●一、 智慧矿山是未来发展趋势● 1.1 智慧矿山是什么？智慧矿山，是指基于现代煤矿智能化理念，将物联网、云计算、大数据、人工智能、自动控制、工业互联网、机器人化装备等与现代矿山开发技术深度融合，形成矿山全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的完整智能系统，实现矿井开拓、采掘、运通、分选、安全保障、生态保护、生产管理等全过程的智能化运行。通俗的讲，智慧矿山与传统煤矿就像智能手机和普通手机，智能汽车（无人驾驶）和传统汽车。以无人驾驶为例，通过“地图+规划+预测”结合“大数据平台+人工智能”可以实现信息化，通过“控制+定位”结合“机器学习+仿真训练”可以实现智能化驾驶。智慧煤矿也是在现有煤矿基础上开发应用各种新技术、不断发展完善新理念实现煤矿智能化。普通煤矿如何发展成智慧煤矿，一是需要智能系统基站、远端控制平台等基础建设；二是需要煤机等装备智能化改造或购置；三是需要交互式信息平台、数据分析系统平台等软硬件建设；四是需要各子（分）控制系统和控制技术的相互衔接与融合，如综采子系统、综掘子系统、安全子系统、提升子系统等融合形成整个矿山的智能化成套控制系统。智慧矿山的主要特点：智慧矿山的显著标志就是“无人”，就是开采面无人作业、掘进面无人作业、危险场所无人作业、大型设备无人作业，直到整座矿山无人作业。整个矿山的各个方面都在智慧机器人和智慧设备下操作完成。1.2 发达国家智慧矿山发展相对较早 西方发达国家从上世纪90 年代就开始研究智能开采技术，尤其是加拿大、美国等国家，为取得在采矿工业中的竞争优势，曾先后制定了“智能化矿山”和“无人化矿山”的发展规划。加拿大国际镍公司从20 世纪90 年代初开始研究自动采矿技术，拟于2050 年在某矿山实现无人采矿，通过卫星操纵矿山的所有设备，实现机械自动采矿；美国1999 年对地下煤矿的自动定位与导航技术进行研究，获得了商业化的研究成果；2008 年，力拓集团就启动了“未来矿山”计划，部署了围绕计算机控制中心展开的无人驾驶卡车、无人驾驶火车、自动钻机、自动挖掘机和推土机，2018年底，力拓批准投资26 亿美元，在西澳洲打造首个纯“智能矿山”项目；2018 年，英美资源集团启动“未来智能矿山”计划。海外大型矿山公司已经布局智慧矿山：力劲集团于2018年底决定投资26亿美元将Koodaideri铁矿项目打造成全球首个纯智能矿山；2018年英美启动“未来智能矿山”计划，采用机器人、虚拟技术、智能传感代替人工。1.3 煤矿开发经历机械化-自动化-智能化
（1）煤矿机械化程度逐年提升我国从上世纪70 年代引进综采综掘设备，80 年代推行综合机械化开采，到自行研制大型煤矿机械 装备，实现了煤机装备国产化，煤机装备制造位于世界领先行列。煤机主要包括掘进机、采煤机、刮板运输机、液压支架等。截止2018 年，全国采煤机械化程度达到78.5%，相比1978 年的32.3% 显著提升。 高可靠性采掘装备是实现工作面自动化、智能化开采的基本保障。“十一五”以来，国产大型煤机装 备发展迅速，攻克了一系列制约煤机装备发展的技术瓶颈，逐步建立了采、掘、运、支成套装备， 成功研发了成套系列化国产煤机装备，采煤机装机总功率达到近3000kW，截割功率达到1150kW， 截割高度突破8.8m，生产能力达到4500t/h，达到世界领先水平。（2）煤矿采煤自动化逐步升级为了满足煤矿开采技术要求，必须运用电气自动化控制技术对采煤机性能进行相应改良，从传统的机械采煤机逐步形成自动化控制程度更高的滚筒式采煤机。随着电气自动化技术的不断更新，在机械设备的操控方面，电液控制技术不断发展。采煤自动化技术在煤矿企业得到了广泛的应用，不仅可提高煤炭企业自身的生产效率，也减少人工成本。（3）煤矿智能化是循序渐进的过程智慧煤矿逐步由单个系统智能化向多系统智慧化方向发展，建立“感知→互联→分析→自学习→预测→决策→控制”的基本运行框架，初步形成空间数字化、信息集成化、设备互联化、虚实一体化和控制网络化的智慧矿山。智能化管控平台在大数据技术的支持下可以对整个矿山运行的状况进行分析，并通过互联网上传到云平台，但真正做到云计算、达到为生产决策和管理服务还需进一步突破数据结构优化、分布式计算等核心技术。1.4 新基建将助力智慧矿山中共中央政治局常务委员会3月4日召开会议提出要加快5G 网络、数据中心等新型基础设施建设进度。随后，各地政府纷纷出台了大规模的新基建投资计划。可以预见，以5G 网络、人工智能、工业互联网、大数据中心等为代表的新型基础设施建设将明显提速，并成为我国新一轮经济增长的新动能。我们认为，新基建发展提速将促进我国煤炭行业加速转型升级，为煤炭行业智能化发展提供良好机遇。新基建提到的工业互联网、大数据中心、5G 基站建设、人工智能等将极大提升煤炭行业智能化水平。新基建包含的七大领域中四大领域与煤炭相关1.5 智慧矿山发展前景广阔 《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》提出，到2035 年，各类煤矿基本实现智能化，构建多产业链、多系统集成的煤矿智能化系统，建成智能感知、智能决策、自动执行的煤矿智能化体系。目前，煤炭智能化开采还处于示范阶段，适用于条件较好的工作面，随着技术水平的提升，未来10-20 年内或将大范围应用。存量煤矿改造市场规模上万亿：根据平煤集团智能化改造实践，单个煤矿投资约2 亿元，在整个投资中的比例分为三部分：基础设施占10%，集成平台占10%，刮板机、运输等设备类投资占80%。目前，全国煤矿数量超过5000 处，整体投资规模将达到上万亿，其中智能设备市场约8000 亿，与智能化相关的基础设施、集成平台市场约2000 亿。新建单个千万吨级煤矿投资10 亿元：除了存量煤矿的智能化改造，新建煤矿可以实现从顶层设计-施工建设-运行维护一体化，从一开始就最大程度解决智慧矿山可能遇到相关问题，较为彻底的实现智能化开采。2020 年4 月，天地科技开采设计事业部将与陕西延长石油巴拉素煤业有限公司合作新建智能化示范煤矿（千万吨级矿井），该项目研究、设计及部分系统建设经费近5000 万元，矿方后期配套智能系统建设总投资10 亿元。智慧矿山可以应用到非煤矿山、智慧城市等领域。在非煤矿山方面，全国还有3 万多座，非煤矿山的风险程度不亚于煤矿，智能化发展具有较大需求。在智慧城市方面，天地科技重庆研究院已经将智慧安监系统应用到智慧城市领域。●二、 政策大力支持智慧矿山发展● 2.1 智慧矿山已经列入重点支持方向煤炭智能化开采是国家重点支持的能源技术创新方向之一。2016 年6 月1 日，国家发展改革委和国家能源局对外发布《能源技术革命创新行动计划（2016-2030 年）》行动计划，明确了能源技术创新的15 个重点任务：一是煤炭无害化开采技术创新。2030 年实现智能化开采，重点煤矿区基本实现工作面无人化，全国煤矿采煤机械化程度达到95%以上。截止2019 年底，智能开采已在国内主要的产煤地区进行试验和生产，先后在兖矿、神东、宁煤、中煤、陕煤、同煤、阳煤、平煤、晋煤、峰峰等矿区的200 多个工作面进行了应用。天地科技智能化开采技术应用于国内第一座智能煤矿，首次研制的综采成套装备智能化系统在黄陵一矿推广应用，实现了“工作面有人巡视，无人操作；顺槽可视化控制，地面远程割煤”；工作面生产作业人员由11人递减至3 人，生产效率提高25%。2019 年，国家煤监局发布《煤矿机器人重点研发目录》，明确将大力推动煤矿现场作业的少人化和无人化。煤炭智能化开采工作面应用采矿情况2.2 八部委发布政策为行业指明方向2020 年3 月2 日，国家发改委等8 部委联合发布了《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》（以下简称“意见”），推动智能化技术与煤炭产业融合发展，提升煤矿智能化水平。《意见》提出，鼓励金融机构加大对智能化煤矿的支持力度。鼓励企业发起设立相关市场化基金，形成支持煤矿智能化发展的长效机制。（1）《意见》实施分为三阶段《意见》提出，到2021 年，建成多种类型、不同模式的智能化示范煤矿，初步形成煤矿开拓设计、地质保障、生产、安全等主要环节的信息化传输、自动化运行技术体系，基本实现掘进工作面减人提效、综采工作面内少人或无人操作、井下和露天煤矿固定岗位的无人值守与远程监控。到2025年，大型煤矿和灾害严重煤矿基本实现智能化，形成煤矿智能化建设技术规范与标准体系，实现开拓设计、地质保障、采掘(剥)、运输、通风、洗选物流等系统的智能化决策和自动化协同运行，井下重点岗位机器人作业，露天煤矿实现智能连续作业和无人化运输。到2035 年，各类煤矿基本实现智能化，构建多产业链、多系统集成的煤矿智能化系统，建成智能感知、智能决策、自动执行的煤矿智能化体系。（2）《意见》提出了十大主要任务包括加强顶层设计，科学谋划煤矿智能化建设；强化标准引领，提升煤矿智能化基础能力；推进科技创新，提高智能化技术与装备水平；加快生产煤矿智能化改造，提升新建煤矿智能化水平；发挥示范带动作用，建设智能化示范煤矿；实施绿色矿山建设，促进生态环境协调发展；推广新一代信息技术应用，分级建设智能化平台；探索服务新模式，持续延伸产业链；加快人才培养，提高人才队伍保障能力；加强国际合作，积极参与“一带一路”建设。（3）《意见》提出与现代信息技术深度融合《意见》提出，各部门要加快智能工厂和数字化车间建设，推进大型煤机装备、煤矿机器人研发及产业化应用，实施机械化换人、自动化减人专项行动，提高智能装备的成套化和国产化水平。要加快工业互联网和车联网、新一代通信技术、云计算、大数据、人工智能、虚拟现实等现代信息技术在煤炭工业领域的推广应用。要打造煤矿智能装备和煤矿机器人研发制造新产业，建设具有影响力的智能装备和机器人产业基地。（4）鼓励金融机构加大对智能化煤矿的支持力度加大政策支持力度，建立智能化发展长效机制。对验收通过的智能化示范煤矿，给予产能置换、矿井产能核增等方面的优先支持。在煤矿安全改造中央预算内投资安排上，对积极推广应用井下智能装备、机器人岗位替代、推进煤矿开采减人提效的煤矿予以重点支持。对新建的智能化煤矿，在规划和年度计划中优先考虑。将煤矿相关智能化改造纳入煤矿安全技术改造范围，探索研究将相关投入列入安全费用使用范围。研究相关产业扶持政策，鼓励金融机构加大对智能化煤矿的支持力度。鼓励企业发起设立相关市场化基金，形成支持煤矿智能化发展的长效机制。2.3 重点省份出台政策支持智能开采我国中东部地区煤矿开采时间较长，山东、河南、山西、贵州等省份由于开采深度不断下移，安全投入越来越高，纷纷发展煤矿智能化开采。（1）山西山西能源革命综合改革试点动员部署大会提出，要变革煤炭开采方式，向绿色智能时代迈进。山西将开展煤矿智能化改造试点及绿色开采技术试点示范，将智能化改造纳入煤矿安全技术改造、相关投入列入安全费用使用范围，对购置使用符合条件的煤炭清洁高效开发设备抵免企业所得税等政策，加大金融支持力度，有效解决绿色智能矿山建设投入难题。全力推进煤矿智能化改造，以5G 通信、先进控制技术为牵引推进智能煤矿建设，大力实施煤炭充填开采、保水开采、煤与瓦斯共采等绿色开采技术，实现煤炭开采“无（少）人化、减损化”变革。中国煤科与山西综改示范区签约智慧矿山创新基地项目：2020 年3 月2 日，中国煤科与山西签约“全国智慧矿山创新基地（一期）示范生产线建设项目”，计划建设智慧矿山电液控制系统及安全监测系统示范生产线，预计年内完成首期建设。智慧矿山有限公司作为建设“全国智慧矿山创新基地”的平台公司，正在加速推进，将整合全球资源，创新体制机制，加大投资和研发力度，打造智慧煤矿生态圈，发展山西产业集群。《关于山西省智能煤矿和智能综采工作面建设试点的通知》：要求各建设试点采取积极措施，加大工作力度，尽早建成智能煤矿和智能综采工作面，示范带动煤炭产业链整体质量效益的提升。（2）河南2019 年，河南全面启动煤矿智能化建设，以推动煤炭产业转型升级为主线，应用先进装备和技术，加快煤炭生产技术变革，全面提升煤矿智能化水平，实现生产过程少人化、无人化，力争到2021年底，实现60 万吨及以上煤矿基本完成智能化改造，60 万吨以下煤矿全面实现机械化生产。《河南省煤矿智能化建设实施方案》3 年计划（3）山东为加快实现山东省煤炭行业高质量发展，助力全省新旧动能转换，山东省政府先后出台了《山东省新旧动能转换重大工程实施规划》和《山东省煤炭行业加快新旧动能转换实现转型升级实施意见》，提出“到2022 年，煤炭开采基本实现自动化、信息化和智能化，力争1/3 以上工作面实现智能化无人开采、智能化开采产量比重达到40%以上，生产管理系统基本实现智能化远程可视控制，井下高危岗位职工人数再减少30%，加快建设一批智能、安全、高效的现代化矿井。”山东已有多座煤矿在智慧化建设、改造方面取得成效；5G 商业应用的兴起，助力山东煤炭行业的智能化发展。2018 年下半年，兖矿集团先期开展5G 技术矿业应用的研究与探索，与中国联通、中兴通讯等5G 运营技术厂商进行多轮磋商后，在兖矿总部、东滩煤矿选煤厂、国宏化工公司分别进行5G 基站实验性部署，实现重点区域5G 网络覆盖，积极推进矿用5G 智能传输平台研发设计、东滩选煤厂无人机视频巡检、国宏化工AR 远程维修和VR 安全教育等场景研究测试工作。兖矿集团与山东能源集团智能化建设（4）贵州2019 年5 月20 日，中国煤科与贵州省能源局签署战略合作协议。根据合作协议，双方将进一步加强煤矿智能装备产业合作，加快推动贵州省煤矿“两化改造”进程，加强科技合作，在智慧矿山、煤炭大数据中心等方面进行研究。2019 年10 月，贵州省煤炭工业淘汰落后产能加快转型升级工作领导小组办公室印发了《深入推进贵州省煤矿智能化、机械化升级改造攻坚方案（2019-2020 年）》（黔煤转型升级办〔2019〕54 号），深入推进贵州省煤矿智能化、机械化升级改造。方案中提出，全面提高煤矿安全生产保障能力，有效提升煤矿生产效率。到2020 年底，全省生产煤矿采煤机械化率达到96%、机械化改造实施覆盖率达到100%，辅助系统智能化、信息化服务管理和监控覆盖率均达到100%。2.4 科技创新将持续提升煤矿智能化我国陆续建立了一系列煤矿领域创新联盟，“智慧矿山产业技术创新战略联盟”“煤矿智能化开采技术创新中心”“中国智慧矿山协同创新联盟”“中国矿业大学（北京）智慧矿山与机器人研究院”“煤矿机器人协同推进中心”“山东省煤矿智能开采工程实验室”“煤矿智能化创新联盟”等单位相继建立，为我国煤炭行业智能化开采技术推广和智能化矿井建设起到积极推动作用。智慧矿山领域创新联盟●三、 智慧矿山新技术需求和八大系统● 物联网、大数据及人工智能、云计算技术等关键技术解决系统架构和互通、数据处理决策及高级计算问题，其研究及应用程度决定智慧煤矿的发展水平。3.1 智慧矿山新技术需求（1）基于互联网+物联网平台基于互联网+的物联网是智慧煤矿的信息高速公路，将承担大数据的稳定、可靠传输任务，起到了精确、及时上传下达的作用，决定了智慧煤矿系统整体的稳定性和可靠性。因此，智慧煤矿的物联网平台必须具有精确定位、协同管控、综合管控与地理信息一体化的特点。（2）大数据处理及人工智能技术智慧煤矿的核心技术之一便是大数据的挖掘与知识发现。大量传感器的应用必将产生海量的数据，数据的规模效应给存储、管理及分析带来了极大的挑战。需要充分利用大数据处理技术挖掘数据背后的规律和知识，为安全、生产、管理及决策提供及时有效的依据。人工智能是近年来迅速发展的科技领域之一，它是在大数据处理的基础上研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法和技术。深度学习是人工智能的核心；能够实现系统自主更新和升级是其显著特征。智慧矿山要成为一个数字化智慧体就必须要有深度学习能力。未来，在云平台和大数据平台上，融合多源在线监测数据、专家决策知识库进行数据挖掘与知识发现，采用人工智能技术进行计算、模拟仿真及自学习决策，基于GIS 的空间分析技术实现设备、环境、人员及资源的协调优化，实现开采模式的自动生成和动态更新。（3）云计算技术智慧煤矿物联网使得物和物之间建立起连接，伴随着互联网覆盖范围的增大，整个信息网络中的信源和信宿也越来越多；信源和信宿数目的增长，必然使网络中的信息越来越多，即在网络中产生大数据；大数据处理技术广泛而深入的应用将数据所隐含的内在关系揭示的也越清晰、越及时。而这些大数据内在价值的提取、利用则需要用超大规模、高可扩展的云计算技术来支撑。高维的智慧煤矿模型需要计算能力高且具有弹性的云计算技术。将上述物联网、大数据及人工智能、云计算技术与生产、安全及保障系统的现有技术装备结合，共同发展和建立智慧煤矿的八大系统。（4）5G 技术随着煤矿生产智能化程度的提高，井下无人机、智能VR/AR 等设备必将大量采用，以便能够对现场进行及时巡查，对设备故障进行远程会诊，而无论是无人机飞行控制、无人机巡检视频回传，还是VR/AR 智能远程设备故障诊断与维修，不仅需要极大地消耗网络带宽资源，更需要快速的信息反馈和实时的状态控制。5G 网络的时延(典型)约为10ms，上行稳定带宽约为150Mbps，连接数为106 个/km2，网络服务质量(Quality of Service，QoS)最高可达99.9999%。5G 网络为煤矿智能生产各业务场景的实现提供了强有力的支撑。开采决策多样化的需求场景（5）VR/AR 技术虚拟现实(VR)与增强现实(AR)是能够彻底颠覆传统人机交互内容的变革性技术，在煤矿的应用未来可期。其应用可分为3 个阶段：①主要用于三维建模和虚拟展示，如现在的裸眼3D 等技术，其基本需求为20Mbps 带宽+50ms 延时，现有的4G+WiFi 基本可以满足。②主要用于互动模拟和可视化设计等，如多人井下培训系统，其基本需求为40Mbps 带宽+20ms 延时，Pre5G 基本可以满足。③主要用于混合现实、云端实时渲染和虚实融合操控，如虚拟开采、协同运维等，其基本需求为100Mbps~10Gbps 带宽+2ms 延时要求，需5G 或更先进技术才可满足。基于5G的多源决策控制示意基于5G 的远程运维场景3.2 智慧矿山的八大系统将上述物联网、大数据及人工智能、云计算技术与生产、安全及保障系统的现有技术装备结合，共同发展和建立智慧煤矿的八大系统。（1）基于北斗系统的精准地质信息系统煤矿地质信息是一种随着采掘活动在时间与空间不断发生变化的四维动态资料，随着信息技术、遥感技术、网络技术等数据采集、储存、管理与传输技术的发展，以北斗系统定位导航、GIS、三维地质建模、虚拟现实等为基础的实时空间－地质信息技术将形成天地一体化的智能信息传感网，从而实现矿山地质信息的实时智能采集、存储与应用。基于北斗系统的精准地质信息系统（2）智能矿井通风排运系统智能通风系统：利用现代通信技术、监测监控技术及自动化控制技术进行矿井通风网络、实施方案的优化及风量、风速的智能实时控制。智能运输系统：对带式输送机的带速、运量、滚筒温度、胶带状态等进行远程集中智能控制。通风系统智能控制（3）危险源智能预警和消灾系统危险源智能预警和消灾系统是以风险预警为核心，对不同类型的危险源进行实时在线监测，利用危险源风险指数评价算法对矿井各区域发生灾害的风险性进行实时在线评估，确定风险类型、等级及解决方案。（4）智能快速掘进和采准系统实现智能快速掘进是解决采掘接续矛盾、快速形成采准系统和智能化开采的先决条件，智能快速掘进需要解决“掘－行统一”、“掘－支一体”和“掘－运连续”三大核心难题。（5）机器人化智能开采系统机器人化智能开采系统多工种机器人协同工作，机器人群组的控制、联动及协同是智能开采的核心。通过构建物联网系统，保证采－装－运－支等工序环节各机器人群组自动化运行，实现煤矿无人值守、远程监视、自主决策。（6）矿井全工位设备设施健康智能管理系统设备预测与健康管理(Prognostics and Health Management，PHM)技术近年来得到广泛关注，主要在军工、航空航天等领域开始展开具体研究。健康管理的主要过程和内容是对大型机械系统全生命周期各阶段的管理和健康维护，主要包括对系统健康指标的建立、检查检测、健康评价和健康恢复等。矿井全工位设备设施健康智能管理系统机电系统综合维修决策数据库（7）矿山绿色开发与生态再造系统矿山绿色开发主要是指在煤炭开采过程中，最大程度的开发煤炭资源与伴生资源，并且将煤炭开采对地表生态环境、地下水资源等的影响、破坏降至最低，实现资源效益、生态效益、经济效益和社会效益的协调统一，如采用充填开采、煤与瓦斯共采、循环经济园区建设、分布式地下水库等。（8）智慧煤矿集中管理系统集成建设以云计算数据中心为基础，以安全管控平台和四维综合管理平台为核心的智慧煤矿系统，对矿井各个子系统进行有效整合、集中管控，及时处理、指导和调节各生产系统和环节的运行，建设智慧煤矿集中管理系统。其中主要包括生产计划管理系统、矿山能耗管理系统、供电及动力系统控制系统等。智慧煤矿生产计划管理系统智慧煤矿能耗管理系统供电及动力系统上述八大系统形成了基于四维多变量的“透明开采”系统，各个运行的子系统在矿井的所有空间剖面和时间剖面上都能够实现信息的相互关联、控制的相互协同；不但能够掌控生产过程的状态，而且可实现对开采各个系统变化的全要素“透视”，进而执行下一步控制策略，真正实现矿山信息化和智能化控制的深度融合。●四、 智慧矿山典型案例● 1.阳煤集团推动5G 技术深度应用2019 年9 月5 日，阳煤集团与中国移动、华为公司联手推进5G 矿用进程，建设全国首个5G 煤矿专网。2020 年4 月29 日全国首家取得无线传输设备的隔爆认证。5G 煤矿专网为实现“5G+智能采煤”“5G+智能掘进”“5G+智能巡检”等各类5G 矿井应用奠定了基础。阳煤集团将进一步丰富5G应用场景，以“5G”技术为牵引推进智能煤矿建设，实现井下“人、机、物、环”的自动监测、实时互联，打造全国“5G+智慧矿山”标杆。2.大唐集团宝利露天煤矿实现5G 赋能无人驾驶2019 年，中国联通内蒙古分公司和中国联通网络技术研究院，携手青岛慧拓智能机器有限公司、联通智网科技有限公司、华为技术有限公司签署框架合作协议，开展基于5G 网络智慧矿山无人矿车驾驶示范项目实施，在内蒙古鄂尔多斯市达拉特旗大唐集团宝利煤矿开展落地实测。5G 智慧矿山在内蒙古矿山成功示范运营，解决了露天矿区运营生产痛点，满足智慧矿山的安全、经济、高效等各方面需求，进一步提高矿山运营安全，显著提升矿山作业挖掘效率。阳煤集团井下5G装备矿山远程驾驶系统（3）兖矿集团鲍店煤矿实现井上井下智能化生产兖矿集团深入推进智能矿山建设，从井上到井下，各种智能化的设备在提高生产力的同时，也为工人的安全提供了保障。在鲍店煤矿，7302 智能综采工作面已经逐渐将“采煤无人”变为现实。在通信方面，兖矿集团与多家5G 运营技术厂商达成战略合作并成立5G 联合实验室，全力建设“5G+智能矿山”，走在了煤矿智能化的前沿。鲍店煤矿实现了采煤机智能控制、三机一键启停、液压支架自动跟机、采煤机记忆截割、时间频次自动放煤以及可视化远程监控等功能，全力打造了“自动控制为主，人工干预为辅”的智能化生产新模式。采煤机操作工作室（4）5G助力全球最大稀土矿“智慧”转型在全球最大的稀土矿——白云鄂博矿区，巨大的犹如天眼的矿坑里，大型矿用车辆正忙碌地穿梭着。这里有高6.8米、载重170吨的矿卡，也有长13.5米、宽度近8米、重达150吨的电铲车，但令人叹为观止的是，这些“巨无霸”里没有任何驾驶人员，前进、后退、转弯、装卸，都由车辆“自主”完成。 }

　　第二届“创业东营·共赢未来”高层次人才创业大赛自8月底启动以来，受到海内外高层次人才的积极响应。经过4个半月的角逐，27个优秀项目脱颖而出。即日起，在“东营党建”微信公众号进行展示，今天展示的是石油技术服务赛道10个优秀项目。赛道一石油技术服务１油气VR巡检云平台　　【项目选手】丁观世，立方石油创始人兼CEO，油气互联网大数据专家，中国石油大学（北京）人工智能学院兼职教授，中国石油大学（北京）基层就业创业导师，2019年天津滨海新区优秀企业家，百度油气高级专家。迄今发表论文5篇，获得实用新型专利授权10项、软件著作权15项。　　【项目简介】项目以立方石油开发的油气VR云平台为基础，以VR巡检机器人及VR巡检无人飞机开展油气井场VR巡检、油气管道VR巡检、油气VR培训等核心业务，实现对现场各种类型的设施设备及仪器仪表的识别管理和现场监控。项目有3种商业模式：一是油气VR巡检服务，根据客户需求，使用VR巡检机器人或者VR巡检无人飞机等对特定项目进行VR巡检，并最终为客户提供一定期限内的巡检报告；二是油气VR巡检设备的销售及租赁，根据客户需求，提供标准VR巡检设备或者定制化设备，并通过云平台为客户提供数据处理及分析支持；三是数据接入及分析服务，根据客户现有设备产生的VR巡检数据，利用云平台为客户提供数据处理及分析支持。　　项目基于3D+VR+AI技术，构建具有完全知识产权的VR云平台，实现PC+H5+微信+小程序+APP无缝对接，同时支持VR眼镜并提供第三方VR全景接口支持；以边缘计算技术为基础，实现VR巡检机器人、VR巡检无人飞机VR图像和视频的自动实时采集及处理，免受网络延迟的影响。目前，项目拥有油气领域VR及大数据、智能设备相关的专利及软著19项，整体研发技术水平在油气VR巡检领域处于领先地位。2新一代智能网联节电动力驱动系统通用全栈解决方案　　【项目选手】吴晋，本科毕业于清华大学电子工程系，中国青年企业家协会会员，曾任清华大学天津电子信息研究院项目总监。拥有3年科技成果转化、孵化、投资、管理以及政府国企等对公交流合作工作经验，服务过多家头部创业公司，主导和参与了多个科研成果转化项目的早期投资和管理。拥有2年创业经验，曾任联智科技联合创始人兼COO、CMO，专注和负责大中型国有企业及政府的市场开拓和开发，并从无到有参与公司技术和产品的开发流程。　　【项目简介】智慧动力神经元作为项目组核心技术，可提供一站式通用的智能高效节能动力驱动系统解决方案。核心产品利用独特的智能驱动控制架构和多种新一代信息技术，集工业动力终端的智能控制器、感知器、数据交互入口和工业OS为一体，成为工业动力终端的“末梢神经元”。　　在动力神经元下层架构的可编程驱控一体机，集成了动力系统中几乎所有的电气控制模组的新一代工业通用驱动控制器。相比传统的电气控制柜，一体机尽可能多的去除了实体节点，重构了传统PLC，利用程序的复杂性替代电气设计和电路的复杂性，降低故障风险、维保频率和成本。　　动力E语言，是借助智慧动力神经元的边缘计算和跨越式编译解析的能力，针对工业用户开发的一款编写简洁、快速入门的平台专用语言。该语言的使用可为一线工作人员提供更简洁可靠的操作流程编写方式，极大缩短动力优化的试错过程，实现在云端对产线上动力机组的批量控制逻辑改写、重构、升级和快速部署，最终达成产线柔性化和可延展化的构建。　　该项目还具备市面上最领先的高效节能永磁电机控制算法和电机生产制造工艺技术。3工业标准识别码　　【项目选手】杨斌，中国地质大学（北京）本科，中国海洋大学硕士，中南大学在读博士。曾长期在胜利油田胜利自动化开发有限责任公司从事数字油田、大数据和系统集成工作，担任胜利油田某采油厂生产数据管理平台副总经理、无人值守站系统总经理，获得胜利油田数字油田油管全生命周期管理系统发明专利1项。　　【项目简介】市场上针对于物体的追溯和物资的管理都有相应的编码或标识，例如居民身份证、快消产品条形码、互联网产品二维码、电子产品电子芯片等。但由于工业化产品所处的环境复杂恶劣，现有技术不能为数字化标识提供支持。　　本项目研发了一款能够适应工业复杂环境的编码体系和识码技术---工业标准识别码，并针对此项技术做了诸如编码设备、手持识别设备、在线识别设备、配套智能化装置等产品，构建了工业生产大数据实时分析平台。通过这项技术，可以帮助客户精细化管理大宗物资，实现产品全生命周期追溯、生产数据智能化分析，有效提升管理效率和经济效率。　　物联网技术是现在很多企业努力的方向，但只有构建了技术数据单元，才能真正打好物联的“地基”。项目通过“一物一码”，可生成工业化产品物资的“身份证”，帮助构建物联网的基础数据单元。工业标准识别码弥补了传统技术所不能填充的领域，为未来工业化和信息化的两化融合搭建了最直接的桥梁。4油污泥类固废处理材料产业化项目　　【项目选手】李秋红，山东大学胶体与界面化学博士，加拿大阿尔伯塔大学化学与材料工程系NSERC油砂工程中心博士后。现为山东理工大学教授，山东理工大学先进催化与新能源材料研究所所长，山东省重点扶持区域引进急需紧缺人才，含油污泥处理领域专家。在多重响应型乳液的构建、调控以及含油污泥处理等方面有多年研究经验，在国内外学术刊物发表相关研究论文50余篇，其中SCI 收录的论文42篇，授权国家发明专利3项，主持、参与科研项目20余项。　　【项目简介】作为石油开采、炼制、储存、运输等过程中产生的主要固体废弃物，含油污泥的污染已成为全球性问题，严重影响着生态环境安全。探寻一种高效、经济、技术可行的无害化处理方法是解决环境污染、避免能源浪费及从根本上实现含油污泥无害化处理的有效途径，是油田开发领域重要的研究课题。　　本项目将功能性离子液体（ILs）作为表面活性剂构建响应型微乳液，在进行含油污泥低成本、高效率脱油的同时实现ILs的循环使用。同时，通过温度对微乳液稳定性进行调控，有助于解决微乳液不易破乳从而导致原油回收难的问题。将具有强氢键接受能力的ILs微乳液用于含油污泥处理，可促进沥青质从固体颗粒表面解吸，是含油污泥处理方面的突破和创新。本项目微乳液的配制及处理含油污泥全流程均符合无害化标准，且不会产生二次污染。使用该技术处理含油污泥可实现原油的高效回收，较传统热解法降低耗能80%，综合收益率提升30%以上。目前，项目已完成工艺研发和关键技术突破，小试和中试结果数据高于国家相关标准，具备了产业化的基本条件。5废旧油管热轧再制造　　【项目选手】胡圣家，中国石油大学（华东）本科，高级工程师，1991年至2017年在胜利油田孚瑞特石油装备有限责任公司从事技术研发工作，2018年1月至2020年7月担任宁夏辰邦石油装备制造有限公司技术副总，2020年8月至今担任山东宏海科技发展有限公司技术副总，曾荣获胜利石油管理局科技进步成果一等奖、胜利油田优秀QC成果一等奖。　　【项目简介】油管占石油工业用钢总量的10%以上，是油田生产中的消耗品和成本支出大项。再制造技术可将废旧无用的油管变为性能更优的新油管，有效帮助油田降本增效。　　项目采用具有自主知识产权的国家专利技术，通过热轧再生工艺，将常规油管修复工艺不能修复的废旧油管复新再造，复新后的油管各项性能指标能达到同等级别的新油管指标要求，修复成品率可达到90%以上，从而能彻底解决废旧油管的再利用问题，可使采油厂已经没有使用价值的报废油管得到重新利用，并可以代替新油管使用，既有效盘活了油田废旧油管闲置报废资产，又为油田节约了生产成本。同时，废旧油管通过热轧工艺再制造处理，不用经过炼钢回炉，具有较高的生态效益和社会效益。通过热轧再制造，每根油管耗电量比炼钢工艺节约1000度，按全国总量200万吨计算，每年可节约电量20亿度，节约标准煤80万吨，减排二氧化碳200万吨，碳排放减排55万吨。6油气生产全能源云智一体管理平台的研发与示范　　【项目选手】董兴涛，大连理工大学硕士，高级工程师，山东诺达信息科技有限公司首席专家。　　【项目简介】项目基于石化智云，以胜利油田分公司为试点，实现油气田生产企业在油气生产过程中涉及到的全能源品种（电力、天然气、煤等）、全用能单位的能耗监控、报警预警、能耗评价、能效优化及统计分析，针对胜利油田组织架构明确了 “分公司-采油厂-管理区”三级建设架构及功能定位，运用“PDCA”管理理念设计能耗监控、报警预警、能效评价、能效优化、统计考核五大功能模块，实现分公司、采油厂、管理区三级能源运行的精细化管控，实现分单位、分系统的能耗可视、监控、评价、优化及对标考评。　　项目应用了大数据分析、神经网络算法、GIS等先进信息技术，打通各系统数据壁垒，全方位集成展示油气生产数据，采集频率可到小时级，是大数据在能源领域的成功尝试，其能效优化建模算法、“两线三区”分析技术均为中石化行业内首创，在全国节能信息化市场内处于领先水平。经过4年的完善讨论，项目具备了成熟产品的使用推广价值，产品运行稳定，数据分析科学，运行速度良好，为胜利油田节能减排作出了贡献。7油田用木基纤维素纳米纤维材料研发与产业化项目　　【项目选手】李旺，天津科技大学在读博士,现任天津科技大学硕士研究生校外指导教师,碳氢氧（天津）科技有限公司法人兼执行董事，天津市康菲新材料科技有限公司联合创始人。　　【项目简介】该项目为国内首条年产2万吨级海上油田超深井用可降解纳米纤维素基新材料生产线，总投资8500万元，主要生产纤维纳米磁性离子（NCC）、木基纤维素纳米晶体（NFC）、纳米级油井水凝胶等系列产品。产品重点用于海洋超深油/气井增产、驱油和封堵，可实现海上油田增产驱油技术的自主化，突破目前海洋采油受制于国外技术限制的瓶颈，填补国内绿色纳米纤维材料在油田应用中的空白。8基于底水油藏非混相驱的CCUS技术开发　　【项目选手】程海鹰，中国海洋大学博士，高级工程师；主要从事能源工业低碳技术、CO2及天然气的资源化利用与地质存储技术研究与应用；曾支持完成多项重大工程试验项目，研究成果在CO2减排与封存、天然气的循环利用与战略储备等方面呈现出显著的经济与环境效益；发表论文30余篇，申请发明专利及软件著作权20余项，编制企业标准10余项，获科技奖励8项。　　【项目简介】该项目主要针对底水油藏特点与开发现状，研究攻关有效介质注入的提高采收率理论与方法提高采收率，实现有效的碳封存；同时进一步扩展CCUS（碳捕集-利用-封存）的使用油藏范围，开发低成本、高效的碳资源化利用与封存技术，提高采收率10%以上；完成高效低成本碳捕集、循环注气工艺及撬裝式碳分离、净化及注入装备开发，应用后实现二氧化碳封存综合成本低于300元/吨，预计可实现碳捕集并封存200万吨以上。目前，项目团队已先后完成底水稠油CO2吞吐/驱技术研究与规模推广、中石油系统内实现CCUS全流程的炼厂碳捕集-驱油-地质封存可行性论证、渤海湾盆地基于CCUS的深层低渗油藏CO2混相驱配套技术攻关与试验方案研究、沧东页岩油CO2注气增能与提高采收率技术研究与试验等科研生产项目。9“砂克星”油田用功能性高分子材料防砂控砂及井壁重建系列技术　　【项目选手】赵辰，毕业于中国石油大学（北京），获得首届“创青春”全国大学生创业大赛银奖、“挑战杯”首都大学生创业大赛金奖；现为北京平储能源技术有限公司总经理、荟萃湖企业家俱乐部理事。　　【项目简介】针对目前日益突出的中老油田防砂控砂需求，面向井筒不完善井防砂、严重出砂等现有技术手段无法解决的难题，行业内顶尖高校和科研机构团队共同研发了“砂克星”油田用功能性高分子材料防砂控砂及井壁重建系列技术，该项技术达到了或部分超越了斯伦贝谢、哈里伯顿同类型技术的性能指标，实现了“卡脖子”关键技术国产替代。截至目前，累计服务超过150井次，取得了良好的市场反应。10智能工业检测　　【项目选手】邓连军，中国地质大学与阿联酋大学联合培养博士；曾在国外工作14年，在石油行业有逾26年的工作经验，发表 SPE 论文2篇、申请专利23项，为资深SPE会员、国际石油技术会议主旨发言人。　　【项目简介】该技术通过罐体全自动提取、结合低成本 IMU和影像的高精度位姿信息获取、低纹理罐体的高精度三维重建、多角度和多尺度影像的深度融合、基于深度学习的油泥体积预测技术的研究，形成国内首创的非接触式内储物（油泥）测量技术体系。项目由高层次人才领衔、行业技术专家和资深工程师联合研发，定位于做智能工业检测解决方案的提供商，可服务于石油行业、粮食储备、食品液体添加剂生产储运、军事战斗及侦查等领域方向。目前，该项技术在国内属于首创，经检索在国际上也无相关产品。}