近日，51GIM 煤矿全时空孪生伴采系统在红庆河煤矿正式投入运营！该系统由 51WORLD 联合重庆大学煤矿灾害动力学与控制全国重点实验室、重庆高维智矿共同研发推出。

红庆河煤矿位于内蒙古鄂尔多斯，是国家煤炭工业 " 十二五 " 规划建设项目之一，作为特大型现代化矿井，其建设规模达 800 万吨 / 年。如此大规模的开采体量，对风险管控与灾害防治提出了更高要求。

在 51GIM 的技术加持下，红庆河煤矿就像拥有了一台高精度 CT 机：可实时动态监测地下几百米深地质变化；精准定位灾害靶点（煤矿中最容易发生地质灾害、或已出现灾害隐患的具体位置或区域），靶点准确率高达 95%；灾害靶向防控，智能推演各类防治方案，减少现场无效防控，效率大幅提升 70%。

51GIM 投产见效的背后，不仅是一座煤矿在灾害防治领域的智能升级，更是我国煤矿灾害防治向 " 精准、安全、高效 " 转型道路上的一次成功实践与创新探索。

红庆河煤矿

中国作为煤炭大国，50% 以上能源供给来自煤炭，煤炭在国民经济发展中占有举足轻重的地位。

随着煤炭资源开采深度加深，以每年 10-25m 的速度向深部蔓延，冲击地压、瓦斯、水害等动力灾害越来越重，严重危害煤矿安全生产。精准灾害预警防治迫在眉睫。

针对行业痛点，51WORLD 联合重庆大学煤矿灾害动力学与控制全国重点实验室、重庆高维智矿共同研发推出 51GIM 煤矿全时空孪生伴采系统 ( GeoEnergy Intelligent Model ) 。

作为行业首个 " 动力灾害靶向治理 " 智能级应用，51GIM 融合三维地质建模、多源 AI 算法（由重庆大学与高维智矿联合研发），带来煤矿灾害防治新范式：告别 " 广撒网 " 模式，精准定位、分析灾害靶点，即煤矿中最容易发生地质灾害、或已出现灾害隐患的具体位置或区域，实现针对性预警；以靶点为导向，匹配针对性的防治技术和方案，并智能推演，实现对灾害的精准管控与治理，避免盲目施策。

" 十四五 " 以来，我国现代化煤炭产业体系加快构建，煤炭产业综合实力稳步提升。类似红庆河规模的千万吨级煤矿有近百座，年产 120 万吨以上的大型现代化煤矿有 3600 多座。

随着 51GIM 从技术探索走向规模化落地，它有望为这些现代化煤矿提供更精准、高效的安全管理能力，促进煤矿灾害防治迈向智能化阶段，从源头降低事故发生概率。

一、煤矿安全生产面临 " 卡脖子 " 难题

如何在地球深处安全采煤，是当前煤矿行业迫在眉睫、必须答好的重大课题。

我国煤炭资源分布差异大，开采条件极其复杂，多数资源在深部，在 5.97 万亿吨煤炭资源储量中，1000 米以深占 53%。随着煤矿开采逐渐由浅入深，以动力灾害为主要代表的煤矿事故频繁，这类灾害具有孕灾时间长、前兆信息隐匿、灾变爆发迅猛等显著特征，给防控防治带来了诸多挑战难度。

且尽管自 21 世纪以来，我国在煤矿动力灾害监测预警技术上取得了成果，但仍存在诸多短板和不足。第一，监测范围有限，灾害靶点定位模糊。精准预警是动力灾害防控的核心。而

传统监测手段，监测覆盖范围有限，无法动态捕捉与精准识别灾害靶点，比如，大范围情况下无法对应力分布进行感知（应力即地壳中固体岩石在自然状态下承受的应力状态，它是煤与瓦斯突出、冲击地压和巷道变形破坏的主要动力来源）；大范围情况下无法对应力集中区进行感知；大范围情况下无法对应力转移进行感知；大范围情况下无法对应力未来的转移进行感知。灾害靶点定位模糊，为精准预警和防治带来了极大的挑战。

第二，粗放式防治，资源利用率低。在灾害防治上，高度依赖过往经验，缺乏科学、可验证的数据支撑，无法量化评估防治效果，面对各类防治问题给不出准确、可靠的答案，比如不知道什么时候防控、不知道应该在什么地方防控、无法判断钻孔位置是否精准、无法判断卸压效果是否良好 …… 缺乏精准防控导向的粗放式防治模式，效率较低，容易造成一定程度的资源浪费，包括人力、物力。为了有效预防和减轻动力灾害带来的损失，构建更智能、更精准、更高效的煤矿灾害监测预警系统显得尤为重要。

二、51GIM 四大核心优势

在此背景下，51WORLD 联合国内顶尖科研团队，推出 51GIM 煤矿全时空孪生伴采系统，致力于解决行业 " 卡脖子 " 难题。

相比传统防控手段，51GIM 在以下四大方面具有核心优势：

1." 透明 " 地下百米，地质构造清晰可见

随着矿山开采深度和复杂度的增加，地下地质条件变化频繁，地质层信息的动态、及时更新对于灾害防控变得至关重要。

51GIM 基于动态地质模型生成算法，构建动态更新的地质模型，能够实时动态反映开采过程中的地质条件变化。原本隐匿的地质灾害风险变得 " 清晰可见 "。

如此一来，矿区管理者通过 " 透视 " 地层，直观掌握煤层、断层等关键地质构造后，避免在开采过程中误判地质环境，提前规划避开潜在的灾害区域。

2. 灾害靶点精准锁定，靶点准确率高达 95%

灾害预警的关键在于灾害靶点（即煤矿中最容易发生地质灾害，或已出现灾害隐患的具体位置或区域）的精准锁定。而灾害靶点锁定的关键又在于地应力的精准计算与分析。

这是由于随着煤矿开采深度与范围的不断拓展，地下地质构造持续发生动态变化——采空区自然坍塌后，会牵引周边地质层出现移动、断裂、变形等连锁反应，进而导致地质层的应力变化（分布状态被打破、出现局部过度集中或异常释放），当这种应力异常突破岩层承载极限时，便会引发冲击地压、顶板垮塌等煤矿动力灾害。

在动态更新的地质模型基础上，51GIM 融合了岩石力学、采动应力数据、地球物理等，建立起精密的网格坐标实现孪生计算，从灾变的底层机理出发进行分析，实时计算应力分布，预测应力分布。

就像给整个煤矿装上了一台 " 高精度 CT 机 "，51GIM 能在空间、时间、强度三个维度上，实现灾害靶点的精准预测、定位，靶点准确率稳定在 95% 以上。

3. 靶向治理、智能推演，防治效率提升 70%

精准找到灾害靶点后，如何防控？用哪种手段防控？传统防控手段高度依靠经验，无法为防治提供科技、精准的决策支持。

51GIM 打破了被动响应、经验防控的局限，通过 " 靶向治理 + 智能推演 "，实现智能诊断与精准防控。

由于精准锁定了灾害靶点，防治就有了抓手和目标。

以灾害靶点为导向，系统通过动态孪生计算，对爆破、钻孔卸压、水力压裂等多种防控方案进行参数化模拟与效果分析，提前预知方案实施效果，帮助管理者制定出最优、最有效的灾害防治策略。

以钻孔卸压方案设计与预演为例，系统可支持用户对异常区域设计钻孔卸压方案，包括钻孔数量、孔径、孔深、打孔位置等参数，并根据用户设计的参数，计算方案实施后的应力分布预测并孪生呈现其措施效果。

这种基于靶点的精准施治，不仅显著减少无效防控，更提升了灾害治理的针对性和效率，最高可达 70% 以上，真正实现 " 靶向防治 "，为矿区带来实在的效益。

3.AI 主动洞察

更关键的是，51GIM 引入第三方 AI 大模型，通过 AI 智能分析系统，可自动识别当前工作面的灾害风险靶点，并对多种防控方案进行对比推演，生成结构化的专业级风险防控报告。系统支持日报自动推送，让用户无需等待、无需人工整理，即可随时随地掌握最新的灾害态势与防控成效。这一能力首次实现了煤矿灾害防控从 " 人工分析 " 向 "AI 主动洞察 " 的跨越，真正让风险评估更及时、更精准、更智能。

三、产学研深度融合，权威团队保驾护航

2025 年 5 月，51WORLD 与重庆大学、高维智矿联合成立 " 地质能源开发数字孪生联合研究中心 "，为 51GIM 的技术先进性和应用可靠性提供了有力保障，也为产品在行业内的推广应用奠定了坚实的信任基础，未来，三家将继续聚焦煤矿地质灾害智能预警与控制技术，开展持续、深度研发工作。

关于重庆大学煤矿灾害动力学与控制全国重点实验室：实验室于 2023 年 3 月获科技部批准，是世界一流、具有广泛国际影响的煤矿灾害防控研究基地。当前，实验室面向国家能源安全新战略、煤炭安全高效开采的行业需求，重点围绕深部开采、高强度开采、智能化无人开采背景下煤矿灾害防控的前沿基础及重大科技难题开展研究。

关于重庆高维智矿科技有限公司：主要从事煤矿灾害智能监测预警算法、系统及平台开发，在矿山、边坡智能化监测预警领域有雄厚实力，致力于以 "AI+ 孪生 " 的方式，解决地下能矿资源开采过程中面临的诸多安全问题。

当前煤矿行业动力灾害风险存在预警滞后、防治手段被动等难点堵点，制约行业安全发展。

51GIM 煤矿全时空孪生伴采系统的落地应用，为煤炭行业的数字化转型与智能化升级树立了全新行业标杆。

它构建了一套针对灾害预警防治的靶向防控新范式，将地下百米深处的地质构造、煤层动态、水文变化等复杂信息，转化为可可视化、可推演、可调控的数字资产，让原本隐匿的地质灾害风险变得 " 透明可见 "，让以往依赖经验判断的防治模式，升级为基于数据分析、AI 智能预警的精准化管控体系。

可以预见，随着 51GIM 在各矿区的落地与应用，它将加速带动矿山灾害防控模式从经验驱动走向数据驱动、从被动响应走向主动预警，助推中国煤矿地质灾害治理迈向更安全、更智能、更高效的新阶段。