面向深部开采与本质安全的双重约束，选取神东矿区典型矿井构建采、掘、运闭环的自动化优化路径，涵盖一体化 多源感知与边缘计算、分层协同控制与远程运维、数字孪生与多域仿真三条主线，并叠加数据驱动的预测维护与分级安全处 置链路。系统以 100 Hz 采集与 PTP 时标实现时序对齐，依托 5G 切片与有线冗余形成确定性通道，采用状态机与发布订阅 机制编排联动控制，随机森林用于故障预测，数字孪生引入同化校正。实证结果显示，传输延迟由 50 ms 降至 20 ms，协同 响应时间由 1.2 s 收敛至 0.5 s，调度响应时间由 3.0 s 缩短至 1.5 s，上行丢包率由 0.8%降至 0.2%，设备故障率由 15%降至 8%， 安全事故率由 1.2 次每年降至 0.7 次每年；预测模型综合准确率达 92%，最小提前量 24 h，停机时间改善 15%，远程运维覆 盖率提升至 90%。研究表明，链路与协同双向收敛可显著提升系统可用性与本质安全水平。