新疆能源乌东煤矿如何用AI解决急倾斜特厚煤层综采效率低、安全风险高问题

新疆能源化工有限公司是中国能源集团旗下核心煤炭生产企业，在新疆拥有多个大型现代化矿井。近年来，公司积极响应国家煤矿智能化建设战略，将智能化转型列为安全生产和效率提升的核心抓手。乌东煤矿是其旗下地质条件最为复杂的矿井之一，所采煤层倾角普遍超过45度，最大倾角达到87度，属于典型的急倾斜特厚综放工作面，传统开采方式面临人员安全风险高、效率低的严峻挑战。

急倾斜煤层是全球煤矿开采公认的技术难题。由于煤层倾角大，传统综采装备在推进过程中稳定性差、支架易倾倒、采煤机截割难度极高，长期依赖人工井下作业，不仅效率受限，更存在较大的安全隐患。乌东煤矿一直在寻找一条既能保障安全又能提升效率的技术路径。

急倾斜特厚综放工作面开采面临三重世界级难题：

人员安全风险极高。 急倾斜煤层综采工作面角度大，人员在工作面内行走和操作风险极高，一旦发生片帮、漏顶等事故，救援难度极大。传统模式下，工作面内需要配备10人以上专职操作人员，全天候轮班值守。

开采效率严重受限。 由于地质条件限制，传统急倾斜煤层综放工作面单班产量仅为普通综采工作面的40%至60%，日产煤量长期在2万至3万吨徘徊，远低于设计产能。

智能化改造缺乏成熟方案。 国内现有智能综采技术主要针对近水平煤层设计，直接移植到急倾斜煤层效果极差。国内外在急倾斜特厚煤层无人化智能开采领域几乎无成熟先例，属于行业空白。

针对上述痛点，新疆能源化工与天玛智控联合组建攻关团队，历时两年成功研发急倾斜水平分段特厚综放工作面智能开采系统。该系统的核心AI技术包括：

智能决策规划方法。 团队首创急倾斜煤层智能决策规划方法，融合地质探测数据、支架姿态实时数据和历史开采参数，构建三维开采动态模型，AI算法可自主规划最优推进速度和分段高度，替代人工经验判断。

智能截割模型。 研发专用单滚筒采煤机规划截割模型，配合高精度姿态传感器，AI实时计算最优截割轨迹，解决急倾斜煤层截割难度大的核心问题。系统还配套研发了智能放煤模型，精准控制放煤窗口开启时机和角度，提高资源回收率。

全景数字孪生与视频融合。 在工作面部署多路高清摄像仪和3D激光扫描仪，数据实时回传至地面控制中心。AI视频分析系统对回传画面进行自动拼接、缺陷识别和状态研判，实现工作面状态的全景感知，让地面调度人员"身临其境"掌握井下实况。

一体化智能决策控制中心。 在地面建设融合井下物理空间与数字空间的智能决策控制中心，操作人员在此远程操控工作面所有设备，实现"远程自主采放、虚实全景辅助、面内无人作业"三位一体的全新智能采放模式。

该项目于2025年底在乌东煤矿+443mB1+2综放工作面实现世界首个急倾斜特厚煤层无人化综放工作面的成功应用，系统已常态化稳定运行超过6个月。项目于2026年通过中国煤炭工业协会科技成果鉴定，被认定为"国际领先"水平。

天玛智控在这套系统中实现了多项原创性技术突破：

急倾斜煤层三维动态建模。 团队首次将地质雷达数据、钻孔数据和实时开采数据融合，构建急倾斜煤层三维动态地质模型。该模型能够超前200米预测煤层走向变化，提前调整开采参数，避免因地质突变导致的设备损伤和安全事故。

边缘AI控制架构。 考虑到井下网络时延的不可控性，核心控制算法部署在井下边缘计算节点，响应时延低于200毫秒，满足实时控制需求。同时，关键决策数据同步上传云端，用于算法持续优化和历史数据分析。

多源数据融合决策引擎。 系统整合了来自采煤机、液压支架、运输皮带、排水系统、通风系统等十余个数据源的信息，AI决策引擎在综合评估所有输入后，生成最优开采策略，相比单一数据源决策准确率提升超过40%。

"企业出题、院所答题"是重大技术突破的高效路径。 新疆能源作为煤矿企业最清楚现场痛点，天玛智控作为科研院所具备算法和系统集成能力，两者联合攻关解决了单一主体无法独立完成的技术跨越。这种"需求牵引+技术驱动"的协同模式值得其他传统行业借鉴。

煤矿智能化必须啃最硬的骨头。 国内煤矿智能化多在地质条件优越的矿井推进，而真正需要智能化来降低风险、提升效率的，恰恰是地质条件最复杂的矿井。乌东煤矿案例证明，越是复杂条件，AI介入的价值越大。

无人化不等于"完全不要人"，而是"把人从危险区撤出来"。 系统运行中，地面控制中心仍需要专业人员进行监控和决策，但人员工作环境从井下高风险区转移到地面安全环境，意义重大。

新疆能源乌东煤矿与天玛智控联合，以AI解决急倾斜煤层无人化开采这个世界级难题，创造了全球首个急倾斜特厚综放智能工作面，系统稳定运行超6个月、人员减少80%、效率提升5%。这一案例的价值远超数字本身：它证明了在极端地质条件下，AI不仅能提升效率，更能从本质上改变高危行业的安全格局。从企脉AI的长期观察来看，煤矿智能化正从"辅助工具"升级为"决策主体"，未来的智能矿山将实现"地面一键启动、井下无人开采、全程智能决策"的理想状态。乌东煤矿的实践证明，这条路已经不再是愿景，而是正在发生的事实。对其他面临类似挑战的能源矿业企业而言，新疆能源与天玛智控的协同攻关模式提供了极佳的参照——找到最需要AI的那块硬骨头，然后坚持啃下去。