重大进展之二：煤矿远距离综合物探及透明地质保障系统研发与示范

2025-01-30 工位系统

　　中国煤科《智能矿山》《煤炭科学技术》主办、中国中煤能源集团有限公司承办的“2024年煤矿智能化重大进展发布会暨技术经验交流会”在京召开

　　会上发布了11项2024年煤矿智能化建设重大进展成果，分别是：全球首个矿山行业大模型落地商用、煤矿远距离综合物探及透明地质保障系统研发与示范、基于 AI 的煤质快速检测技术取得重大突破、全栈自主可控智能化采掘装备与控制管理系统研发成功、我国首个薄及极薄煤层高效智能开采成套装备投入到正常的使用中、露天矿卡车无人驾驶规模化应用取得重大突破、“磁耘”多源融合智能精确定位系统在煤矿复杂作业环境中的首次应用、高寒环境露天矿电动无人驾驶矿卡智能高效运输系统成套技术投入应用、薄煤层无人化智能开采控制技术取得重要突破、露天矿采剥作业链安全智能协同成套技术取得重要突破、慧眼神瞳——煤矿安全风险隐患AI视频智能辅助监管监察技术

　　本期分享重大进展二：煤矿远距离综合物探及透明地质保障系统研发与示范，发布嘉宾是西安煤科透明地质科技有限公司总经理刘再斌

　　近年来，国家有关部门陆续发布智能化建设系列文件，对地质保障工作有了新的要求，特别是2023版《煤矿地质工作细则》精确指出要将地质透明化与采掘活动、灾害防治等结合，为智能开采提供安全可靠的地质保障。随着煤矿智能化加快速度进行发展，生产效率大幅度提高，煤炭行业迎来了精准探测、智能监测、地质透明化为特色的智能开采地质保障新阶段。

　　在煤矿智能化建设中，存在探掘冲突，数据解译困难，模型表达能力弱和系统支撑能力不够等四大问题。

　　中国煤科西安研究院自上世纪80年代开始数学地质研究，90年代开发了煤炭行业最早的地测信息系统；2019年成立透明矿井技术研究所，2023年成立西安煤科透明地质公司，透明地质公司在2024年被遴选为国务院国资委首批启航企业，也是煤炭行业唯一入选。

　　经过持续的攻关，透明地质公司成功开发了“涅石”透明地质专家和晓悟地质垂直大模型两大拳头产品，“涅石”透明地质专家打造了智能煤矿“全息地质图”数字底座，实现了煤矿地质保障系统从“数字化”“透明化”到“智能化”的三级跨越。“晓悟”透明地质认知机器人利用先进的生成式人工智能技术，以基座大模型为支撑，实现了AI+地质保障的有机结合。

　　在2020年《智能矿山》创刊号上，首次公开了透明地质保障系统“数据驱动、模型表达、场景应用” 三层技术架构，通过构建“矿区-矿井-工作面”三级透明地质保障技术体系，实现地质数据标准化、地测业务流程化、地质保障平台化。

　　该架构打通了实用化透明地质保障的建设路径，通过数据驱动到模型的精细化表达，再到实现多场景融合应用的透明地质保障平台构建。

　　一是打造了精度高、泛化性强的基础大模型。首次将低代码技术与人工智能技术进行融合，重构了人工智能场景开发工作流，大幅度降低了大模型开发应用门槛。

　　一是提出了快速掘进工作面定向长钻孔孔中电磁法径向远距离探测方法及装备，解决了快掘工作面定向长钻孔孔周含水异常体、地质构造远距离探测的难题，攻克了钻孔综合物探数据自动化采集技术，实现了煤矿井下快掘工作面千米定向钻孔孔中多方法综合物探。

　　二是研发了基于AI算法的地质感知数据融合解译技术，实现了煤矿钻孔物探高精度解释，研发了隐蔽致灾地质构造精细识别方法，实现了多源地测感知数据融合解译。

　　三是研发了强表达-高分辨-多承载的三维地质模型构建方法与技术提高了矿区复杂断层形态在模型中的表达，实现了矿井全要素地质模型构建与动态更新，通过与灾害监测系统的融合，实现地质属性的同步映射。

　　四是研发了评价-分析-预测一体化的透明地质保障系统，解决了多灾害预测预报、地质分析评价、随采掘推进实时预测预报等难题，终构建了“矿区—矿井—工作面”三级技术体系，打造了涵盖Web端、桌面端、移动端APP软件的地质保障算法库、工具包和应用集。

　　成果已推广到陕西神府、彬长，内蒙古乌海、东胜，新疆准东等36座矿井进行应用，取得了良好的应用效果。取得多项自主知识产权，受理及授权发明专利82件，登记软件著作权36项。相关成果获得两项2024年度中国煤炭工业科技奖一等奖，入选了中央企业科学技术创新成果目录、陕西省科学技术创新优秀案例、国家能源行业智能化技术创新应用案例、工信部人工智能赋能新型工业化典型应用案例。

　　刘再斌，研究员，博士，博士生导师，现任西安煤科透明地质科技有限公司总经理，国家首批煤矿智能化专家，国际矿山测量协会第二委员会联合主席， 中国煤炭科工集团科学技术委员会委员和科学技术协会委员， 中国煤科西安研究院科技委常务委员兼战略新兴起的产业组组长，获全国煤炭青年科技奖、陕西省创新创业优秀博士后、第九届陕西省煤炭工业优秀科技工作人员等称号。长期从事智能煤矿透明地质研发技术工作，提出了“数据 - 模型 - 知识”全息透明架构，先后主持或主参国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目 50 余项。获省部级以上科技奖励 8 项，发表学术论文 56 篇， 其中被 Ei/SCI 检索 25 篇，获授权发明专利 13 项，登记软件著作权 15 项。

　　“煤矿智能化重大进展发布会”自 2021年开始，至今已举办4次，发布会吸引了众多煤矿智能化建设领域的专家及科研、工程技术人员，成为展示煤矿智能化建设成果，交流煤矿智能化科技成果的盛会。

　　月刊CN 10-1709/TN，ISSN 2096-9139，聚焦矿山智能化领域产学研用新进展的综合性技术刊物。

　　新书订阅 ┃《中国煤矿智能化发展报告（2024年）》（王国法，刘峰 主编）