智能化煤矿建设指南0615.pdf

国家能源局 国 家 矿 山 安 全 监 察 局 国能发煤炭规﹝2021﹞29 号 国家能源局 国家矿山安全监察局 关于印发煤矿智能化建设指南（2021 年版） 的通知 各产煤省、自治区、直辖市、新疆生产建设兵团发展改革委（能源 局）、煤矿安全监管部门，有关中央企业 为贯彻落实关于加快煤矿智能化发展的指导意见（发改能 源﹝2020﹞283 号），科学规范有序开展煤矿智能化建设，加快建 成一批多种类型、不同模式的智能化煤矿，国家能源局、国家矿山 安全监察局研究制定了煤矿智能化建设指南（2021 年版）， 现印发你们，请按照执行。 文 件 国家能源局国家矿山安全监察局 2021 年 6 月 5 日 煤矿智能化建设指南（2021 年版） 目 录 一、总体要求..........................................................................................1 （一）指导思想.........................................................................................1 （二）基本原则.........................................................................................1 （三）建设目标.........................................................................................2 二、煤矿智能化总体设计......................................................................4 （一）井工煤矿智能化总体设计............................................................ 5 （二）露天煤矿智能化总体设计............................................................ 6 （三）选煤厂智能化总体设计................................................................ 7 （四）井工煤矿、露天煤矿和选煤厂建设要求....................................9 三、煤矿智能化建设内容....................................................................10 （一）井工煤矿智能化建设内容.......................................................... 10 （二）露天煤矿智能化建设内容.......................................................... 27 （三）选煤厂智能化建设内容.............................................................. 37 四、保障措施........................................................................................39 （一）组织保障.......................................................................................39 （二）制度保障.......................................................................................39 （三）技术保障.......................................................................................40 （四）资金保障.......................................................................................40 （五）人才保障.......................................................................................41 1 为贯彻落实关于加快煤矿智能化发展的指导意见（发改能 源﹝2020﹞283 号，以下简称指导意见），科学规范有序开展 煤矿智能化建设， 加快建成一批多种类型、 不同模式的智能化煤矿， 制定本指南。 一、总体要求 （一）指导思想 以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导， 认真贯彻党的 十九大和十九届二中、三中、四中、五中全会精神，深入落实“四 个革命，一个合作”能源安全新战略，坚持新发展理念，加快新一 代信息技术与煤炭产业深度融合，推进煤炭产业高端化、智能化、 绿色化转型升级，实现煤炭开采利用方式的变革，提升煤矿智能化 和安全水平，促进煤炭行业高质量发展。 （二）基本原则 分类建设，分级达标。针对我国煤矿智能化建设基础与生 产条件复杂多样、发展不平衡不充分等现状，坚持分类建设和分级 达标相结合，建立健全智能化煤矿建设、评价、验收与奖惩机制， 全面推进煤矿智能化建设。 因矿施策，培育典型。创新智能化煤矿建设与管理模式， 重点突破适用于不同条件的智能化技术与装备， 培育建设一批智能 化示范煤矿，形成可复制、可推广的建设模式和经验，发挥智能化 示范煤矿的带动作用。 系统规划，全面推进。加强煤矿智能化顶层设计，科学制 2 定实施煤矿智能化建设与升级改造方案， 加大煤矿智能化技术资金 投入、人才投入和政策支持力度，提升煤矿智能化技术装备的成熟 度与可靠性，全面提升煤矿智能化水平。 以人为本，安全高效。坚持把煤矿减人、增安、提效和提 高职工的幸福感与获得感作为智能化煤矿建设的根本目标， 通过实 施新一代信息技术提高煤矿智能化水平，促进煤矿安全、质量、效 率与效益的稳步提升。 （三）建设目标 按照指导意见提出的三阶段目标，重点突破智能化煤矿综 合管控平台、智能综采（放）、智能快速掘进、智能主辅运输、智 能安全监控、智能选煤厂、智能机器人等系列关键技术与装备，形 成智能化煤矿设计、 建设、 评价、 验收等系列技术规范与标准体系， 建成一批多种类型、不同模式的智能化煤矿，提升煤矿安全水平。 1.井工煤矿智能化建设目标 对于晋陕蒙等大型煤炭基地的生产煤矿， 应全面进行智能化升 级改造，重点提高采煤工作面智能化水平、掘进工作面减人提效和 远程控制、智能安全生产水平，井下水泵房、变电所等固定岗位全 部实现无人值守作业，形成基于综合管控平台的智能一体化管控； 对于中东部矿区等建设基础较薄弱的生产煤矿， 重点进行基础信息 系统、机械化智能化的采掘系统、重大安全隐患的智能预警系统、 智能安全监测系统等建设，实现减人、增安、提效；对于云贵基地 的煤矿，应尽快实施智能化改造，重点进行危险、繁重岗位机器人 3 替代，提升矿井本质安全水平。新建煤矿应先行开展煤矿智能化顶 层设计， 采用先进生产工艺、 技术与装备， 全面建设信息基础设施、 智能化生产系统、智能化综合管控平台等，形成完整的智能化煤矿 安全高效运维体系。 2.露天煤矿智能化建设目标 生产煤矿重点提升基础网络、 数据中心、 感知系统、 智能装备、 机器人等建设，重点建设远程操控系统、无人驾驶系统、远程运维 系统、综合管控系统等，实现开采环境数字化、剥采装备智能化、 生产过程遥控化、信息传输网络化和经营管理信息化。新建露天矿 应高起点建设信息基础设施，构建露天矿信息传输、处理、存储平 台和集中管控体系，开采过程实现远程智能控制，建设露天煤矿智 能化综合管控平台，实现基于大数据分析、云计算、数字孪生为基 础的智能开采。 3.选煤厂智能化建设目标 已建选煤厂应进行基础设施升级，以主要工艺环节、重要装备、 安全防控智能化为建设重点，开展无人操作设备、无人值守系统的研 发与应用，提高洗选工艺过程的智能化水平。鼓励新建选煤厂开展基 于 BIM 技术的数字化设计与施工管理，建设选煤专家知识库，开展 重点生产单元、管理过程的智能化，形成完善的洗选过程智能感知、 智能控制、智能管理与智能决策，主要工艺环节、主要操作岗位及重 要设备实现智能无人操控，建成安全、节能、环保的智能化选煤厂。 4 二、煤矿智能化总体设计 智能化煤矿将人工智能、工业互联网、云计算、大数据、机器 人、 智能装备等与现代煤炭开发技术进行深入融合， 形成全面感知、 实时互联、 分析决策、 自主学习、动态预测、 协同控制的智能系统， 实现煤矿开拓、采掘（剥）、运输、通风、洗选、安全保障、经营 管理等全过程的智能化运行。 新建煤矿及生产煤矿应根据矿井建设 基础，制定科学合理的煤矿智能化建设与升级改造方案，明确智能 化煤矿建设的总体架构、技术路径、主要任务与目标。 智能化煤矿应基于工业互联网平台的建设思路， 采用一套标准 体系、构建一张全面感知网络、建设一条高速数据传输通道、形成 一个大数据应用中心， 面向不同业务部门实现按需服务。 井工煤矿、 露天煤矿开展智能化建设可参考图 1 所示技术架构。 图 1智能化建设参考技术架构 5 （一）井工煤矿智能化总体设计 1.总体技术要求 井工煤矿应建设智能化综合管控平台，围绕监测实时化、控制 自动化、安全本质化、管理信息化、业务协同化、知识模型化、决 策智能化的目标进行相应的业务模块应用设计， 实现煤矿地质勘探、 巷道掘进、煤炭开采、主辅运输、通风、排水、供液、供电、安全 防控、经营管理等各业务系统的数据融合与智能联动控制。 2.生产煤矿智能化建设技术路径 生产煤矿应根据矿井的地质条件、建设基础、建设目标制定科 学合理的智能化升级改造方案，可以按照“基础系统高容量采掘 系统高可靠感知系统全覆盖保障系统高适应”的思路，自下而 上逐步实现智能化改造。 生产煤矿进行智能化升级改造可以分为三步进行首先，根据煤 矿实际情况与建设需求，对具体业务系统进行技术与装备升级，提高 单个设备、系统的自动化、智能化水平，并逐步实现核心装备控制系 统国产化安全可信、自主可控；其次，开展网络平台、数据中心等升 级改造，汇聚生产工艺、环境过程信息等；最后，通过大数据、人工 智能等建立相关业务智能工作流，再进行系统的整体集成，实现基于 智能化综合管控平台的一体化智能协同管控。 3.新建煤矿智能化建设技术路径 根据矿井的地质条件与建设目标，按照“基础系统全兼容业 务系统全关联装备系统高可靠数据应用多场景”的思路，在矿 6 井设计中对煤矿智能化进行专题设计，按照高起点、高标准、高水 平进行智能化煤矿建设，应涵盖信息基础设施、智能化生产系统、 智能化安全管控系统、智能化综合管理系统等，明确阶段任务目标 及验收指标，分步分阶段开展智能化煤矿建设。 （二）露天煤矿智能化总体设计 1.总体技术要求 智能化露天煤矿是将信息化技术与露天煤矿开采工艺进行深 度融合，建设智能化露天矿综合管控平台，将露天矿生产系统、安 全系统、管理系统等相关数据作为基础数据源，进行露天矿生产、 经营、 管理全链数据集成； 逐步推进露天矿智能化应用系统的建设， 实现露天矿全流程的少人化、无人化生产；逐步推进核心装备控制 系统国产化安全可信、自主可控。 2.生产露天煤矿智能化建设技术路径 根据露天煤矿实际业务特点和支撑配套条件， 结合矿山智能化 现状、实际需求、基础条件等因素制定煤矿智能化建设方案，明确 任务目标、预期成果及详细规划内容，分期、分批开展建设。 开展露天煤矿信息化标准化建设工作，制定数据标准、流程标 准、 操作标准； 对设备、系统进行升级改造， 实现全矿区网络覆盖； 开展露天煤矿智能生产系统建设，实现现场集中操控、固定岗位无 人值守、远程监控运维、生产过程自动控制等；建设露天煤矿智能 综合管控平台，进行系统整体集成，实现基于智能综合管控平台的 一体化智能协同管控。 7 3.新建露天煤矿智能化建设技术路径 根据新建煤矿建设条件，编制露天煤矿智能化建设总体规划， 优先采用先进工艺、装备、信息技术，制定高标准、高起点、高水 平的智能化建设方案。 （1）基建阶段完成网络、信息化基础设施等建设，构建露天 矿信息传输、处理、存储平台和集中管控体系。 （2）基建后期到投产期内，同步开展露天矿智能生产系统建 设，实现露天矿资源数字化、采选生产过程智能控制、智能生产管 理与执行等，实现矿山全流程的少人化、无人化生产。 （3）投产后，逐步建设工业大数据分析平台，充分挖掘数据 潜在价值，实现过程参数优化、生产流程优化、数字仿真优化、设 备故障智能诊断、经营决策优化等。 （三）选煤厂智能化总体设计 1.总体技术要求 智能化选煤厂可参考图 2 所示技术架构，划分为设备层、控制 层、执行层、决策层四层。设备层主要包括机电设备及检测仪表、 保护装置等；控制层主要包括生产集中控制系统、设备状态监测系 统、视频监控系统、调度通讯系统、安全监测系统等；执行层主要 包括生产管理、 机电管理、 安全管理、 经营管理、 节能与环保管理、 安全与职业健康管理等；决策层主要包括智能控制、智能管理、 智能分析、辅助决策等。 8 图 2 选煤厂智能化建设参考技术架构 2.选煤厂智能化建设技术路径 第一阶段重点开展智能化选煤厂标准建设、关键技术攻关、 基础装备完善工作，适时进行成熟技术推广，开展示范工程建设。 第二阶段 强化大数据技术与选煤专业知识的深度结合与应用， 建设选煤专家知识库，推进重点单元的智能化研究，建成完善的选 煤厂生产执行系统，实现生产过程控制和管理智能化。 第三阶段全面实现智能化，对主要工艺环节、主要管理岗位 及重要设备实现智能感知、智能决策、自动执行的智能化体系；全 面建成安全、高效、节能、环保的智能化选煤厂。 （1）新建选煤厂智能化建设 新建选煤厂的智能化建设应与选煤厂主体工程同时策划、 同时 设计、 同时施工。 对于条件成熟度不足的新建选煤厂， 可先行策划， 9 分期实施，预留后期建设接口。 鼓励采用 BIM 等先进的数字化设计、施工管理技术，资料交 付形式逐步由二维图纸向数字信息模型转变。 鼓励数字孪生技术在 项目策划、设计、施工、运维、改造、拆除的全生命周期管理中发 挥作用，鼓励大数据、物联网、云平台、5G、机器人等技术与选 煤厂生产、运维的深度融合，为选煤厂的建设与管理增值。 （2）已建选煤厂智能化改造 已建选煤厂应完善智能化改造基础， 通过分选工艺及装备技术 调研，制定合理的工艺改造实施方案，确保分选工艺及技术装备先 进合理。优先以主要工艺环节、重要装备、安全防护为升级改造对 象。鼓励数字孪生、大数据、物联网、云平台、5G 等技术与现有 选煤厂生产、运维的逐步融合，实现节能降耗、生产过程优化、作 业条件改善等。 （四）井工煤矿、露天煤矿和选煤厂建设要求 1.数据规范 鼓励建立统一标准规范的数据体系，规范主数据、数据索引格 式、元数据格式、数据表结构、布局方式、存放格式、精度要求、 时效设置和编码方案等， 其中元数据和数据索引主要包括各类数据 概述、用途、存放路由、数据库、访问引擎和索引结构等，体现数 据的层次结构。鼓励建立完善的数据质量管理组织架构，明确数据 权属、管理者、使用者等，制定规范的数据质量改善流程，形成面 向多样化煤矿数据应用场景的数据质量管理闭环。 10 2.通讯接口 能够支持多种数据服务、通讯协议和接口，能够从各类仪表、 模块等多种软件、硬件中获取数据，并能够通过开放接口向各种应 用提供数据。能够从各种服务系统、应用系统和控制端获取命令， 并能自动转发和执行命令，保证命令的可靠性与时效性。 3.信息安全性 智能化煤矿应开展网络、 信息和系统等安全建设， 可参照 GB/T 220802016、GB/T 222392019、GB/T 30976.12014、GB/T 30976.22014 等标准，能够实现从角色到用户、从系统到功能模 块等访问权限的统一认证，对于监测监控系统、传感系统、工业自 动化系统、软件系统等应用平台，各业务系统之间既要满足按需访 问、又实现安全隔离，满足信息安全要求。 4.系统灵活性和可扩展性 鼓励采用微服务架构， 将复杂的应用拆分为多个共享服务和独 立业务服务，做到各个服务资源的合理分配，采用先进的技术或者 工具不断优化架构，实现系统升级，使企业平台不断演进、优化。 三、煤矿智能化建设内容 （一）井工煤矿智能化建设内容 1.智能化系统基本建设内容 （1）信息基础设施 统筹建设网络系统和数据中心，打通数据传输和利用通道，统 一规划网络和数据安全系统，保障信息内外传输利用的安全冗余， 11 同时强化网络和数据安全意识。 网络基础设施建设包括但不限于办公区网络、 生活福利区网络、 工业控制网络、视频监控网络、安全监控网络、无线网络和融合调 度通信系统，鼓励逐步开展 5G矿山物联网系统建设，建设多系统 融合的无线接入网关，提升矿山无线基础设施兼容水平，提升煤矿 各系统的综合感知能力、 融合交互能力， 满足煤矿智能化全面感知、 自主决策和敏捷响应的需求。 智能化煤矿应建设大数据服务中心，统一数据采集、传输、存储 和访问接口标准。大型煤业集团可分级建设多个数据服务中心，构建 煤矿数据治理体系，并在平台沉淀矿山行业模型和知识，包括设备、 工艺、安全等信息模型和行业专家知识，形成模型库和知识库。上级 中心可偏向计算能力及多业务数据融合分析，底层中心偏向存储、小 规模计算和快速响应。 智能化煤矿应建设智能综合管控平台，进行多部门、多专业、 多管理层面的数据集中应用、交互共享和决策支持，实现煤矿地质 勘探、巷道掘进、煤炭开采、主辅运输、通风排水、供液供电、安 全防控等业务系统的数据融合、分析决策与智能联动控制，井上下 各系统实现“监测、控制、管理”的一体化及智能联动控制。 （2）智能地质保障系统 基于“数据驱动”“数字采矿”的理念，将地质数据与工程数据进 行深度融合，采用地质数据推演、地质数据多元复用、地质数据智 能更新等方法， 研究建立实时更新的地质与工程数据高精度融合模 12 型，实现矿井地质信息的透明化。推广智能采掘工作面的随采智能 探测、随掘智能探测与监测的技术装备，鼓励积极研发应用智能钻 探、智能物探、智能探测机器人等新技术与新装备，形成以静态为 基础，融入自动更新的高精度动态地质模型。 专栏 1透明地质 地质数据管理系统以地质、物探、钻探、采掘、测量和水文监测 等数字化信息为支撑，构建统一的综合地质信息数据库，支持 C/S、B/S 架构的空间信息可视化， 具备空间数据、 属性数据以及时态数据的存储、 转换、管理、查询、分析和可视化等功能，实现煤矿生产过程地质信息 的高效管理和数据共享。 高精度地质模型以三维地质静态模型为基础，不断融入煤矿生产 过程中的实时、动态、高精度地质信息，实现三维地质模型的自动更新、 规划切割、交互漫游、属性查询等。 地质大数据云平台鼓励建设地质大数据云平台，具备数据分类、 分析、挖掘、融合处理等功能，实现各系统之间数据的互联互通、融合 共享和时空分析。 （3）智能掘进系统 根据矿井掘进地质条件与工艺要求， 因地制宜确定合理的掘进 技术与装备，配套高效的辅助作业系统，逐步实现掘支平行作业； 鼓励应用智能探测、自动定向及导航、巷道断面自动截割成形、自 动锚护、高效除尘等先进技术与装备，使掘进工作面生产系统具有 智能感知、 自主决策和自动控制的功能， 实现掘进迎头少人或无人、 13 系统高效协同运行。 专栏 2智能掘进系统 智能超前探测系统采用钻探、物探等技术与装备，对巷道待掘区 域的地质构造、水文地质条件、瓦斯等进行超前探测，根据掘进过程中 揭露的实际地质信息与工程信息对模型进行实时动态修正。鼓励采用智 能钻探、物探技术与装备，实现远距离一体化综合探测。 掘进设备导航和定位截割系统掘进设备具有自适应截割、自动截 割与遥控操作功能，能够实现记忆截割。鼓励采用掘进设备精准导航和 位姿监测系统，根据位置、姿态变化进行自主调整和纠偏，适应巷道断 面变化及底板起伏等地质条件，实现自主定位截割。 锚杆、锚索自动化钻装系统鼓励研究和应用具有自动化钻锚功能 的钻臂，实现锚杆、锚索全断面机械化支护、自动化钻锚和质量自检测 等功能。鼓励采用具有电液控功能的钻机、锚索自动进给器等装备，实 现自动确定锚护位置、自动钻孔、自动铺网等。 多机协同控制系统采用掘进工作面设备群和人员精确定位系统， 实现设备间相对位置的精确监测和安全防护，不同设备之间实现智能协 同控制。 装备状态监测及故障诊断系统掘进、锚护、运输等设备具备完善 的单机状态监测和故障自诊断功能。鼓励有条件的煤矿建设掘进工作面 综合监测系统，实现各设备状态的实时监测。 视频监测系统掘进头和各转载点应设置高清摄像仪，具备视频增 强功能，鼓励采用 AI 技术实现人员入侵、违规操作识别报警、灾害预 14 警等功能。 掘进工作面远程集控平台融合掘进工作面环境（粉尘、瓦斯、水、 有害气体）、视频监测和人员信息，进行掘进工作面真实场景再现，实 现单机可视操控、成套设备“一键启停”和多机协同控制等；鼓励应用数 字化孪生技术，实现人机协同控制。 （4）智能采煤系统 根据煤层赋存条件、工作面设计参数、产能指标等要求，建设 不同模式的智能化采煤工作面 薄煤层和中厚煤层智能化无人开采 模式、大采高工作面人机环智能耦合高效综采模式、放顶煤工 作面智能化操控割煤人工干预辅助放煤模式、复杂条件智能化 机械化开采模式。其中，条件适宜的薄及中厚煤层实现智能化少人 开采，逐步推广应用采煤机自适应截割、液压支架自适应支护、智 能放顶煤、刮板输送机智能运输、智能供液、综采设备群智能协同 控制等技术。 鼓励条件适宜的工作面应用基于地质模型的智能化开 采实践。 专栏 3智能采煤系统 采煤机智能截割系统采煤机具备启停、牵引速度和运行方向的 远程控制，实现运行工况及姿态检测、机载无线遥控、精准定位、记 忆截割、“三角煤”机架协同控制割煤、远程控制、故障诊断和环境安全 联动控制，鼓励利用机载视频、无线通信、直线度检测、智能调高、 防碰撞检测、煤流平衡控制等技术，实现采煤机智能控制。 液压支架自适应支护系统工作面液压支架具备远程控制、自动 15 补液、自动反冲洗、自动喷雾降尘功能，实现自动移架、推溜，鼓励 利用高度检测、姿态感知、上窜下滑控制、工作面直线度调直、压力 超前预警、群组协同控制、自动超前跟机支护、顶板状态实时感知、 煤壁片帮预测、伸缩梁（护帮板）防碰撞、智能供液等技术手段，实 现液压支架的智能控制。放顶煤液压支架采用割煤智能化结合自动放 煤或人工辅助干预进行放煤控制。端头支架具有就地控制与遥控控制 功能，与工作面液压支架联动，实现工作面端头区域安全支护。超前 支架具有就地控制与遥控控制功能。 刮板输送机智能运输系统刮板输送设备具备软启动控制、运行 状态监测、链条自动张紧、断链保护、故障诊断、远程协同控制、三 机协同控制等功能，实现刮板输送机的远程监测和控制；鼓励应用煤 流负荷检测、工作面自动巡检机器人等技术手段，实现采、装、运协 同控制。 带式输送机智能运输系统带式输送机应具备运行工况监控与综 合保护功能，实时监测胶带运行工况，并将堆煤、烟雾、纵撕、跑偏、 自动洒水、周边环境等监测信息实时上传到工作面智能集控中心及地 面智能集控中心，实现带式输送机的远程监测和控制；鼓励应用煤流 量监测、异物识别、自动变频调速、自动巡检机器人、胶带空载、大 块煤、人员违规穿越胶带等特征信息识别技术，实现智能感知、自主 调速、节能运行。 顺槽监控中心智能化采煤工作面智能集控中心具备对液压支架、 刮板输送机、转载机、破碎机、带式输送机启停、闭锁控制功能，实 16 现采煤机、液压支架、刮板输送机、破碎机、转载机、带式输送机、 乳化液泵站、喷雾泵等工作面综采设备远程控制；地面监控中心具备 工作面设备“一键启停”功能， 实现在地面对采煤工作面综采设备进行远 程监视。 （5）智能主煤流运输系统 采用带式输送机进行主煤流运输的矿井， 主煤流系统中带式输 送机应具备单机自动控制、多机协同联动、远程集中控制、煤量自 动平衡、粉尘浓度检测和自动喷雾降尘、运行工况检测及故障智能 预警等功能。鼓励应用基于 AI 煤量智能识别、人员违规作业智能 监测、大块煤/堆煤/异物识别与预警等功能，实现带式输送机的智 能运输。 采用立井箕斗进行煤炭提升的矿井，提升系统具备提升速度、 提升重量等智能监测功能，具备智能装载与卸载功能，且能够与煤 仓放煤系统实现智能联动控制；应具备完善的智能综合保护功能， 实现立井箕斗提升的自动化远程控制。 （6）智能辅助运输系统 针对井工矿轨道运输、无轨胶轮车等运输方式，建设具有智能 规划、任务分配功能的辅助车辆智能调度管理系统，逐步实现物料 运输、人员运输等辅助运输车辆的智能管控、智能规划路径与智能 调度。 煤矿智能辅助运输系统应建设以车辆精确定位信息为基础， 以 车载智能终端为核心，辅助井下信号灯控制系统、智能调度系统、 17 语音调度系统和地理信息系统，实现车辆监控、指令下达、运输任 务调配、失速保护、报警管理、应急响应等功能，优化作业流程， 实现辅助运输业务信息化全覆盖。 鼓励斜井轨道运输利用精确定位、 智能视频等技术，实现行人不行车、行车不行人，自动道岔变换等 功能。 鼓励具备条件的矿井探索应用无人驾驶相关技术， 研发应用地 面远程遥控驾驶和智能化自动驾驶技术， 采用环境感知、 定位导航、 路径规划等技术， 实现车辆自动启停、 自主避让、 自动跟车等功能。 鼓励开展井下辅助作业的机器人替代。 （7）智能通风系统 采用通风系统智能精准感知技术与装备，实现对风阻、风量、 风压等参数的智能感知，对通风网络阻力进行实时监测与解算。风 速、温度、湿度、气压、瓦斯、一氧化碳、二氧化碳、粉尘等传感 器的数量和位置应满足精确测风、 瓦斯涌出量计算和环境状态识别 的需要，并提供远程监测接口。鼓励井下主要进回风巷间、采区进 回风巷间采用自动风门，正常通风时期可靠闭锁，灾变时期可远程 解除闭锁。矿井主通风机、局部通风机具备远程集中控制功能，局 部通风机可具有远程启停功能，实现无人值守。通风系统应具备故 障自诊断与预警功能，并与其它系统实现智能联动控制，实现灾害 的智能预警与避灾路线智能规划。 专栏 4智能通风系统 通风系统感知技术通过精确阻力测定和平差计算获得主要井巷 18 和通风设施的风量、风压、摩阻系数、原始风阻和局部风阻等参数， 通过风机测定获得主要通风机、局部通风机的准确特性曲线。利用获 得的各风机的特性曲线、各风道的风阻和自然风压等，解算各风道风 量。 通风设备主要通风机、局部通风机鼓励实现在线变频调速；主 要通风机应安装精确的风量、风压传感器，局部通风机应安装风筒风 速传感器。过车风门、主要行人风门、关键通风节点的风窗应实现人 工、自动和半自动开关，并安装人车识别装置、视频监控系统、声光 报警器和视频传感器，监测、监视和监控装置应提供远程接口。 智能通风软件系统将地理信息系统与风机、风门、风窗监控系 统、安全环境监测、瓦斯抽采监测系统、采掘工作面位置及状态监测 系统以及人员和车辆定位系统进行集成，实现自然分风解算、通风网 络实时解算及灾变状态下风流模拟仿真，能够进行通风系统优化、风 速传感器和调节设施的优化布置以及可控性评价，实现通风系统状态 识别和故障诊断、用风点需风量预测及灾变状态下的调风、控风的智 能控制。在授权状态下，正常状态矿井风流、风量按照安全高效原则 远程调节，灾变时期按照控制灾变及有利救援原则智能控风、调风， 并实现三维动态可视化。 （8）智能供电与供排水系统 建设基于供电系统数据、电缆监测数据、继电器保护数据、故 障监测数据和电能计量数据的煤矿供电系统安全高效运行保障体 系，对供电系统进行全面监测与分析，实现煤矿供电系统的全面智 19 能化无人值守、智能监控管理；建设基于大数据分析的智能供电决 策系统，实现故障的预判和预处理、快速故障隔离；建设煤矿能耗 监测和智能化能耗优化调度系统， 动态调节煤矿大型用电耗能设备 的供电方案和作业计划，降低煤矿整体能耗水平，优化能耗成本。 建设基于压力、液位、流量、温度等监测传感器和电动阀的智 能排水系统，实现主排水系统设备的智能运行，智能排水系统可按 照水量实现排水用电自动削峰填谷，智能优化排水方式，实现能耗 自评估和故障自诊断， 具备智能报警、 智能统计分析排水量等功能。 建设主供水智能控制系统，实现主供水系统设备的智能运行， 供水用电自动削峰填谷及管网调配，自动选择最优电量；通过水泵 运行等参数的监测，实现水泵控制及监测的智能化，实现对系统异 常低压现象的预警； 通过多传感器和各系统数据融合实现按需供水， 并能实现对用水量的预分析功能。 建设污水智能处理系统，通过监测水泵及管路的运行参数、设 备状态、运行时间等信息，实现能耗及产能分析和故障诊断；通过 监测污水处理系统的各流程环节，及时调节污水处理的各项参数， 降低系统运行成本，保证污水排放质量达标。 （9）智能安全监控系统 根据矿井地质条件和生产条件， 建设井下融合通信系统及配套 装备， 实现煤矿安全监控系统、 人员定位管理系统、 通信联络系统、 智能视频分析系统、智能通风系统、供电监控系统、冲击地压监测 系统、水文监测系统等系统的统一承载、共网传输，进行人、机、 20 环的安全检测与防护，提高安全监控、人员定位、通风、供电、应 急广播等系统的抗电磁干扰水平；建设具备水、火、瓦斯、顶板、 粉尘等灾害监测与防治的综合防控系统， 具备重大安全事件的应急 处置管理能力，可依据灾变发展趋势，自动触发排水、灭火与除尘 等系统；建设基于综合监测的灾害防治平台，具备灾害风险监测预 警、智能分析模拟、应急救援辅助指挥、事故原因分析、矿井灾变 状态下避灾路线智能规划等功能。 专栏 5智能安全监控系统 智能融合安全监控系统 建设基于“一网一站”的智能融合安全监控 系统，实现井下环境监控、人员定位、无线通信系统、应急广播、有 线调度系统、通风监控、水文监测、供电监测、视频监测等多功能的 一站式高度集成、统一承载，系统数据通过“一网”接入高速环网传输通 道，实现多个子系统的井下融合联动。 煤矿安全监测系统采用激光检测、低功耗无线自组网、多系统 融合联动等技术与装备，建设具备激光、红外等先进检测传感器、无 线传感器、多参数一体化传感器等先进设备的监控系统，实现煤矿井 下重点区域移动固定结合的全覆盖监测，实现系统低功耗、超远距离 传输、高抗干扰能力。并通过大数据分析，构建煤与瓦斯突出、火灾 预警模型，实现瓦斯及火灾的超前预警。 动目标精确定位系统采用精确定位技术，实现井下人、车等目 标的精确定位、人员状态分析、考勤、调度管理，满足井下复杂巷道 的全覆盖需求，具备轨迹数据展示及分析功能。 21 智能电力监控系统运用机器人、先进传感、双网双系统冗余热 备等技术，建设智能供电监控系统。系统具备地面调度中心对煤矿井 上下各级变电所内的高开、移变、高爆、馈电等供电设备的遥测、遥 控、遥信、遥调、遥视五遥功能；具备故障录波与谐波分析功能，实 现设备故障可追溯；能够实现变电所环境、安防、消防一体化监控， 具备远程对讲与视频联动功能，智能识别、切换至故障位置；系统配 备智能巡检机器人，能够代替人工巡检作业，实现关键供电场所的智 能化监控与无人值守。 冲击地压监测系统采用多种技术对冲击地压相关参数进行实时 监测，实现煤矿井下冲击地压的智能预测、预警。 水害预警系统建设多参数实时水文动态监测系统，实时在线监 测井下水位、水压、水量等指标，具备井下水害智能预测、预警功能， 并与排水系统联动。 智能火灾监控系统建设束管监测、分布式光纤测温等系统，实 现对井下采空区自然发火情况的实时监测、数据分析及上传；在电气 设备、带式输送机等易发生火灾的区域，建设烟雾、一氧化碳等综合 火灾监测设备，配备智能喷淋、自动喷粉喷气等自动消防灭火装置， 实现火灾参数的智能监测、分析、预测、预警及联动控制。 智能粉尘灾害监控系统实现对粉尘浓度的实时监测、数据分析、 上传及超限自动报警，在矿井粉尘易超限区域建设呼吸性粉尘及总尘 监测设备、智能喷雾装置及智能降尘装置，实现粉尘浓度智能监测及 远程降尘控制。 22 （10）智能综合管控平台 基于模块化、 组件化的技术架构设计思路建设智能综合管控平 台，集成各业务系统数据及感知层数据，运用新一代信息技术建设 业务中台和数据中台，形成具有自感知、自决策、自执行的智能化 平台，为上层业务应用提供统一的数据汇聚与技术支撑。建设智能 生产服务和调度平台、业务综合管理系统、煤矿智能化综合协同控 制平台，实现矿井各业务系统的数据共享服务与智能协同管控。 专栏 6智能综合管控平台 应用层（云平台）包含智能模型训练、数据计算引擎、协同管 理、生产管理、安全管理、能效管理、经营管理、决策分析、应用门 户等业务应用，为用户提供高效、便捷的应用。 使能平台（边缘侧）使能平台包括业务使能（综合智能管控平 台及智能化应用服务）、数据使能（煤矿工业大数据平台）及集成使 能（煤矿生产协同执行控制平台）。业务使能主要负责对接上层业务， 为上层业务提供接口及应用支撑；数据使能负责数据存储及分析；集 成使能负责与第三方子系统进行通信，集成第三方子系统的数据、接 口及消息并将信息存储至数据使能。 业务子系统层（端侧）是整个系统的数据来源基础。包括综采 协同控制、综掘监控、全煤流平衡控制、辅运智能调度、一通三防安 全协同控制、水处理系统、设备故障诊断等现场作业过程数据，以及 摄像机、麦克阵列、机电设备监测传感器、环境监测传感器、位置传 感器等监测监控设备商提供的数据访问接口。 23 智能生产服务和调度平台该平台基于微服务架构，包括应用融 合平台、数据服务平台、技术研发平台。应用融合平台以统一设计的 应用架构为基础，提供功能完善、流程统一、体验一致的业务应用环 境，提供了标准接口的集成环境；数据服务平台以数据架构为基础， 提供数据存储、数据应用、数据分析和大数据挖掘能力；技术研发平 台以技术架构为基础，统一技术规范和标准，提供开发、测试、运维 一体化的技术研发服务，并提供建模工具、算法编排工具、页面组态 工具、流程表单等可视化低代码开发工具，支撑应用构建。 业务综合管理系统建设立足于煤炭企业管理和经营职能的业务 综合管理系统，实现对煤矿相关生产、安全、运输、生产计划、物资 统配、配煤、经营的管理、监测、统计、分析和预测，为煤矿的统筹 管理提供科学的决策依据。包括生产数据、安全数据和经营数据的统 计、分析、存储和应用。围绕煤矿生产情况，实现矿井生产、安全、 经营数据的统计与分析。 煤矿智能化综合协同控制平台建设煤矿智能化综合协同控制平 台，打通安全监测监控、人员定位、融合通信、工业视频、矿压监测、 电力监控等多个子系统间的数据传输壁垒，实现自动决策、灾害隐患 实时监测预警。 （11）智能化园区 整合园区的消防、安防、停车、访客、会议管理、考勤、购物、 餐厅等业务系统， 形成全面感知、实时互联、 分析决策、 自主学习、 动态预测、协同控制的智能园区管控系统。 24 专栏 7智能园区 智能园区智能运营中心向园区管理和决策人员实时展示煤矿各 项业务的关键指标，实现园区的统一管控。