煤炭学报

作者：王国法, 孟庆勇, 侯林, 崔耀, 呼守信, 孟杰, 李旺年, 蒲阳, 李晨鑫, 任晓文,

关键词：煤矿智能化, 5G+工业互联网, 快速掘进, 定向钻探, 智能放煤, 融合预警,

基于国能神东保德煤矿智能化煤矿建设任务，提出“统一数据、统一模型、统一平台、统一方案”5G+工业互联网智能化矿井建设总体方案，构建“四层+两翼”井下5G综合承载网架构：感知层部署多类传感器采集生产安全数据，传输层以5G+N×100G FlexE硬切片网络为核心实现高效传输，平台层承担数据存储与深度分析，应用层支撑多场景智能化应用；“两翼”为统一数据标准与工业安全防护体系，保障数据互通与网络安全。采用中频满足工作面大带宽需求、低频实现巷道长距离覆盖，通过TDD时隙翻转与SUL技术增强上行传输；依托FlexE切片技术划分5类切片，满足不同业务时延、带宽需求，有效支撑综采巡检、梭车远程驾驶等各类智能化场景。研发四大核心技术：① 多行为时序规划快速掘进技术，创新“掘锚一体机+梭车+自移机尾”装备，融合GA−BP神经网络自适应截割、激光雷达路障感知及电力载波通信，解决“最后100 m”运输瓶颈，掘进效率与进尺分别提升 10%、15%；② 5G+数字孪生长距离定向钻探技术，结合动态方位伽马地质导向提升钻探精准度；③ 特厚煤层“自动+记忆+智能”三级放煤系统，通过异步递进调度、PID闭环控制与AI(视频+声纹)煤矸识别，平衡煤质与资源回收率；④ 区域多灾种融合预警技术，整合多源安全隐患监测数据，采用CNN−LSTM架构构建模型，预警吻合度超95%。现场应用显示，研究实现保德煤矿全场景5G覆盖，成功预警水害、甲烷超限等事件，缩短灾害预警响应时间，提升了矿井安全管理水平。该研究通过5G+工业互联网技术与煤矿核心业务深度融合，实现矿井从单一监测向“智能判识、精准预警、联动处置”跨越，为煤矿智能化高质量发展提供技术范式与实践案例。

来源：2026年第1期

《煤炭学报》期刊编辑部

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