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近年来，同煤集团以科学技术创新破解企业未来的发展难题、培育转型发展动力，企业科学技术创新能力持续增强，不断推动企业发展方式由资源依赖型向创新驱动型转变，蹚出了一条转型发展、高质量发展的新路来。
同煤集团注重抓好顶层设计，站在更高起点谋划和推进科技创新工作。围绕产业结构布局，该集团制定了《同煤集团科技创新“十四五”发展规划》，拓展科技创新领域，为集团公司“转型发展”提供坚强科技保障。
为鼓励干部职工创新积极性，出台《科学技术奖励办法》《科学技术奖励办法实施细则》《科研项目管理办法》《科研项目经费管理办法》等一系列制度，将科技进步一、二、三等奖奖金提高1倍；新设立“科学技术杰出贡献奖”“科技创新团队奖”，各奖20万元。对当年获得国家一、二等奖，集团公司分别配套奖励150万元、100万元；获得省部级一、二、三等奖，集团公司分别配套奖励20万元、10万元、5万元。对当年申请授理成功的专利，发明专利奖励5000元，实用新型专利2000元，对专利授权、转让交易后取得显著经济效益的，再进行重奖鼓励。
同时，同煤集团还修订完善并下发《同煤集团深化人才激励机制实施意见》，启动青年科技创新自主专项基金，重奖科学技术杰出贡献者、科技创新标兵人物，让创新的人才有位子、有面子、有帽子、有票子，让“尊重人才、尊重创新、崇尚人才、崇尚创新”之风大行其道。目前，群众性创新蔚然成风，构建同煤集团科技创新一流生态。集团公司党委书记、董事长郭金刚荣获第28届孙越崎能源大奖，马道头煤业公司员工张兴国荣获孙越崎能源青年科技奖，4人入选山西省学术技术带头人，2人入选山西省院士后备人选，还入选三晋英才高端领军人才4人、拔尖骨干人才54人、青年优秀人才207人。
同煤集团按照超低能耗建筑标准设计建成的同煤双创中心，集实验研发、中试孵化、检验检测和实训体验于一体，重点实验室拥有石墨烯连续制备、煤泥提取稀土元素、多联产循环耦合煤制氢等先进的大型科研实验平台；综合实验室具备有无机元素监测、透视电镜分析、煤基化学检测等功能。同时，以“同煤双创中心”为基地，联合中国矿业大学（北京）申请“山西省特厚煤层智能开采工程技术研究中心”省级平台。目前与科工集团天玛电液公司联合共建“智能化控制实验室”已经落户塔山矿。
同煤集团按照集团产业布局，规划五个省级工程研究中心：铜铟钾硒太阳能薄膜电池工程研究中心、煤基合成碳--化学品工程研究中心、煤矿火灾防治工程研究中心、智能高端国产化装备工程研究中心、矿物深加工工程研究中心，做到成熟一个申请一个、挂牌一个。创新平台建设，为提升企业的自主创造新兴事物的能力、推进成果转化提供了硬件条件，为吸引创新团队和培养企业自主创新人才创造了良好环境。
近年来，同煤集团逐步加大绿色开采、智能化开采和新能源方面的科技投入。仅2018年和2019年，在转型发展、高水平发展方面的前期研发投入达到10亿元，创造综合经济效益超过30亿元。在特厚煤层智能放煤、煤矸精准识别、国产惯导等技术领域填补了国内空白，形成了具有自主知识产权的同煤专有技术。两年来，同煤集团获省部级科学技术奖45项，其中有5项成果荣获科学技术一等奖。此外，申请国家专利210项，获得专利授权111项。
同煤集团贯通产、学、研、用各环节，用足用好国家支持科学技术创新政策，与30多家国内外一流企业和科研院所建立了技术合作关系。积极引进王国法煤矿智能开采技术装备研发团队、赵阳升原位改性页岩油新能源研发团队、武强奥灰水防治及突水监测预警研发团队，实现合作共赢。邀请中国工程院、河南理工大学3位教授给集团公司高、中层干部作“煤炭巷道围岩控制技术与应用”等课题的知识讲座。邀请中国工程院11位院士举办以“培育先进产能、推动产业升级”为主题的院士同煤行活动。承办中德煤炭工作组有关会议、中国工程院重大咨询研究项目“能源革命推动京津冀协同发展和雄安新区建设”技术交流会、中国煤炭工业协会2019年度科学技术奖专业评审会。组织精干力量，打造“特厚煤层大采高综放开采”国家级创新团队。发起创立煤炭行业煤矿智能化技术创新联盟，与国家能源集团等6家单位成 为副理事长单位，集团公司软实力大幅提升。
近年来，同煤集团组织申报并通过山西省科协“金桥工程”50项，年增利税6亿元，节约资金1.12亿元。
同煤集团以煤炭集约高效生产实施纲要为抓手，稳定煤炭产业发展，走“减、优、绿”之路，推进机械化减人、智能化换人，实现了“用人少、效率高”的信息化、智能化发展方向，为我国特厚层综放智能化安全高效开采提供了有力的关键技术支撑。重点推进煤炭安全高效绿色开采关键技术，探索充填开采保水开采、煤矿坚硬顶板地面压裂控制、坚硬顶板控制、矿用链臂锯切顶、大断面煤巷掘锚一体快速掘进、无煤柱切顶成巷技术和小煤柱安全开采等关键技术。
近年来，同煤集团“无煤柱切顶成巷技术和小煤柱安全开采”新技术的成功推广应用，提高煤炭资源回收率5-8%，延长矿井服务年限3-5年，每个厚煤层综放面多采煤炭近50万吨，大幅度提高了矿井经济效益，保障了矿井安全可持续发展。
同煤集团认真总结塔山、同忻等主要生产矿井的支护、开采经验，制定了5个企业标准技术规范，大大提高了集团公司矿井煤炭资源回收率、掘进效率，降低了支护成本，实现了矿井安全、可持续发展。2019年，《同煤集团企业标准制定及实施》项目荣获集团公司科学技术进步一等奖。
同煤集团与中国科学院化学所合作攻关，开发煤炭清洁利用“长支链结构聚丙烯树脂制备技术”“聚丙烯嵌段共聚新技术与新产品”尖端技术，为现代煤化工产业链下游产品做好技术储备。与国家纳米科学中心合作的《柔性大面积有机太阳能电池的研发》，实现了一代晶硅向二代薄膜的革命性变革，太阳能书包就能实现手机“充电自由”，成为集团公司能源革命的新亮点；《大同石炭二叠纪煤热解提质高值化利用技术》项目研究，提高了煤碳利用效率和产品附加值，与石炭二叠纪洗选精煤相比吨煤销售额提高255元。
同煤集团重视研究推广应用5G技术，重点建设了煤矿智慧中心及综合管理系统、煤矿安全实时5G通信网络及地下精准位置服务系统、煤矿智慧中心及综合管理系统、煤矿安全实时5G通信网络及地下精准位置服务系统、地质保障及4D-GIS动态地理信息系统、智能工作面协同控制系统、煤流及辅助运输智能系统、煤矿井下环境感知及安全管控系统、煤炭洗选智能化系统、矿井设备全生命周期管理系统等八大创新应用系统；研发引进了矿用链臂锯切顶技术，在塔山矿、云冈矿无煤柱工作面进行工业性试验，实现工作面由传统爆破切顶到机械控制切顶，进一步提升了矿井顶板控制的安全可靠性。
目前，同煤集团正在研发应用煤矿机器人。企业与中煤科工、中信重工、华夏天信等公司，和相关科研院所、高等院校开展技术合作，进一步研发应用煤矿智能巡检机器人、捡矸机器人等，全方面提升了煤矿智能化水平。此外，同煤集团还推动工业互联网二级节点在集团公司落户及应用（目前是山西省及煤炭行业唯一一家），引入大数据云计算技术，极大的提升了集团公司信息化水平。
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