研究背景：国家发展改革委、国家能源局《能源技术革命创新行动计划2016-2030》提出，煤炭无害化开采技术创新是重点任务之一，提升煤炭开发效率和智能化水平，研发高效建井和快速掘进、智能化工作面、特殊煤层高回收率开采、煤炭地下气化、煤系共伴生资源综合开发利用等技术，重点煤矿区基本实现工作面无人化，全国采煤机械化程度达到95%以上。 技术难点：综采工作面由于处于井下，环境复杂、设备数量多、数据类型多，生产逻辑和工艺方案灵活性高。如何推动综采工作面在少人、无人条件下实现稳定高效开采，一直是煤矿的核心诉求。 成果创新性和先进性：利用数字孪生技术构建1;1真实尺寸和数据驱动综采工作面实时场景，融合高精度三维地质模型、惯导坐标系与地质坐标系映射转换方法、电液控系统，实现从三维地质模型剖切到工作面设备定位定姿，结合设备风险预警算法对设备生产状态进行监测和控制干预，利用实际截割曲线更新生产规划截割模型并将下一刀生产截割曲线进行下发，配套电液控工作面自动调直实现综采工作面生产全流程闭环。 经济社会效益：1.2021、2022年、2023年、2024年，基于数字孪生的智能开采系统先后为公司增加了近2383万销售收入，分别为石拉乌素、赵楼、东滩、设备管理中心、金鸡滩等煤矿构建了各类系统11套；2.单个工作面基于数字孪生的智能开采系统，可为煤矿减少1名采面技术人员，1名管理人员，按照单人30万/年成本，11个面共计330万；3.对煤层顶底板建模的持续修正，减少对卧底煤炭的漏采，按照300m采面长度，轨顺运顺平均1.5Km，每m增加0.01m的煤炭卧底截割，可增加11个工作面×300米×0.01米×1500米×1吨/立方米=49500吨，按每吨煤330元成本，共计可以多采49500×330=1634万元。 推动行业进步：成果可推广并应用到以深井开采、冲击地压、高瓦斯开采为代表的煤矿，减少工作面作业人数并实现对综采工作面设备的动态监测、实时分析、科学决策、精准执行，提高智能化系统自动运行程度，在提升作业安全、透明化监管方面贡献价值，服务煤矿企业提质增效强安。