露天开采边帮煤层上方压覆着数十米甚至上百米厚的表土层和岩石层，在保证上覆岩层稳定基础上最大限度地回采边帮煤成为一项亟待攻克的技术难关。目前，边帮煤层主要采用边帮采煤机对煤炭资源进行回收，采硐间留设支撑煤柱，采出率仅 40~60%，而且采硐采空区易导致边帮台阶出现沉降和塌陷。因此需要研发一种露天煤矿边帮压煤智能无人化采充系统，在加强边帮稳定性监护的基础上，提升边帮压煤的采出率与充填接顶率，实现硐外远程控制、硐内无人化开采充填，可将资源回收率提高至80%以上，为露天煤矿边帮压煤的安全高效绿色开采提供技术保障。同时提升矿山产能配置指标，为企业增加资源回收和产品收入。

研究内容

通过研究露天煤矿边帮煤炭资源无人智能化回收工艺技术，开发基于类脑人工神经网络（AI 决策）的边帮采煤工艺系统及配套装备，搭建边帮煤炭资源采充数字化模型，利用视频数据中提取的工作参数、姿态参数、运行轨迹等特征进行智能化运算和分析，进而指导无人智能化采掘设备运行并形成记忆模板，在边帮无人化采掘过程中不断修正误差，实现边帮煤炭资源的安全高效回收，并对边帮煤开采过程中的边坡稳定性、充填接顶率、设备故障等预警做出快速识别和响应，杜绝矿山安全事故发生。具体研究内容涉及：

（1）开发智能无人化露天边帮煤的采掘系统开发适用于露天边帮煤赋存特点和现场开采环境的智能无人化露天边帮煤的采掘系统，该系统包括无人采掘机，由摄像仪、温度液位传感器、压力传感器、惯性导航仪、经纬仪、距离传感器、角度传感器、瓦斯传感器和控制箱、 基站、光端机、远程操作台、双屏幕显示器等组成，硐内与硐外控制室采用光纤传输信号，硐外与矿部集控中心 5G/WIFI 无线方案。

（2）研制边帮无人化开采大数据精准控制系统以基于类脑神经网络的人工智能多维度数据模型为基础，融合应用惯性导航、雷达矩阵、大数据、物联网等先进技术，研究建立一套完整的可“预测、预判、预控”的露天煤矿边帮无人化开采大数据精准控制系统，结合矿产资源分布情况和无人矿用卡车、掘进机、装载机、带式输送机等设备，开发露天煤矿基于类脑人工神经网络（AI 决策）的边帮采煤工艺系统及配套装备，实现基于 AI 决策的边帮开采、运输设备的自动作业和接续运行。

（3）开发边帮工作面集群规划协同管控系统依托无线通讯技术、云计算和大数据分析，构建并关联边帮采煤环境、工艺、设备的数字开采模型，融合采煤量、设备信息、地质信息、灾害信息、调度指挥信息等，建立边帮采煤工作面集群大数据中心，研发适用于露天边帮煤安全、高效、低成本开采的露天边坡及上覆围岩稳定性监测控制成套技术，并开发相应的配套装备和软件系统。

（4）研发边帮无人化开采充填工艺装备及关键技术搭建针对矿山地质构造、环境安全、装备安全、人员安全的边帮煤炭资源采充数字模型，优选合理的充填材料、充填模式和充填配合比，最终开发出基于类脑人工神经网络决策（AI 决策）系统，适用于边帮无人化充填的相应工艺和配套装备，实现边帮煤采充技术、装备及安全监测技术的突破和煤基固废资源化利用。

考核指标

（1）建成边帮煤炭采充作业智能化管控平台，通过 AI 辅助决策远程操控，实现回采和充填全过程操作人员不进入回采硐室；

（2）膏体充填揭顶率不低于 95%，抛矸充填不低于 90%；

（3）视频终端智能识别准确率达到 95%以上，系统预判、报警准确率达到 95%以上；

（4）边帮煤炭资源回收率≥80%，生产能力达到 2000t/d；

（5）膏体充填集料中煤矸石质量占比≥60%，进路充填体强 R7≥1.0MPa、R28≥2.0MPa；

（6）受理发明专利至少 2 项，登记软件著作权至少 2 项，高水平论文 2篇；

（7）形成露天边端煤无人开采技术标准一套。