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我国露天煤矿的开采工艺普遍以单斗−卡车间断工艺为主,全国约有6 000 台挖掘机、30 000 台卡车、3 000台钻机、20 000台各类辅助设备同时作业,从业司机人数约15 万人,每年采剥总量约70 亿m³,相当于60 座三峡大坝的土石方开挖量,人员设备数量和采剥工程总量均居世界第1 位。采剥工效仅为国外的62%,整体安全高效开采水平较低,主要存在以下3 个方面原因。(1) 资源赋存条件差我国煤炭资源分布广、煤层埋藏深、断层构造多、倾角大等特点;美国、澳大利亚煤炭资源丰富且分布集中,整装煤田较多、煤层较厚,开采难度低且方式简单,具备高效开采的先天优势。(2) 工艺及装备水平低国内露天矿采用单斗−卡车间断开采工艺的采剥总量占比约85%,连续和半连续开采工艺应用较少,矿山自动化和信息化水平相对较低,智能化建设基础薄弱,仍处于初级阶段,明显落后于世界先进水平,用人多、效率低的局面没有根本改变。(3) 人员和设备数量多国内露天矿采剥作业全过程高效协同能力弱,中小型露天矿占比为88%,多以小型设备为主,人员和设备数量多、密度大、监管难,不利于安全高效生产。因此,中煤科工集团沈阳设计院有限公司以露天矿采剥作业链的安全智能高效协同运行为核心目标,针对性地开展地质模型和地图更新、设备无人化远程操控、大规模集群智能调度、人机安全智能保障等4 个关键领域的技术攻关与应用示范,推动我国露天煤矿开采行业的转型升级和可持续。