在地下千米深處，煤海翻涌。一臺100多米長的“鋼鐵巨龍”自主完成掘進、支護、運輸全流程作業，全程僅需6人輔助操控。與此同時，在煤礦智能綜掘與綠色開采裝備山西省重點實驗室里，科研人員正緊盯屏幕，通過三維可視化平臺，實時查看煤礦井下設備的掘進進度、設備狀態及周邊環境數據。

煤炭行業作為支撐國家能源安全發展的重要行業，長期面臨著安全風險高、生產效率低、環境影響大等痛點。煤礦智能綜掘與綠色開采裝備山西省重點實驗室正試圖通過技術攻關解決煤炭行業發展難題，為行業高質量轉型注入關鍵動能。

日前，記者走進這家高端煤機裝備領域的高水平科技創新平臺，近距離感受實驗室的創新脈動。

圍繞產業需求攻關

科研與應用脫節，一度是制約煤機裝備技術落地、行業轉型升級的瓶頸。而煤礦智能綜掘與綠色開采裝備山西省重點實驗室以全鏈條創新布局精準破解這一痛點，讓科研成果真正扎根產業一線。

在中國煤炭科工集團太原研究院有限公司生產車間里，一排排組裝下線的煤礦用無軌膠輪車靜待安全檢測，不久后便會發往全國各地煤礦井下。這款產品的順利量產，離不開實驗室“頂天立地”發展定位的持續指引。

“‘頂天’是錨定國家能源安全戰略，‘立地’是扎根煤炭產業一線，解決實際生產中的技術難題。”煤礦智能綜掘與綠色開采裝備山西省重點實驗室主任金江介紹，這一發展定位讓實驗室的科研工作始終圍繞產業需求展開。

煤礦智能綜掘與綠色開采裝備山西省重點實驗室由中國煤炭科工集團太原研究院有限公司牽頭，聯合企業、高校共建，三方分工明確、高效聯動：研究院主導總體策劃與平臺運營，企業專注成果轉化與產業化落地，高校則提供堅實的理論支撐。

“我們構建了人員互派、項目共擔、成果快轉的聯動機制，打通了‘需求—研發—轉化—應用’的創新閉環，讓科研周期縮短40%以上。”金江介紹，依托“科研院所+制造企業+高校”的創新聯合體優勢，實驗室從源頭就緊扣一線需求，讓前沿探索與產業應用同頻共振，確保科研不跑偏、成果快落地。自2016年授牌以來，實驗室已產出30余項重大成果，發明專利超300件，成果轉化周期縮短1/3。

“為進一步提升創新效能，我們凝練出硬巖截割、智能綜掘等5個核心研究方向，并深度融合大數據與人工智能技術，主動響應‘智能+’改革號召。”金江補充說，實驗室還通過“三個集中”策略激活創新動能：機制集中方面，推行“企業出題、政府立題、社會協同破題”模式，使攻關方向精準對接產業痛點;資源集中方面，推動平臺共享，有效避免重復建設，顯著提升資源利用效率;人才集中方面，打造全鏈條人才梯隊，為創新發展提供堅實支撐。

打造煤礦開采重器

在實驗室成果展示區，實驗室智能綜掘方向帶頭人、研究員馬凱指著展臺上的裝備模型，自豪地介紹：“這是‘煤海蛟龍’，我們代表性的成果之一。”這款掘支運一體化快速掘進系統，開創了全新的“三位一體”作業模式，掘進效率較傳統掘進方式提升3倍以上，作業人員減少60%，改變了傳統“人海戰術”的作業方式。“煤海蛟龍”曾入選煤炭科學技術重大進展，獲評“十大國之重器”，是我國煤礦掘進技術從“跟跑”向“領跑”跨越的標志性成果。

“煤海蛟龍”的研發，源于對行業痛點的精準洞察，更離不開科研團隊近十年的持續攻堅。“掘支矛盾”“狹小空間重載集成”“復雜地質自適應”三大世界級難題，曾長期制約行業發展。

“我們首創‘掘—支—運’平行作業工藝，將單循環支護時間從90分鐘壓縮至20分鐘;在狹小巷道里集成龐大設備群，建立動態耦合模型，讓系統能在復雜地質條件下穩定運行。”馬凱介紹，如今“煤海蛟龍”已歷經4代技術迭代，關鍵部件自主可控，徹底擺脫了進口依賴。最新4.0版本在安全性能上全面升級，具備超前感知、遠程無人操控等優勢，真正筑牢了本質安全的防線。

“目前它已在全國10個重點產煤省得到應用，在國能大柳塔煤礦創下3088米的單月進尺世界紀錄，在新疆三軟煤層也刷新了當地掘進紀錄，成為煤炭穩產保供的核心‘利器’。”馬凱說。

“除‘煤海蛟龍’外，實驗室研發的國內首套邊幫開采成套裝備，實現了‘無人進硐’開采，成功推動邊幫壓煤從無法開采走向高效開采。”實驗室綠色開采方向帶頭人、研究員張強告訴記者，這套裝備采硐深度達200米，偏移誤差小于±0.2米，回收率超85%，兼具安全、高效、綠色優勢，與“煤海蛟龍”構成實驗室的兩大核心技術產品。

不僅如此，實驗室在硬巖截割、機器人作業等方面也成果豐碩，其中EBH315Q型號硬巖掘進裝備已達到國內頂尖水平。“2024年，我們完成10項成果登記，獲得209件專利授權及申請，斬獲12項科技獎勵;成果應用率超70%，推廣至20余個礦區，真正實現了科研成果的落地見效。”馬凱說。

錨定綠色智能方向

科研之路從無坦途，創新征程更無止境。在已有的技術積淀之上，煤礦智能綜掘與綠色開采裝備山西省重點實驗室錨定綠色、智能兩大核心方向，持續攻堅。

“綠色開采不是‘少采煤’，而是‘科學采煤、清潔采煤’。”實驗室硬巖截割方向帶頭人、研究員陳明軍告訴記者，實驗室的每一項綠色技術研發始終緊扣煤礦生產實際需求，目前實驗室推廣的邊幫開采技術已在全國多個礦區廣泛應用。同時，針對煤礦開采過程中出現的資源壓覆與環境擾動問題，實驗室科研團隊將目標瞄準煤礦連采連充系統研發，希望能實現“采—裝—運—支—充”高效平行作業，一邊采煤一邊充填，能有效控制頂板下沉、地表塌陷，保護地表生態、農田、建筑物，顯著降低開采對環境的擾動，推動綠色礦山建設。

智能化升級，同樣是煤礦產業高質量發展的核心方向。實驗室機器人方向帶頭人、研究員索艷春向記者介紹，目前團隊正集中力量研發井下設備智能調度系統，通過多傳感器融合技術，精準感知井下環境和設備運行狀態;同時，全力攻克設備自主避障、故障預警等核心技術，通過不斷優化算法，提升設備的自適應能力，進一步降低井下作業的人工依賴，讓智能化技術真正扎根井下一線，惠及更多煤礦企業。

金江表示，面向未來，實驗室將持續深化產學研協同創新，積極推動科研成果向非煤礦山、水利隧道等領域拓展，努力成為煤機領域原創技術的“策源地”、科研成果轉化的“加速器”。

“我們將用實實在在的創新成果，為我國煤機產業發展貢獻‘山西智慧’，為國家能源安全筑牢堅實屏障。”金江說。