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煤矿智能化行业相关定义

煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑，将人工智能、工业物联网、云计算、大数据、机器人、智能装备等与现代煤炭开发利用深度融合，形成全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的智能系统，实现煤矿开拓、采掘（剥）、运输、通风、洗选、安全保障、经营管理等过程的智能化运行，对于提升煤矿安全生产水平、保障煤炭稳定供应具有重要意义。

煤矿智能化行业产业链条分析

煤矿智能化产业链上游原材料、零部件及服务包括电子元器件、集成模块、外协加工等；中游产品为各类煤矿智能化信息系统；下游应用领域是煤炭行业，具体客户有煤矿生产企业以及煤矿装备制造商。

煤矿智能化行业需求受下游煤炭行业影响较大，下游行业的整体发展状况直接决定了本行业的需求。虽然煤炭行业整体发展受宏观经济影响而呈现出一定的周期性，但煤矿智能化信息系统主要是为了实现煤矿生产的安全提升、减员增效以及节能降耗目标的必要性投入，其行业发展情况主要受国家产业政策、企业重视程度以及我国煤矿数量、规模影响，而由于目前我国煤矿升级改造存量需求巨大，因此煤矿智能化行业具有较为广阔的发展前景。

中国煤矿智能化行业市场规模分析

统计数据显示，2017-2022年中国煤矿智能化行业市场规模将呈现增长趋势发展，2017年中国煤矿智能化行业市场规模87.49亿元，2021年中国煤矿智能化行业市场规模1346.29亿元，2017-2022年中国煤矿智能化行业市场规模如下：

图表：2017-2022年中国煤矿智能化行业市场规模

数据来源：智研瞻产业研究院整理

中国煤矿智能化行业存在的问题

1.煤矿智能化认识和理念不统一

部分地区和煤矿企业对智能化还不够重视，思想上因循守旧，没有认识到智能化是煤炭行业发展的必然趋势，片面强调智能化建设投入大、技术难、要求高，甚至是面子工程，没有算清长远账、安全账、民生账，既怕增加负担影响经济效益，又怕承担失败的风险，有畏难情绪和消极心理，对煤矿智能化工作不够主动，智能化建设发展相对滞后。

智能化煤矿的显著特征是现代信息、人工智能、控制技术与采矿技术的深度融合，智能化煤矿建设是高新技术融入矿山场景、渐进迭代发展的过程，是一个不断进步的过程，不是一次性结果，不是“基建交钥匙工程”。

机械化、自动化、信息化和数字化是智能化的基础和内涵，对煤矿智能化认识和理念的不统一，本质上并不是对智能化概念的纠缠，而是因循守旧的保守思维与技术变革的不适应，在煤矿智能化发展尚不充分，一些技术装备还不完善的初级阶段，是自然会存在的分歧，全面否定和概念滥用是2 种典型的表现形式，这与煤矿综合机械化发展之初是一样的。

2.煤矿智能化发展不平衡

由于我国煤层赋存条件复杂多样，不同煤层赋存条件矿井开展智能化建设的技术路径、难易程度、效果等均不相同。目前，我国煤矿智能化发展不平衡，主要体现在：不同矿区智能化建设基础不平衡;不同地区智能化建设水平发展不平衡;煤矿不同系统的智能化水平发展不平衡;智能化技术需求与技术发展现状不平衡;软件开发速度明显滞后于硬件的投入不平衡;煤矿智能化相关投入与产出比不平衡。

3.智能化煤矿5G 应用场景和生态匮乏

5G 作为新一代信息技术，具有大带宽、广连接、低时延等显著优点，联合网络切片、边缘计算等核心技术，可以为垂直行业带来变革性的应用场景。煤矿5G 应用经过第一阶段的探索和实践取得了很多宝贵经验，但经过第一阶段的研究探索也总结发现了诸多实际问题;不同厂商的5G 网络系统架构不统一;5G 应用场景有待挖掘;5G 技术及终端生态匮乏。

4. “透明地质”技术保障支撑能力不足

“透明地质”或“透明工作面”的概念为煤矿智能开采的地质保障提供了希望，地质探测技术与装备的智能化、探测信息的数字化、模型化及地质信息与工程信息的有效融合，是“透明地质”或“透明工作面”的基础。目前，受地质探测理论、技术与装备发展水平的限制，“透明地质”技术保障支撑能力明显不足：地质数据尚未全部实现数字化;地质探测技术的探测精度、范围尚难以满足煤矿智能化建设要求;地质体三维高精度建模技术有待提升;现有技术难以建立高精度“透明地质”模型;地质信息与工程信息尚未实现融合;地质探测技术与装备的智能化程度较低。

5.采掘失衡、掘支失衡问题尚未突破

目前，我国煤矿巷道掘进的机械化程度约为60%，普遍存在采掘失衡、掘支失衡等问题，巷道掘进智能化尚处于起步阶段，主要表现在：掘进工作面空间狭小、作业工序复杂，掘、支、锚、运协同作业困难;截割与支护设备的可靠性、适应性有待提高;强干扰、高粉尘、狭长作业空间难以实现掘进设备的定姿、定位;智能化快速掘进相关技术与装备投入低，技术进步缓慢。

6.智能化技术难以适应复杂工作面条件

截至2020 年上半年，我国已经建成不同类型、不同模式、不同效果的智能化综采工作面338 个，形成了4 种智能化工作面开采模式，但工作面智能化开采效果仍有待进一步提高，主要表现在：综放工作面智能化放顶煤技术一直未能有效突破;煤机装备的可靠性及自适应控制技术有待突破;智能化开采技术对复杂煤层条件的适应性差，综采设备群智能协同控制效果有待提升;工作面端头支架、超前支架智能化水平较低;工作面上各类传感器、摄像头等相关感知信息的有效利用率较低，工作面设备的智能决策能力有待提升。

7.智能化巨系统兼容协同困难

智能化煤矿需要建设基础应用平台、掘进系统、开采系统等近百个子系统，是一个复杂的巨系统，不同系统之间的数据兼容、网络兼容、业务兼容和控制兼容效果较差，难以实现系统间智能协同作业，主要表现在：数据格式尚未实现统一；网络通信协议兼容性差;业务系统兼容性较差;系统间协同控制兼容性差。

8.井上下智能机器人作业技术有待突破

煤矿机器人是一种依靠自身动力和控制能力实现某种特定采矿功能的机器，应用机器人技术将工人从繁重危险的地下采矿作业中解放出来是实现煤矿智能化的重要途径，井上下智能机器人作业技术有待突破，主要表现在：(1)井下机器人精准定位、自主感知与决策、精准导航与调度、机器人避障、机器人集群管控与续航管理、轻型防爆材料等相关技术尚未获得突破;(2)现有煤矿机器人主要通过集成各类传感器对井下各类环境信息进行感知，功能比较单一，主要具备信息采集功能，智能化程度较低;受到井下防爆要求，现有井下机器人比较笨重，灵活性较差，对复杂煤层条件的适应性较差;(3)井下机器人主要以巡检为主，且多为轨道巡检机器人，性能有待提升，掘进机器人、喷浆机器人、支护机器人、救援机器人等相关机器人亟待开发。

9.智能化煤矿管理与人才储备不足

目前，智能化煤矿建设仍然采用传统的管理模式，受我国人口老龄化、劳动力不足等因素的影响，煤矿智能化专业技术人才不足，主要表现在：传统管理模式难以适应智能化煤矿;煤矿缺少智能化专业职能部门;智能化煤矿从业人员整体技术水平偏低;智能化人才培养体系不健全;缺少专业化运维团队。

10.智能化煤矿投入保障不足

煤矿智能化建设需要较大的资金投入，但是一些效益较差的企业智能化发展资金不足，特别是短期收益不明显，影响企业投入的决心，主要表现在：(1)煤矿智能化投入整体强度仍然偏低，企业间差距较大;(2)煤矿智能化短期主要表现为安全效益，经济效益不显著;(3)智能化煤矿运营过程中形成的大量数据资源价值尚未得到充分挖掘;(4)缺少客观、专业、真实反映煤矿智能化投入与效益的评价方法。

图表：中国煤矿智能化行业存在的问题

资料来源：智研瞻产业研究院整理

中国煤矿智能化行业未来发展趋势预测

中国煤炭智能化阶段的目标是：到2020年，建成100个初级智能示范煤矿。到2025年，所有大型煤矿将基本实现智能化。机械智能是矿山综合开采技术的重要突破，对提升煤矿工业和煤矿绿色开采具有重大的现实意义。同时，要引进大批专业人才，与时俱进，加快促进产业升级。

1 智能导航技术的应用

智能导航技术以实时三维GIS技术为基础，结合了地理信息、三维可视化和工作面检测技术。该技术提高了煤炭开采的精确性，能够对工作面实时探测与自动定位。

2 设备趋向于多样化

目前，我国煤炭开采设备单一，结构复杂，难以在狭窄的工作面进行作业。为了满足实际采煤需求，煤炭开采设备要朝多元化方向发展。例如，安装可以进行人工智能处理的传感器，并通过数据处理模块计算采煤机的工作位移，以将数据输入模型中进行自主开采;引进智能化的采矿机器人，逐步取代人来全面进行采矿工作，从而节省人力和物力。最后，还可以引进先进的超声技术。与传统的探测方法相比，该技术的应用简化了工作环节并减少了工作量。

3 安全防控系统逐渐优化

现阶段，煤炭安全的重要性越来越高，煤炭安全监测是必要环节。但是，当前，煤炭安全监测工作仍存在着不足，煤炭安全生产还是不容松懈。人们要加大安全网络系统的监控程度，秉持早发现、早处理的原则，在安全问题出现之前，及时修复缺陷，提高煤炭安全性，对综采工作面的设备进行及时监测和故障诊断。首先，开采单位要确保矿山机械设备的正常运行，保证矿山机械设备的性能，定期对每个控制单元进行安全隐患排查，同时注意做好维修准备。另外，要对机械操作人员进行培训，完善安全操作系统，确保培训后的操作人员能够胜任综采工作，减少安全事故的发生率。要做好日常工作记录，为日后的排查工作和下阶段的工作安排提供可靠的数据支撑，从而提高工作效率。这样集人机于一体的安全防控系統，减少人为失误，提高了机械的可靠性和煤炭生产的安全性。

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煤矿智能化行业市场前景如何？智研瞻产业研究院发布的《2022-2028年中国煤矿智能化行业分析报告-市场供需现状与发展动向研究》详细分析了煤矿智能化行业相关定义 、全球煤矿智能化行业市场发展现状、中国煤矿智能化产业发展环境、中国煤矿智能化行业运行情况、中国煤矿智能化所属行业运行数据监测、中国煤矿智能化市场格局、中国煤矿智能化行业需求特点与动态、中国煤矿智能化行业区域市场现状、中国煤矿智能化行业竞争情况、中国煤矿智能化行业发展前景分析与预测、中国煤矿智能化行业发展策略及投资建议等，帮助企业和投资者了解煤矿智能化行业市场投资价值。您若想对煤矿智能化行业有个系统的了解或者想投资煤矿智能化行业，本报告是您不可或缺的重要工具。