近期，習近平主席在主持召開的科學家座談會上強調創新是引領發展的第一動力，要堅持面向世界科技前沿、面向經濟主戰場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，不斷向科學技術廣度和深度進軍。在之前的經濟社會領域專家座談會上，習近平主席也指出，要以科技創新催生新發展動能，必須依靠創新驅動的內涵型增長實現高質量發展，要更大力提升自主創新能力和突破核心技術，這關系我國發展全局，也是形成以國內大循環為主體的關鍵。
煤炭行業作為我國重要的傳統能源行業，是我國國民經濟的重要組成部分，是一直以來推動我國現代化進程的基礎和動力，其供應和安全事關我國現代化建設全局，在當前我國內需潛力不斷釋放，國內大循環活力日益強勁的背景之下，提升煤炭行業安全穩定的重要性更加凸顯。隨著煤炭開采進入安全智能和精準開采新時期，以智能化提升煤礦的安全生產水平，帶動行業高質量發展的需求更為迫切。
煤礦智能化是貫徹落實習近平總書記“四個革命、一個合作”能源安全新戰略，加快推進煤炭行業供給側結構性改革的重要舉措。2019年8月，國家煤礦安監局和航天科技集團簽署戰略合作框架協議，在國家煤礦安監局的指導與推動下，航天科技集團與煤礦企業開展了廣泛合作，取得了積極進展。
一、緊跟形勢需求，立足航天優勢，為煤礦智能化建設貢獻航天智慧
（一）貫徹國家戰略，主動作為推動行業進步。國家煤礦安監局針對煤礦生產科研和煤企安全管理，抓住當前煤礦安全基礎仍然薄弱的“痛點”和“短板”，認真貫徹落實習近平總書記對于安全生產的重要論述，著力推進煤礦安全基礎建設，創造性地支持推動煤礦企業與科研單位開展跨界合作，搭建科技創新合作平臺，引導高科技企業參與煤礦智能化建設，共同謀劃在核心關鍵領域技術突破與裝備升級，實現煤礦開采和運行的智能化管理，提升煤礦安全生產水平，開創全國煤礦安全生產和煤炭產業高質量發展的新形勢。
中國航天科技集團作為科技創新引領的大型高科技中央企業，長期致力于依托航天自主創新與集智攻關優勢，將航天技術應用服務于國民經濟發展領域，依托先進技術轉化，為企業、行業用戶提供“航天+”智能解決方案。在國家煤礦安監局的引導下，集團立足煤炭企業實際需求，開展了基于“天地合作”的煤礦智能裝備關鍵技術和產品研發合作，借鑒航天系統工程方法，系統推進煤礦智能化建設，促進航天科技工業更好的服務煤礦安全基礎建設，加快推進煤礦智能化，提升煤礦安全生產保障能力。
（二）堅持自主創新，發揮優勢加大技術應用。中國航天科技集團是我國航天科技工業的主導力量，創新能力突出、核心競爭力強，主要從事運載火箭、各類衛星、載人飛船、貨運飛船、深空探測器、空間站等宇航產品和戰略、戰術導彈武器系統的研究、設計、生產、試驗和發射服務。航天科技集團圍繞“推動航天強國建設、支撐世界一流軍隊建設、建成世界一流航天企業集團”的戰略目標，圓滿完成了載人航天、月球探測、北斗導航、新一代運載火箭、重大武器裝備等多項具有世界影響力的重大航天任務。
當前，航天科技集團正積極構建開放融合的航天科技創新體系、航天科技工業體系，發揮航天高新技術的帶動作用，大力推動向國民經濟建設領域的轉化應用，以航天科技創造美好生活。在衛星應用、智能裝備、智慧產業、節能環保等領域提供專業化的技術產品與系統化的解決方案，服務專業用戶、惠及大眾生活；同時，持續推進與各行業的深度融合，依托航天自主創新能力與集智攻關優勢，打造國內領先核心設備研發制造與系統集成能力，持續推動制造與服務相結合，由提供配套設備向系統解決方案轉型升級。目前已經在智能化高端裝備、工業機器人與特種機器人、高技術配套產品等領域，形成了研發能力突出、專業優勢明顯、產業鏈條清晰、產品特色鮮明、服務保障高效的智能化裝備支撐力量。
航天科技集團針對國家煤礦安監局加大機器人研發攻關的需求，加大了在采煤、掘進、支護、巡查等重點崗位的機器人設計研發力度，并針對不同條件的智能化無人采煤工作面建設和智能化無人（少人）示范礦井建設，加快相關技術研發，合作攻克關鍵技術。同時，航天科技集團積極開展航天技術轉化應用，推進互聯網、大數據、人工智能他那個煤礦安全生產深度融合，加快裝備升級和信息化改造，強化重大災害預警，逐步拓展人員位置監測，研究探索在采煤機、掘進機、礦車等設備上的位置監測系統以實現遠程監控。
二、提升協同效應，聚焦關鍵領域，面向行業需求加快核心技術突破
在國家煤礦安監局，以及兄弟央企、煤炭企業的大力支持下，航天科技集團與煤炭行業保持著良好的合作關系，并與行業內眾多強企推進合作，在技術聯合研發、新技術新產品推廣應用、重大裝備國產化等領域，積極開展深入合作，產生了許多創新技術成果，自主研發裝備已經在行業得到應用，并取得了良好效果。尤其在打破國外壟斷的關鍵技術，合作破解行業瓶頸方面，積極推動關聯性技術產品轉化，突破行業“卡脖子”技術瓶頸：
1.綜采及掘進定位定向慣性導航系統。當前，煤礦綜采工作面調直等關鍵問題，成為制約行業發展的“卡脖子”關鍵技術之一。航天科技集團依托在慣性技術和伺服控制技術領域的核心優勢，研發的礦井綜采工作面調直系統，實現了綜采工作面的自動化調直，并已在山東棗莊傅村煤礦及平頂山平煤十礦完成了示范性應用，基本達到了國外同等產品水平，實現的指標優于國內用戶提出的指標需求。該項目打破了國外高精度慣性導航產品在我國煤礦井下采煤系統應用的壟斷，具有完全自主知識產權，研制單位還受鄭煤機委托，開展具體技術攻關與工程樣機研制，并簽訂了獨家合作協議。
2.油型氣監測監控技術及裝備。煤礦因地質條件特殊帶來煤層中含有大量油型氣，并多以游離態存在于煤層中，難以有效捕捉，存在較大的安全隱患。航天科技集團在TDLAS（可調諧二極管激光吸收光譜技術）應用方面具有較高的技術成熟度。針對油型氣的監測辨別，通過分析及技術路線的研究，初步確定TDLAS技術能夠實現煤層氣與油型氣辨別，相關技術產品還能有效解決現有激光甲烷檢測儀的誤報問題，后續可開展現場應用測試，拓展產品適用性。
3.智能化采煤技術。航天科技集團依托航天伺服機、電、液、氣控制技術，研制開發的采煤智能裝備，可完成工作面采煤的自動化生產、液壓支架及采煤機等設備的自主管理、設備故障智能診斷等，降低工人勞動強度和數量，提高了工作面生產效率，并已應用于國內多家大型煤礦集團，并積極推動智能化采煤技術研發，實現采煤過程無人干預、故障出現有報警、系統自有規避手段，并可以根據煤層變化自適應調整割煤，達到智能化無人開采。
4.煤巖識別技術。煤巖識別屬于世界性難題，還沒有成熟的解決方案。初步判斷可以通過顏色、斷面紋理、聲音、震動幾個方面，采用機器視覺和聽覺結合的人工智能學習技術來解決這一問題。航天科技集團正積極探索通過煤巖識別軟件算法，以及人工智能（AI）視頻邊緣結構化處理等技術，實現煤巖自動識別，并通過數據采集和現場驗證，研究不同深度學習框架模型對煤巖實時分類的有效性，力爭攻克這一技術難題。
5.多維臨場感遙操作隨動雙臂機器人。航天科技集團研發的雙臂擬人協作型機器人，操作員可以隨動方式遠程操控機器人，通過人在回路的形式，將人對危機的處置經驗引入，進行危害處置、搶險救援、巡檢探測等任務。機器人頭部、腰部各具有兩個自由度，雙臂各有6個自由度，搭配履帶式底盤及可換裝的末端執行器，具備快速行進能力，復雜任務的處置能力，可快速換裝特定末端執行器，另外具有接口豐富的特點，可搭載多種傳感器及專用設備，從而適配更多任務要求，同時數據鏈系統可支持各類信息交互與終端技術。
6.集團級安全生產管理平臺。航天科技集團集成應用國產自主衛星通信、視頻智能分析、應急大數據平臺等先進技術，為煤礦安全生產管理建立集團級的先進應用和安全保障，包括將國產衛星通信技術與基礎電信運營商網絡融合構建的多級數字會商系統，運用自主視頻智能分析技術，實時動態識別生產區域內的人、車、物等目標，實時監測預警生產設備設施安全運行狀態，保障生產過程安全，以及安全生產大數據中心與指揮中心。
7.安全生產監管信息化云平臺。航天科技集團基于大數據、云計算、物聯網、GIS等技術構建，和監管部門的進行交互匯報、面向生產經營單位的安全管理和安全監督，實現安全生產信息“來源可查、去向可追、責任可究、規律可循”，實現對煤礦企業重大危險源普查、自動辨識、分級管理、事故模擬、重大危險源應急救援預案管理等，并針對煤礦井下環境及關鍵設備的生產安全，基于視頻監控系統，采用深度學習與圖像處理算法結合的方法自動識別環境危險，智能監控設備運行狀態，助推煤礦綜采自動化、無人化能力提升。
8.薄煤層防爆指揮車。航天科技集團研發制造的薄煤層防爆指揮車是國內首輛適用于低高度薄煤層巷道的防爆指揮車，是國內首輛裝備了防爆數字儀表裝置和防爆暖風電機的車輛，也是國內首臺裝備了適用于小型車的防爆發動機的車輛，自主研發了防爆柴油發動機，干式防爆離合器以及防爆電氣系統，將電啟動改成氣啟動，對車架后梁進行了加強改進，并對車身進行局部改裝等等，以滿足井下防爆要求和井下場地要求，主要用于低高度薄煤層煤礦的領導下井指揮、少量人員運輸以及應急搶險等工作需求。已成功應用于神東煤礦。
9.礦用救援車。航天科技集團研發制造的礦用救援車是國內首臺適應于避難硐室的搶險救援車，是國內首臺裝備了壓風、供水、供電、人員定位、通訊以及監測監控系統的車輛，填補了國內在井上快速移動救援上的空白，可實現對礦井災難的快速救援，向救援指揮中心提供地下災情的實時圖像信息，廂體裝載有井下救援設備，包括壓風系統、供電系統、生命保障系統、應急通信系統、集中控制系統以及醫療自救和搶險救援系統。
10.應急通訊指揮車。航天科技集團研發制造的應急通訊指揮車系統系我國新一代機動指揮控制中心，主要由機動平臺和裝載在機動平臺上的各種技術先進的指揮及通信設備構成。應急通訊指揮車系統具有快速響應性、可部署性、靈敏性、多功能性的特點，該系統可以向現場總指揮提供所需等決策信息，實施現場緊急救援指揮工作，可以保障政府領導和其他應急力量在緊急事件的處理過程中，快速、及時、準確地收集到決策信息，通過多種方式進行高效地溝通和指揮。
11.煤礦用電纜。航天科技集團研發制造的煤礦用電纜，是利用航天技術，采用新材料、新工藝、新結構、新裝備研發的旨在加強煤礦安全基礎建設、提升煤礦安全保障能力的系列產品，包括：煤礦用移動類軟電纜、煤礦用固定敷設電力電纜、煤礦梭車用橡套軟電纜、煤礦用拖曳橡套軟電纜、煤礦變頻器用軟電纜等。與國家能源集團在礦用電纜、電力電纜等領域開展合作，雙方合作研發的“煤礦梭車用金屬屏蔽橡套軟電纜”和“煤礦露天拖曳電纜”產品已在神東煤炭集團實現了高端產品替代進口，正積極推動“采煤機電纜”國產化。
三、依托航天系統工程方法，加快產業發融合展，打造智能化解決方案
后續，航天科技集團將圍繞打造形成全面感知、實時互聯、分析決策、動態預測、協同控制的智能系統，實現煤礦開拓、采掘、安全保障、經營管理等過程的智能化運行，利用好航天技術轉化，聚焦煤礦智能開采技術與裝備、煤礦安全生產信息化技術、煤礦應急救援技術與裝備等領域，加強與煤炭行業的對接交流，在煤礦安全基礎建設上開展廣泛合作，助力煤礦安全保障能力實現較大提升，具體有以下三方面舉措：
（一）堅持將創新作為引領發展的第一動力，加快核心關鍵領域的技術攻關。重點開展智能化綜采關鍵技術攻關，跟蹤行業技術需求，幫助破解技術難題，加快實現智能化自適應無人采煤，踐行“無人則安、少人則安”發展理念；在發展航天動力、制導導航與控制、電子信息等專業技術，開發高端裝備與智能制造、新材料、云計算等新技術的同時，發掘與煤炭行業新的結合點，為后續發展注入新動能。與行業內廣大企業、科研機構開展廣泛合作，依托航天動力、制導導航與控制、電子信息等專業技術，并逐步開放高端裝備、智能制造、新材料等新技術研發與試驗驗證能力，共同跟蹤行業技術需求，合力破解技術難題，發掘與煤炭行業新的結合點，為后續發展注入新動能。
（二）探索建立科研單位與煤礦企業聯合研制與應用試點機制，促進新技術的應用推廣。借鑒成熟經驗，鼓勵集團公司內部科研單位與煤礦企業開展聯合研制、集智攻關，為新技術、新產品搭建試驗驗證平臺，探索在重點煤炭企業開展軍工技術轉化產品的試驗與應用，幫助解決“首臺套”研發應用問題，加快煤礦機器人產品定型，促進新型裝備應用推廣，為持續推進煤礦安全發展做好支撐。對于采煤智能裝備、定位定向慣導系統、高端礦用電纜等，在技術上實現創新突破，并具有一定應用前景的技術產品及解決方案，進一步拓展與行業內合作，推動在重點煤炭企業示范應用，通過推廣擁有自主知識產權的技術產品，實現國產化替代，有效降低煤炭企業使用成本，促進傳統煤炭產業轉型升級發展。
（三）借鑒系統工程方法，系統推進煤礦智能化建設。煤礦智能化建設是一項系統性工程，具有相當的復雜性，集團公司將發揮航天系統工程管理經驗，對涉及相關領域實施總體考慮、協調推動，依托智能化控制系統，對煤礦生產各分系統進行有效監管控制，實現煤礦生產向少人、無人控制方向發展。通過助推產業政策的完善，形成良性發展局面。
航天是當今世界最具挑戰性和廣泛帶動性的高科技領域之一，航天活動深刻改變了人類對宇宙的認知，為人類社會進步注入了強勁動力。航天科技集團將堅持創新、協調、綠色、開放、共享的發展理念，切實落實與國家煤礦安全監察局戰略合作框架協議，在煤礦安全基礎建設上與煤礦企業、國內外同行以及社會各界攜手共進，相互支持、相互促進，共同推動煤礦安全生產工作，實現煤炭行業高質量發展，為服務國家發展大局、增進人類福祉而不懈奮斗。
