对智能化综采工作面而言，无论是国家还是地方省市验收标准，目前仍然是以得到广泛应用的“记忆割煤”为主，其核心专利技术和软硬件平台的开发也是继续围绕相关具体需求进行。龙软科技另辟途径，提出了“自适应割煤”的思想和核心技术体系，在国内外首次研发综采工作面全自动大地坐标动态传导和精确测量系统，与北京大学、中船重工第七〇七所以及山东能源临矿集团郭屯煤矿精诚合作，实现了较为复杂地质条件下工作面大地坐标相关装备的全覆盖和精准开采。经中国煤炭工业协会科技成果鉴定，“综采工作面智能化自适应采煤关键技术研究及系统应用”项目技术成果达到“国际领先水平”，并荣获2021年度中国煤炭工业协会科学技术一等奖。在中国煤炭学会组织的2021年第一批煤矿智能化标准研制项目中，龙软科技作为主要起草单位之一共参与了11个项目，其中牵头起草《基于地理信息系统的工作面截割模板自动生成系统技术条件》。

图1 龙软科技综采智能化关键技术获奖证书

作为以提供煤矿专用地理信息系统发展而来的龙软科技，在智能采煤、掘进领域具备独有的技术沉淀优势，围绕智能采煤、掘进，龙软科技知识产权团队（包括中船重工第七〇七所等）已形成由十余项发明专利构建的强技术壁垒，在智能采掘领域分别为：（1）“一种煤矿回采工作面智能开采预测截割线生成方法及装置”；（2）“一种回采工作面煤层透明化三维地质模型构建方法及装置”；（3）“一种中厚倾斜煤层综采工作面调斜控制方法”；（4）“矿井综采工作面测量机器人自动测量方法和网络系统”；（5）“一种综采工作面测量机器人装置和自动测量系统”；（6）基于大地坐标序列的综采工作面自动找直方法、装置及系统；（7）“矿井综采工作面装置空间位置动态标定方法、装置及系统”；（8）“煤矿综采工作面透明化数字孪生自适应开采系统和方法”；（9）“一种基于惯性导航器件和编码器的定位方法及装置”；（10）“一种煤矿综采工作面采煤机与地质模型的耦合系”；（11）“一种高瓦斯煤矿回采工作面瓦斯浓度调控方法及系统”；（12）“基于陀螺全站仪和惯导设备的掘进机定位导航系统及方法”；（13）“一种基于三维激光点云的割煤顶板线提取方法”；（14）“一种矿井掘进探放水辅助系统和方法”；（15）“一种基于视频技术的综采工作面直线度基线交互调直方法”。

其中，智能采煤专利组的核心内容是基于精确地理坐标及动态地质模型的煤矿综采工作面智能开采关键技术成套装备及技术体系，它包括了地质模型的构建和动态更新、工作面精确地理坐标测量标定及动态耦合、工作面自动找直及调斜控制、透明化数字孪生自适应开采系统等内容。智能采煤相关专利通过构建高精度地质、设备和开采环境模型以及基于GIS的数字孪生管控平台，利用井下测量机器人及煤岩识别手段动态修正地质模型，结合国产高精度定位导航技术耦合工作面地质条件和开采装备，实现基于大地坐标的自适应割煤，突破记忆割煤难以应对煤层起伏变化的技术瓶颈，初步实现了复杂地质条件下的智能自适应开采，形成了透明化智能开采成套技术体系及装备。

图2 基于精确大地坐标和动态地质模型的智能开采管控平台

图3 基于精确大地坐标和动态地质模型的智能开采三维管控平台

龙软科技上述智能采煤相关专利技术除初步应用于山东能源集团郭屯煤矿外，支撑项目还包括正在研发实施的国家能源集团宁煤集团金凤煤矿“基于TGIS的矿井智能开采与安全管控平台研究与应用”、黑龙江龙煤集团双阳煤矿“极薄煤层智能开采项目”等，项目完成后将具备向相类似产能、地质条件矿井推广应用的基础。在系列化专利技术的支撑和保护下，龙软科技有信心与相关矿井精诚合作，使系统完全实用化，并常态化运行。

智能掘进专利组的核心内容是基于精确地理坐标及动态地质模型的煤矿综掘及快掘工作面智能掘进关键技术成套装备及技术体系，它包括掘进工作面地质模型构建和动态更新、掘进设备精准导航定位、掘进机自动纠偏及自适应截割、掘进工作面精确地理坐标测量标定及动态耦合、数字孪生自适应掘进系统等内容。智能掘进相关专利通过构建掘进工作面高精度地质、设备和掘进环境模型以及数字孪生管控平台，利用井下精准地理坐标测量系统动态测量及标定掘进机地理位置、航向及姿态；利用掘进工作面物探成果动态更新地质模型；通过数字孪生平台融合设备精准地理坐标和巷道煤层顶底板标高和方位角，实现掘进工作面成套装备的三维可视化远程一键启停控制、掘进巷道探放水、掘进巷道自动通风除尘等，实现掘进设备沿规划路线自主规划截割及协同控制等功能，形成智能化掘进成套技术体系及装备。

图4 基于精确大地坐标的智能掘进定位导航及自动截割

图5 基于动态地质模型的智能掘进管控平台

龙软科技上述智能掘进相关专利技术已成功应用于陕煤集团张家峁矿业有限公司“掘进工作面数字化监控系统项目”；陕煤集团红柳林矿业有限公司“掘进工作面数字化监控系统项目”；陕煤集团柠条塔矿业有限公司“掘进工作面数字化监控系统项目”；内蒙古大唐国源龙王沟煤矿“掘进工作面数字化监控系统项目”；山西焦煤集团汾西矿务局高阳煤矿“智能掘进机改造项目”；山西凯嘉集团义棠煤业“掘进工作面智能化系统改造项目”等，以上项目均已完成并具备向相类似产能、地质条件矿井推广应用的基础。

图6 龙软科技智能掘进系统在应用现场的展示

根据国家《“十四五”能源领域科技创新规划》，煤矿智能开采关键技术与装备集中攻关的技术包括：地质保障体系、智能掘进、采煤设备精准定位与导航、采煤设备群智能自适应协同推进等，龙软科技将充分利用在智能采掘领域积累的技术优势，强化“产学研用”深度协作，坚守技术创新发展模式，加大研发投入，与行业内优势企业强强联合，集中优势资源突破智能采煤、掘进领域的关键核心技术。