近日，視界生伴式上51GIM煤礦全時空孿生伴采系統在紅慶河煤礦正式投入運營！煤礦該系統由51WORLD聯合重慶大學煤礦災害動力學與控制全國重點實驗室、空李礦正重慶高維智礦共同研發推出。采系

紅慶河煤礦位于內蒙古鄂爾多斯，紅慶河煤是視界生伴式上國家煤炭工業“十二五”規劃建設項目之一，作為特大型現代化礦井，煤礦其建設規模達800萬噸/年?？绽畹V正如此大規模的采系開采體量，對風險管控與災害防治提出了更高要求。紅慶河煤

在51GIM的視界生伴式上技術加持下，紅慶河煤礦就像擁有了一臺高精度CT機：可實時動態監測地下幾百米深地質變化；精準定位災害靶點（煤礦中最容易發生地質災害、煤礦或已出現災害隱患的空李礦正具體位置或區域），靶點準確率高達95%；災害靶向防控，采系智能推演各類防治方案，紅慶河煤減少現場無效防控，效率大幅提升70%。

51GIM投產見效的背后，不僅是一座煤礦在災害防治領域的智能升級，更是我國煤礦災害防治向“精準、安全、高效”轉型道路上的一次成功實踐與創新探索。

紅慶河煤礦

中國作為煤炭大國，50%以上能源供給來自煤炭，煤炭在國民經濟發展中占有舉足輕重的地位。

隨著煤炭資源開采深度加深，以每年10-25m的速度向深部蔓延，沖擊地壓、瓦斯、水害等動力災害越來越重，嚴重危害煤礦安全生產。精準災害預警防治迫在眉睫。

針對行業痛點，51WORLD聯合重慶大學煤礦災害動力學與控制全國重點實驗室、重慶高維智礦共同研發推出51GIM煤礦全時空孿生伴采系統(GeoEnergy Intelligent Model)。

作為行業首個“動力災害靶向治理”智能級應用，51GIM融合三維地質建模、多源AI算法（由重慶大學與高維智礦聯合研發），帶來煤礦災害防治新范式：告別“廣撒網”模式，精準定位、分析災害靶點，即煤礦中最容易發生地質災害、或已出現災害隱患的具體位置或區域，實現針對性預警；以靶點為導向，匹配針對性的防治技術和方案，并智能推演，實現對災害的精準管控與治理，避免盲目施策。

“十四五”以來，我國現代化煤炭產業體系加快構建，煤炭產業綜合實力穩步提升。類似紅慶河規模的千萬噸級煤礦有近百座，年產120萬噸以上的大型現代化煤礦有3600多座。

隨著51GIM從技術探索走向規?；涞?，它有望為這些現代化煤礦提供更精準、高效的安全管理能力，促進煤礦災害防治邁向智能化階段，從源頭降低事故發生概率。

一、煤礦安全生產面臨“卡脖子”難題

如何在地球深處安全采煤，是當前煤礦行業迫在眉睫、必須答好的重大課題。

我國煤炭資源分布差異大，開采條件極其復雜，多數資源在深部，在5.97萬億噸煤炭資源儲量中，1000米以深占53%。隨著煤礦開采逐漸由淺入深，以動力災害為主要代表的煤礦事故頻繁，這類災害具有孕災時間長、前兆信息隱匿、災變爆發迅猛等顯著特征，給防控防治帶來了諸多挑戰難度。

且盡管自21世紀以來，我國在煤礦動力災害監測預警技術上取得了成果，但仍存在諸多短板和不足。第一，監測范圍有限，災害靶點定位模糊。精準預警是動力災害防控的核心。而

傳統監測手段，監測覆蓋范圍有限，無法動態捕捉與精準識別災害靶點，比如，大范圍情況下無法對應力分布進行感知（應力即地殼中固體巖石在自然狀態下承受的應力狀態，它是煤與瓦斯突出、沖擊地壓和巷道變形破壞的主要動力來源）；大范圍情況下無法對應力集中區進行感知；大范圍情況下無法對應力轉移進行感知；大范圍情況下無法對應力未來的轉移進行感知。災害靶點定位模糊，為精準預警和防治帶來了極大的挑戰。

第二，粗放式防治，資源利用率低。在災害防治上，高度依賴過往經驗，缺乏科學、可驗證的數據支撐，無法量化評估防治效果，面對各類防治問題給不出準確、可靠的答案，比如不知道什么時候防控、不知道應該在什么地方防控、無法判斷鉆孔位置是否精準、無法判斷卸壓效果是否良好……缺乏精準防控導向的粗放式防治模式，效率較低，容易造成一定程度的資源浪費，包括人力、物力。為了有效預防和減輕動力災害帶來的損失，構建更智能、更精準、更高效的煤礦災害監測預警系統顯得尤為重要。

二、51GIM四大核心優勢

在此背景下，51WORLD聯合國內頂尖科研團隊，推出51GIM煤礦全時空孿生伴采系統，致力于解決行業“卡脖子”難題。

相比傳統防控手段，51GIM在以下四大方面具有核心優勢：

1.“透明”地下百米，地質構造清晰可見

隨著礦山開采深度和復雜度的增加，地下地質條件變化頻繁，地質層信息的動態、及時更新對于災害防控變得至關重要。

51GIM基于動態地質模型生成算法，構建動態更新的地質模型，能夠實時動態反映開采過程中的地質條件變化。原本隱匿的地質災害風險變得 “清晰可見”。

如此一來，礦區管理者通過“透視”地層，直觀掌握煤層、斷層等關鍵地質構造后，避免在開采過程中誤判地質環境，提前規劃避開潛在的災害區域。 

2.災害靶點精準鎖定，靶點準確率高達95%

災害預警的關鍵在于災害靶點（即煤礦中最容易發生地質災害，或已出現災害隱患的具體位置或區域）的精準鎖定。而災害靶點鎖定的關鍵又在于地應力的精準計算與分析。

這是由于隨著煤礦開采深度與范圍的不斷拓展，地下地質構造持續發生動態變化——采空區自然坍塌后，會牽引周邊地質層出現移動、斷裂、變形等連鎖反應，進而導致地質層的應力變化（分布狀態被打破、出現局部過度集中或異常釋放），當這種應力異常突破巖層承載極限時，便會引發沖擊地壓、頂板垮塌等煤礦動力災害。

在動態更新的地質模型基礎上，51GIM融合了巖石力學、采動應力數據、地球物理等，建立起精密的網格坐標實現孿生計算，從災變的底層機理出發進行分析，實時計算應力分布，預測應力分布。

就像給整個煤礦裝上了一臺“高精度CT機”，51GIM能在空間、時間、強度三個維度上，實現災害靶點的精準預測、定位，靶點準確率穩定在95%以上。

3.靶向治理、智能推演，防治效率提升70%

精準找到災害靶點后，如何防控？用哪種手段防控？傳統防控手段高度依靠經驗，無法為防治提供科技、精準的決策支持。

51GIM打破了被動響應、經驗防控的局限，通過“靶向治理+智能推演”，實現智能診斷與精準防控。

由于精準鎖定了災害靶點，防治就有了抓手和目標。

以災害靶點為導向，系統通過動態孿生計算，對爆破、鉆孔卸壓、水力壓裂等多種防控方案進行參數化模擬與效果分析，提前預知方案實施效果，幫助管理者制定出最優、最有效的災害防治策略。

以鉆孔卸壓方案設計與預演為例，系統可支持用戶對異常區域設計鉆孔卸壓方案，包括鉆孔數量、孔徑、孔深、打孔位置等參數，并根據用戶設計的參數，計算方案實施后的應力分布預測并孿生呈現其措施效果。

這種基于靶點的精準施治，不僅顯著減少無效防控，更提升了災害治理的針對性和效率，最高可達70%以上，真正實現“靶向防治”，為礦區帶來實在的效益。

3.AI主動洞察

更關鍵的是，51GIM引入第三方AI大模型，通過AI智能分析系統，可自動識別當前工作面的災害風險靶點，并對多種防控方案進行對比推演，生成結構化的專業級風險防控報告。系統支持日報自動推送，讓用戶無需等待、無需人工整理，即可隨時隨地掌握最新的災害態勢與防控成效。這一能力首次實現了煤礦災害防控從“人工分析”向“AI主動洞察”的跨越，真正讓風險評估更及時、更精準、更智能。

三、產學研深度融合，權威團隊保駕護航

2025年5月，51WORLD與重慶大學、高維智礦聯合成立“地質能源開發數字孿生聯合研究中心”，為51GIM的技術先進性和應用可靠性提供了有力保障，也為產品在行業內的推廣應用奠定了堅實的信任基礎，未來，三家將繼續聚焦煤礦地質災害智能預警與控制技術，開展持續、深度研發工作。

關于重慶大學煤礦災害動力學與控制全國重點實驗室：實驗室于2023年3月獲科技部批準，是世界一流、具有廣泛國際影響的煤礦災害防控研究基地。當前，實驗室面向國家能源安全新戰略、煤炭安全高效開采的行業需求，重點圍繞深部開采、高強度開采、智能化無人開采背景下煤礦災害防控的前沿基礎及重大科技難題開展研究。

關于重慶高維智礦科技有限公司：主要從事煤礦災害智能監測預警算法、系統及平臺開發，在礦山、邊坡智能化監測預警領域有雄厚實力，致力于以“AI+孿生”的方式，解決地下能礦資源開采過程中面臨的諸多安全問題。

當前煤礦行業動力災害風險存在預警滯后、防治手段被動等難點堵點，制約行業安全發展。

51GIM煤礦全時空孿生伴采系統的落地應用，為煤炭行業的數字化轉型與智能化升級樹立了全新行業標桿。

它構建了一套針對災害預警防治的靶向防控新范式，將地下百米深處的地質構造、煤層動態、水文變化等復雜信息，轉化為可可視化、可推演、可調控的數字資產，讓原本隱匿的地質災害風險變得 “透明可見”，讓以往依賴經驗判斷的防治模式，升級為基于數據分析、AI智能預警的精準化管控體系。

可以預見，隨著51GIM在各礦區的落地與應用，它將加速帶動礦山災害防控模式從經驗驅動走向數據驅動、從被動響應走向主動預警，助推中國煤礦地質災害治理邁向更安全、更智能、更高效的新階段。