框架，煤炭智能化開采技術(shù)水平在控制系統(tǒng)架構(gòu)、智慧功能、控制方式、工作面人數(shù)、響應(yīng)時間、生產(chǎn)效率等方面處于國際領(lǐng)先地位[13]，已經(jīng)在紅柳林煤礦、張家峁煤礦等建設(shè)了數(shù)字化礦山，在黃陵一號煤礦、新元煤礦等實現(xiàn)了“有人巡視、無人值守”的智能化綜采工作面。截至2020年底，我國已建成494個智能化采掘工作面，智能化程度不斷提高，為智慧煤礦建設(shè)奠定了堅實的基礎(chǔ)[14]。

在安全開采方面，我國率先實現(xiàn)采煤工作面無人操作，引領(lǐng)了智能化開采技術(shù)的變革，采煤工作面機器人、鉆錨機器人、巡檢機器人等都已在煤礦井下相繼得到應(yīng)用；在裝備智能化方面，我國自主研發(fā)的綜采成套裝備能夠?qū)崿F(xiàn)采煤機智能記憶割煤、液壓支架跟機自動化、智能集成供液、運輸系統(tǒng)煤流負荷平衡、遠程遙控等，大幅減少了工作面作業(yè)人員數(shù)量和勞動強度；在信息化建設(shè)方面，實現(xiàn)了煤礦“井上下一張圖”建設(shè)，涵蓋地測、采掘、通風、安全、機電、運輸?shù)榷鄠€業(yè)務(wù)，建立了集團公司、二級公司、煤礦三級統(tǒng)一的空間數(shù)據(jù)庫，為煤礦一體化管理提供實時、準確、全面的數(shù)據(jù)支撐。同時，礦用5G通信技術(shù)獲得成功推廣應(yīng)用；在煤炭洗選方面，大型選煤廠實現(xiàn)了集中控制。

2 存在問題

2.1 管理方面

1)缺乏頂層設(shè)計。一是我國對于智慧礦山建設(shè)仍然缺少統(tǒng)一標準。除了煤礦安全、瓦斯監(jiān)測外，智慧礦山建設(shè)還未形成統(tǒng)一的設(shè)計開發(fā)、實施標準，導致各礦井、各部門之間缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口和標準，各系統(tǒng)信息難以進行集成，容易形成信息孤島。二是缺乏統(tǒng)一規(guī)劃與示范工程。煤礦智能化相關(guān)企業(yè)各自為政，將智慧礦山看成是一個大干快上的信息化項目，只注重推廣應(yīng)用，高科技的核心專業(yè)技術(shù)無系統(tǒng)性的實質(zhì)突破，整體共享互利性較差，容易出現(xiàn)一些技術(shù)堆積、重復建設(shè)、形象工程等問題，需要在智能化開采規(guī)劃理念、管理模式、專業(yè)隊伍建設(shè)、示范工程建設(shè)等方面進一步提升。

2)智能管理決策輔助不足。一是當前一些煤礦僅僅依靠簡單的統(tǒng)計分析和經(jīng)驗判斷進行智能決策分析，缺乏對海量數(shù)據(jù)、多因素進行實時智能分析的模型，難以對煤炭企業(yè)智能決策、運營管理提供有效的支持；二是受通訊帶寬、數(shù)據(jù)接口、傳輸時間、計算能力的限制，影響管理人員的決策；三是煤礦應(yīng)急響應(yīng)被動滯后，災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警僅僅依據(jù)規(guī)程和制度約束，屬于被動的、事后響應(yīng)式的、缺乏有效的預(yù)警機制。

2.2 技術(shù)方面

1)裝備智能化、穩(wěn)定性程度需進一步提高。目前，我國采掘裝備在感知層、裝備層、系統(tǒng)層、執(zhí)行層4個層面上的穩(wěn)定性、可靠性均存在一定的限制，實際應(yīng)用問題較多，日常維護量較大，影響煤礦采掘智能化開采的效果。主要表現(xiàn)在：成套裝備與地質(zhì)模型空間位置耦合困難、工作面巡檢機器人避障困難、現(xiàn)有裝備未實現(xiàn)故障自診斷及采集數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)分析整合。

2)數(shù)據(jù)傳輸能力不足，傳感精度較差。一是煤礦井下設(shè)備傳感器數(shù)量少，可靠性低，抗干擾能力差，且傳感器只能采集數(shù)據(jù)，不能分析數(shù)據(jù)，加大了數(shù)據(jù)傳輸帶寬的負荷，從而導致數(shù)據(jù)傳輸較差；二是由于當前煤礦網(wǎng)絡(luò)互通帶寬、速率、實時性等通訊技術(shù)建設(shè)相對滯后，無法達到傳輸高清視頻等大數(shù)據(jù)量的要求，不能實現(xiàn)即時大規(guī)模互聯(lián)，而且大數(shù)據(jù)分析的結(jié)果也不能及時對設(shè)備進行控制，從而影響視頻驅(qū)動智能化開采的效果；三是受有線、無線網(wǎng)絡(luò)布置的限制，煤礦僅傳輸綜采設(shè)備、礦壓、瓦斯、水、火等關(guān)鍵節(jié)點的極少數(shù)據(jù)，點位較少，且各個監(jiān)控系統(tǒng)獨立，傳輸時間間隔較長，影響煤礦監(jiān)控數(shù)據(jù)傳感精度和可靠性。

3 煤礦智慧礦山框架設(shè)計與關(guān)鍵技術(shù)研究

3.1 框架設(shè)計

通過梳理當前煤炭行業(yè)智能化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀和存在的問題，基于“全局優(yōu)化、區(qū)域分級、多點協(xié)同”的控制模式，將煤炭生產(chǎn)、通風、運輸、供電、排水、洗選等合成為統(tǒng)一的整體，打造高效、智能、綠色、安全的煤礦開發(fā)總體框架體系[4，15，16]，如圖1所示。

1)設(shè)備感知層。設(shè)備感知層是以物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)為核心，主要通過移動設(shè)備、多功能分站將礦井前端感知到的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、管控數(shù)據(jù)、安全環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)、智能化應(yīng)用和成果數(shù)據(jù)進行集中采集，是智慧礦山的支撐體系。

2)網(wǎng)絡(luò)傳輸層。網(wǎng)絡(luò)傳輸層是是設(shè)備感知層和數(shù)據(jù)支撐層的橋梁，主要是利用井下視頻有限專網(wǎng)、有限、無線網(wǎng)絡(luò)(5G、Wi-Fi 6)等將設(shè)備感知層采集到的數(shù)據(jù)進行傳輸。

3)數(shù)據(jù)支撐層。數(shù)據(jù)支撐層是由煤炭企業(yè)基礎(chǔ)信息、共享交換信息、業(yè)務(wù)信息、物聯(lián)網(wǎng)信息、互聯(lián)網(wǎng)信息建立的數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)數(shù)據(jù)融合與應(yīng)用融合。

4)應(yīng)用決策層。應(yīng)用決策層是面向不同業(yè)務(wù)部門實現(xiàn)按需服務(wù)，通過透明地質(zhì)信息、智能生產(chǎn)、智能運輸、智能分選加工、智能調(diào)度管理來實現(xiàn)安全生產(chǎn)閉環(huán)管理、智慧決策支持和深度應(yīng)用，并通過PC應(yīng)用端、移動APP、調(diào)度大屏、門戶網(wǎng)站多種方式進行展示，實現(xiàn)企業(yè)不同用戶需求。

3.2 關(guān)鍵技術(shù)研究

3.2.1 信息化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

將物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、云計算技術(shù)、5G和Wi-Fi 6等新技術(shù)與煤礦智能化裝備深度融合，解決系統(tǒng)架構(gòu)和互通、數(shù)據(jù)處理決策及高級計算問題，其研究及應(yīng)用程度決定智慧煤礦的發(fā)展水平。

1)煤礦物聯(lián)網(wǎng)泛在能力建設(shè)。主要是解決萬物互聯(lián)、礦山深度感知問題，具有協(xié)同管控、精確定位、組態(tài)與地理信息一體化的特點。根據(jù)礦井不同區(qū)域所涉及的不同特征環(huán)境、人員、設(shè)備等管控對象，深入應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對礦山“人-機-環(huán)”所有對象及關(guān)鍵部件進行身份標識和狀態(tài)感知，進一步實現(xiàn)煤礦泛在的感知和連接，從而驅(qū)動應(yīng)用的單元智能，再通過云端的大數(shù)據(jù)和智能分析決策，有助于實現(xiàn)整體協(xié)同的煤礦智慧體系，最終實現(xiàn)任何時間、任何地點、任何人、任何物之間的信息連接和交互。

圖1 煤礦智慧礦山框架設(shè)計

2)大數(shù)據(jù)技術(shù)。由于大量傳感器的應(yīng)用必將產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，需要大數(shù)據(jù)技術(shù)進行存儲、管理、分析。煤礦大數(shù)據(jù)技術(shù)需要設(shè)計一種能夠容納結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)共同參與的分析平臺，將傳感器數(shù)據(jù)、監(jiān)控視頻流、人工產(chǎn)生的數(shù)據(jù)參與到大數(shù)據(jù)分析平臺中，確保數(shù)據(jù)分析的全面性。同時，大數(shù)據(jù)的挖掘與知識發(fā)現(xiàn)是智慧煤礦的核心技術(shù)之一，需要充分利用大數(shù)據(jù)處理技術(shù)挖掘數(shù)據(jù)背后的規(guī)律，為安全生產(chǎn)、管理決策提供及時有效的依據(jù)。

3)人工智能技術(shù)。人工智能是近年來迅速發(fā)展的科技領(lǐng)域之一，能夠進行計算、模擬仿真及自學習決策，主要是基于GIS的空間分析技術(shù)對煤礦“人、機、環(huán)、管”進行協(xié)調(diào)優(yōu)化，實現(xiàn)開采模式的自動生成和動態(tài)更新。人工智能技術(shù)應(yīng)該重點考慮與礦山深度融合，包括設(shè)備感知層、數(shù)據(jù)支撐層、應(yīng)用決策層，特別是如何將基于人工智能的故障檢測、診斷及超前干預(yù)技術(shù)應(yīng)用到機器人系統(tǒng)中，從而實現(xiàn)自行走、自學習、自干預(yù)的智能巡檢機器人技術(shù)。

4)云計算技術(shù)。云計算技術(shù)在煤炭企業(yè)的深入應(yīng)用，能夠使得監(jiān)控和傳感數(shù)據(jù)得到高效流通與快速處理，進而使得管理人員能夠?qū)崟r快速應(yīng)對煤礦生產(chǎn)、安全、管理、經(jīng)營等各個環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問題。煤礦企業(yè)大數(shù)據(jù)在云計算技術(shù)的支撐下，資源存儲、傳輸、管理等將會帶來更大的優(yōu)勢，智慧煤礦需要打造計算能力高且具有彈性的云計算技術(shù)。

5)礦用5G技術(shù)、礦用Wi-Fi 6技術(shù)。礦用5G具有傳輸速率高、通話質(zhì)量高、傳輸時延小等優(yōu)點，但是存在系統(tǒng)復雜、成本高等缺點；礦用Wi-Fi 6具有傳輸速率高、成本低、系統(tǒng)簡單等優(yōu)點，但是存在通話質(zhì)量低、傳輸時延大等缺點。未來礦用5G、礦用Wi-Fi 6需要實現(xiàn)無線全覆蓋礦井超過10km的巷道，達到本質(zhì)安全防爆、傳輸宜具有一定的繞射能力、工作頻段不宜過高、抗干擾能力強、移動性要求低的特點。

3.2.2 煤礦安全生產(chǎn)管控模式

1)打造智慧礦山八大系統(tǒng)。將物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、云計算、礦用5G和礦用Wi-Fi 6技術(shù)與現(xiàn)有采礦技術(shù)相結(jié)合，建立智慧礦山八大系統(tǒng)，形成基于四維多變量的煤礦“透明開采”系統(tǒng)，能夠真正實現(xiàn)礦山信息化和智能化的深度融合，進一步促進煤礦安全生產(chǎn)高質(zhì)量發(fā)展。

①北斗系統(tǒng)的精準地質(zhì)信息系統(tǒng)。主要是結(jié)合遙感、物探、井下鉆探及三維地震勘探等立體化技術(shù)，準確定位與實時監(jiān)測煤礦地表地質(zhì)信息，實現(xiàn)煤礦井上下地質(zhì)信息的實時、精準采集、存儲與應(yīng)用。

②智能礦井通風排運系統(tǒng)。智能通風系統(tǒng)主要是運用現(xiàn)代通信技術(shù)、監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)與自動化控制技術(shù)進行礦井通風網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，從而智能控制各個硐室的風量、風速；智能排水系統(tǒng)主要是繪制礦井排水節(jié)點三維坐標圖并且安設(shè)攝像頭，安裝水位、水量、水壓監(jiān)測傳感器，對各排水點進行實時智能監(jiān)測；智能運輸系統(tǒng)主要是對礦井運輸皮帶的運量、帶速、滾筒溫度等進行遠程集中智能控制。

③危險源智能預(yù)警和消災(zāi)系統(tǒng)。主要是利用危險源風險指數(shù)評價算法，對煤礦危險源進行實時在線監(jiān)測，確定風險類型、等級及相應(yīng)的解決方案。

④智能快速掘進和采準系統(tǒng)。主要是解決礦井采掘矛盾，包括“掘-行統(tǒng)一”“掘-支一體”和“掘-運連續(xù)”，能夠快速形成采準系統(tǒng)，實現(xiàn)智能化開采。

⑤機器人化智能開采系統(tǒng)。主要是通過裝備的擬人化，實現(xiàn)工作面的“破—裝—運—支—處”5個關(guān)鍵環(huán)節(jié)的智能開采，包括采煤機截割軌跡和截割高度自動調(diào)整、采煤機和帶式輸送機運輸速度協(xié)調(diào)統(tǒng)一、液壓支架自動調(diào)整初撐力及安全閥開啟壓力滿足開采空間的安全維護、刮板輸送機自動調(diào)直保證工作面平整、實現(xiàn)機器人群組的智能感知、精準控制和群組協(xié)調(diào)等。

⑥礦山綠色開發(fā)與生態(tài)再造系統(tǒng)。主要是指在煤炭開采過程中，將環(huán)境的破壞降到最低，最大程度的開發(fā)煤炭和共伴生資源，實現(xiàn)資源、經(jīng)濟和環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，如采用煤與瓦斯協(xié)調(diào)開采、充填開采、煤炭清潔高效利用、循環(huán)經(jīng)濟園區(qū)建設(shè)等。

⑦礦井全工位設(shè)備設(shè)施健康智能管理系統(tǒng)。主要是對礦井設(shè)備的全生命周期進行管理和健康維護，包括健康指標的建立、健康評價、健康恢復和維修等。

⑧智慧煤礦集中管理系統(tǒng)。以云計算數(shù)據(jù)中心為基礎(chǔ)，建立安全管控平臺和四維綜合管理平臺，對礦井子系統(tǒng)進行有效整合、集中管控，及時處理和調(diào)節(jié)各生產(chǎn)系統(tǒng)，包括生產(chǎn)計劃管理系統(tǒng)、供電及動力系統(tǒng)控制系統(tǒng)、礦山能耗管理系統(tǒng)等[16-18]。

2)推進智慧礦山新動能創(chuàng)新驅(qū)動。主要是以新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)和新模式為主。新技術(shù)是運用創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展技術(shù)，重點突破精準地質(zhì)探測、智能快速掘進、重大危險源智能感知與預(yù)警、精確定位與數(shù)據(jù)高效連續(xù)傳輸、復雜條件智能綜采、連續(xù)化輔助運輸、煤礦機器人、井下數(shù)碼電子雷管等。新產(chǎn)業(yè)主要是從原先的高耗能粗放式發(fā)展模式向高精尖智能模式轉(zhuǎn)變，主要是借力5G網(wǎng)絡(luò)、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)中心為代表的新基建技術(shù)，加強煤礦智能化基礎(chǔ)理論研究，不斷提高智能裝備的成套化和國產(chǎn)化水平，促進我國煤炭行業(yè)加速轉(zhuǎn)型升級。新業(yè)態(tài)和新模式是加快建設(shè)國家級重點實驗室和工程研究中心，加快煤炭企業(yè)智能工廠和數(shù)字化車間建設(shè)，打造煤礦智能化技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)平臺，建成一批具備國際競爭力的智慧礦山(如圖2所示)。

圖2 智能煤礦新動能創(chuàng)新驅(qū)動

3.2.3 智能決策和態(tài)勢分析模式

煤炭企業(yè)在狀態(tài)判斷、異常監(jiān)測、危險預(yù)警的基礎(chǔ)上，必須建立煤礦智能決策和態(tài)勢分析模式，主要包括三個方面：①完善與煤礦安全生產(chǎn)相關(guān)專業(yè)的專家?guī)?，涉及礦井全生命周期的各個專業(yè)，保障智慧礦山?jīng)Q策的可靠性，形成煤礦自動診斷與危害及時響應(yīng)系統(tǒng)；②通過虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術(shù)，對采、掘、機、運、通、水、電、應(yīng)急救援等進行模擬仿真和現(xiàn)場演練，不斷積累經(jīng)驗，擴充智能決策和態(tài)勢分析知識庫；③通過識別煤礦領(lǐng)域的本體并抽取本體之間關(guān)系，構(gòu)建煤礦領(lǐng)域知識圖譜，有利于構(gòu)建更完善的專家系統(tǒng)，為煤礦智能決策提供強大支撐[3]。

4 對策建議

1)加強頂層設(shè)計。一是投入與產(chǎn)出同步，推進質(zhì)量變革。應(yīng)該加強規(guī)劃引領(lǐng)，進一步優(yōu)化智慧礦山建設(shè)投資結(jié)構(gòu)，從建設(shè)理念、系統(tǒng)架構(gòu)、綜合管理、智能技術(shù)與裝備等方面出發(fā)，根據(jù)煤礦不同地質(zhì)條件，建成一批具有代表性的示范煤礦，凝練出可復制的智能化開采技術(shù)裝備、生產(chǎn)模式、管理經(jīng)驗等，向其他煤礦進行推廣。二是堅持宏觀與微觀并重，推進效率變革。煤炭企業(yè)要著力補短板，研究制定煤礦智能化發(fā)展的行動方向、實施路徑和政策措施，科學引導煤礦智能化發(fā)展的進度和規(guī)模，由重數(shù)量、輕效率向重結(jié)構(gòu)和重效率轉(zhuǎn)變。同時，提高全要素生產(chǎn)率，加大科技創(chuàng)新力度，促進成果有效轉(zhuǎn)化，提高煤礦智能化裝備穩(wěn)定性水平。三是供給和需求并舉，推進動力變革。按照國家與地方煤炭行業(yè)長短期結(jié)合、供需雙側(cè)發(fā)力的思路，加快新舊動能轉(zhuǎn)換，推動物聯(lián)網(wǎng)、AI技術(shù)、5G技術(shù)等在煤炭工業(yè)領(lǐng)域中的推廣應(yīng)用，發(fā)展智能煤礦裝備制造業(yè)，努力推進動力變革。

2)建立智能煤礦技術(shù)標準。煤礦智能化標準體系是建設(shè)煤礦智慧礦山的引導性綱領(lǐng)，一方面國家應(yīng)該加快開展煤礦專項智能化標準體系建設(shè)工作，包括技術(shù)綱要、技術(shù)規(guī)范、管理規(guī)范，覆蓋技術(shù)標準、應(yīng)用架構(gòu)、基礎(chǔ)設(shè)施、信息安全與治理等，實現(xiàn)流程標準化、技術(shù)架構(gòu)標準化、接口標準化、數(shù)據(jù)標準化，指導智能礦山建設(shè)的示范與推廣。另一方面加強宣傳和解讀煤礦智能化發(fā)展相關(guān)標準和政策，為煤礦智能化發(fā)展營造良好氛圍。

3)加大卡脖子技術(shù)研究。一是加強先進技術(shù)融合。促進云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、移動互聯(lián)等新一代信息技術(shù)與煤礦智能化深度融合集成，開展新技術(shù)應(yīng)用示范工程，推進軍民融合；二是加強關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。充分與煤礦智能化科技發(fā)展相結(jié)合，組織人工智能、大數(shù)據(jù)前沿技術(shù)研究，組織實施重大專項與重點研發(fā)計劃，營造創(chuàng)新氛圍，支持科技成果的應(yīng)用轉(zhuǎn)化。

4)著力培養(yǎng)礦山高素質(zhì)人才。人才與創(chuàng)新是我國經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的重要驅(qū)動力，智慧礦山建設(shè)也需要優(yōu)秀的復合型人才。一方面支持和鼓勵煤炭類高等院校加快煤礦智能化相關(guān)專業(yè)學科的建設(shè)，培育一批具備礦業(yè)工程、信息工程、人工智能等不同技能的復合型人才。另一方面鼓勵企校合作，不斷優(yōu)化煤礦管理型、知識型、技能型的人才體系，創(chuàng)新煤礦智能化人才培養(yǎng)模式，積極開展在職人員智能化與信息化培訓活動，為煤礦智能化發(fā)展提供智力支撐。