1、煤矿智能化建设概况,云南省煤矿安全技术培训中心2022年2月,目 录,一.政策法规,二.煤矿智能化建设的发展方向,三.煤矿智能设备及装备,四.案例,一、政策法规,一、政策法规,煤矿智能化发展的政策导向,（二）能源结构转型推动煤炭产业绿色智能化发展,为深入贯彻落实党的十八届五中全会、中央财经领导小组第六次会议和国家“十三五”规划纲要精神，践行“创新、协调、绿色、开放、共享”发展理念，推动实施“四个革命、一个合作”的能源战略思想，充分发挥能源技术创新在建设清洁低碳、安全高效现代能源体系中的引领和支撑作用，国家发展改革委 国家能源局2016年4月7日印发了能源技术革命创新行动计划（2016-2030
2、年）的通知。通知明确提出了15个方面技术创新，对煤炭行业提出了煤炭无害化开采技术创新。,（一）国家积极推进两化融合和数字中国建设,一直以来,党和国家高度重视网络安全和信息化工作，大力推进信息化与工业化深度融合，促进传统产业转型升级。十九大报告明确提出加快建设创新型国家，以创新为根本动力，不断提高技术水平、科研水平和信息化水平，为建设网络强国、数字强国提供有力支撑。推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合，在创新引领、绿色低碳、智能制造等领域培育新增长点、形成新动能。,一、政策法规,煤矿智能化发展的政策导向,“四个革命、一个合作”的能源战略思想,第一，推动能源消费革命，抑制不合理能源消费。
3、,第二，推动能源供给革命，建立多元供应体系。,一个合作：全方位加强国际合作，实现开放条件下能源安全。,第三，推动能源技术革命，带动产业升级。,第四，推动能源体制革命，打通能源发展快车道。,一、政策法规,煤矿智能化发展的政策导向,煤炭无害化开采技术创新内容,煤炭智能化开采,绿色矿山建设,煤炭安全开采,加快隐蔽致灾因素智能探测、重大灾害监控预警、深部矿井灾害防治、重大事故应急救援等关键技术装备研发及应用，实现煤炭安全开采。,加强煤炭开发生态环境保护，重点研发井下采选充一体化、绿色高效充填开采、无煤柱连续开采、保水开采、采动损伤监测与控制、矿区地表修复与重构等关键技术装备，基本建成绿色矿山。,提升煤
4、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。,一、政策法规,煤矿智能化发展的政策导向,（三）国家八部委制定关于加快煤矿智能化发展的指导意见,为深入贯彻落实习近平总书记“四个革命、一个合作”能源安全新战略，加快推进煤炭行业供给侧结构性改革，推动智能化技术与煤炭产业融合发展，提升煤矿智能化水平，2020年2月25日国家八部委制定了关于加快煤矿智能化发展的指导意见。,意见提出三个阶段的发展目标：（1）到2021年，建成多种类型、不同模式的智能化示
5、范煤矿，初步形成煤矿开拓设计、地质保障、生产、安全等主要环节的信息化传输、自动化运行技术体系，基本实现掘进工作面减人提效、综采工作面内少人或无人操作、井下和露天煤矿固定岗位的无人值守与远程监控。,一、政策法规,煤矿智能化发展的政策导向,（2）到2025年，大型煤矿和灾害严重煤矿基本实现智能化，形成煤矿智能化建设技术规范与标准体系，实现开拓设计、地质保障、采掘（剥）、运输、通风、洗选物流等系统的智能化决策和自动化协同运行，井下重点岗位机器人作业，露天煤矿实现智能连续作业和无人化运输。（3）到2035年，各类煤矿基本实现智能化，构建多产业链、多系统集成的煤矿智能化系统，建成智能感知、智能决策、自动
6、执行的煤矿智能化体系。,1、政策法规,煤矿智能化发展的政策导向,（四）中国煤炭学会批准了智能化煤矿(井工)分类、分级技术条件与评价标准,一、政策法规,智能矿山发展的政策导向,1、智能化煤矿建设条件分类,分类的依据：矿井生产能力、煤层埋深、煤层倾角、煤层稳定性、褶曲影响、断层影响、陷落柱影响、围岩稳定性、煤层自燃倾向性、瓦斯等级、矿井水文地质条件、冲击倾向性、煤尘爆炸危险性、热害等级等14评价指标进行评价。,智能化煤矿建设条件分类,智能化建设条件I类 矿井（10085）,智能化建设条件II类矿井（8570）,智能化建设条件III类矿井（70）,I类,II类,III类,一、政策法规,智能矿山发展的
7、政策导向,2、智能化煤矿分级,根据智能化矿井建设条件类别，分别设立三套智能化煤矿分级评价指标体系：智能化建设条件I类矿井分级评价指标体系、智能化建设条件II类矿井分级评价指标体系、智能化建设条件III类矿井分级评价指标体系。通过对智能化矿井建设效果进行综合评价，将每一类智能化矿井评价结果细分为三级。,智能化煤矿建设条件分类,高级智能化煤矿（智能化程度85%）,中级智能化煤矿（智能化程度 75%85%）,初级智能化煤矿（智 能化程度 60%75%）,智能化建设条件I类 矿井,智能化建设条件II类矿井,智能化建设条件III类矿井,分级,分级,分级,高级智能化煤矿（智能化程度85%）,高级智能化煤矿
8、（智能化程度85%）,中级智能化煤矿（智能化程度 75%85%）,中级智能化煤矿（智能化程度 75%85%）,初级智能化煤矿（智 能化程度 60%75%）,初级智能化煤矿（智 能化程度 60%75%）,1、政策法规,智能矿山发展的政策导向,（五）云南省八厅局制定云南省加快煤矿智能化发展实施意见,一、政策法规,智能矿山发展的政策导向,实施意见提出的主要任务1、推进智能化示范煤矿建设明确示范煤矿建设计划：曲靖市8个，昭通市2个。其中，属于云南省煤炭产业集团的3个，属于华能云南滇东能源有限责任公司的2个，属地方煤矿的5个。计划2020年建设完成的1个，2021年建设完成的2个，2022年至2025年
9、期间建设完成的7个。2、推进大型煤矿智能化建设大型煤矿中，曲靖5个，昭通2个，红河2个。其中，属于云南省煤炭产业集团的2个，属于华能云南滇东能源有限责任公司的2个，属云南省小龙潭矿务局的1个，属云南国能煤电有限公司的1个，属地方煤矿的3个。计划2020年建设完成的1个，2021年建设完成的1个，2022年至2025年期间建设完成的7个。,一、政策法规,智能矿山发展的政策导向,实施意见提出的主要任务3、推进煤与瓦斯突出等灾害严重煤矿智能化建设经鉴定为煤与瓦斯突出或按煤与瓦斯突出管理的煤矿，曲靖8个，昭通3个。其中，属于云南省煤炭产业集团的5个，属于华能云南滇东能源有限责任公司的2个，属地方煤矿的
10、4个。计划2021年建设完成的1个，2022年至2025年期间建设完成的10个。4、加快建设云南省煤矿安全监管信息平台建设云南省煤矿安全监管信息平台，实现煤矿地质数据、开拓设计、采掘生产、安全保障、设备管理、地面储装、洗选等生产的信息化服务和数据信息汇聚，更加有效地支撑宏观生产调度和安全监管。5、结合国家相关规定，逐步建立云南省智能化建设标准及验收规范。,二.煤矿智能化的发展方向,二、煤矿智能化建设的发展方向,1、煤矿智能化建设的基本原则,国家能源局、矿监局制定了煤矿智能化建设指南,为贯彻落实国家八部委制定的关于加快煤矿智能化发展的指导意见（发改能源2020283号），科学规范有序开展煤矿智能
11、化建设，加快建成一批多种类型、不同模式的智能化煤矿，2021年6月5日国家能源局、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）。,基本原则,3,2,1,4,分类建设，分级达标,因矿施策，培育典型,系统规划，全面推进,以人为本，安全高效,二、煤矿智能化建设的发展方向,智能化煤矿是指将物联网、云计算、大数据、人工智能、自动控制、新一代信息技术等与煤炭生产技术进行深度融合，形成全面感知、实时互联、数据驱动、智能决策、自主学习、协同控制的完整煤矿智能系统，实现煤矿地测、设计、采掘、机电、运通、洗选、安全保障、生产经营管理等全过程安全高效智能运行的现代化煤矿。,2、智能化煤矿的定义,智
12、能化煤矿的显著标志：就是“无人”，就是开采面无人作业、掘进面无人作业、危险场所无人作业、大型设备无人作业，直到整座矿山无人作业。整个矿山的各个方面都在智能机器人和智能设备下操作完成。,二、煤矿智能化建设的发展方向,3、智能化煤矿建设的总体架构,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。,智能化建设参考技术架构,二、煤矿智能化建设的发展方向,4、井工煤矿智能化总体技术要求,井工煤矿智能化总体技术要求是：建设智能化综合管控平台。,智能化综合管控平台,围绕监测实时化、控制自动化、安
13、全本质化、管理信息化、业务协同化、知识模型化、决策智能化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。,建设目标,建设目的,二、煤矿智能化建设的发展方向,5、生产煤矿智能化建设技术路径,生产煤矿进行智能化升级改造可以分为三步进行,1、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；2、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；3、通过大数据、人工智能等建立相
14、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。,生产煤矿进行智能化升级改造方案的思路,“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”，自下而上逐步实现智能化改造。,二、煤矿智能化建设的发展方向,6、新建煤矿智能化建设技术路径,智能化进行专题设计的要求,在矿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。,智能化建设的思路,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
15、场景”,二、煤矿智能化建设发展方向,7、井工煤矿智能化系统基本建设内容,煤矿智能化系统基本建设内容,信息基础设施,智能地质保障系统,智能掘进系统,智能综合管控平台,智能化园区,智能采煤系统,智能主煤流运输系统,智能辅助运输系统,智能通风系统,智能供电与供排水系统,智能安全监控系统,建设网络基础设施；建设大数据服务中心；建设智能综合管控平台。,智能超前探测系统；掘进设备导航和定位截割系统；锚杆、锚索自动化钻装系统；多机协同控制系统；装备状态监测及故障诊断系统；视频监测系统；掘进工作面远程集控平台。,地质数据管理系统；高精度地质模型；地质大数据云平台；,采煤机智能截割系统；液压支架自适应支护系统；
16、刮板输送机智能运输系统；带式输送机智能运输系统；顺槽监控中心；,经营管理系统,带式输送机智能主煤流运输系统；立井箕斗提升的自动化远程控制。,井下信号灯控制系统、智能调度系统、语音调度系统、地理信息系统。,通风系统感知技术；通风设备；智能通风软件系统。,智能供电系统；智能供电决策系统；智能排水系统；主供水智能控制系统；污水智能处理系统。,智能融合安全监控系统；煤矿安全监测系统；动目标精确定位系统；智能电力监控系统；冲击地压监测系统；智能火灾监控系统；智能粉尘灾害监控系统。,应用层（云平台）；使能平台（边缘侧）；业务子系统层（端侧）；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
17、平台。,智能园区智能运营中心；智能园区数字平台；ICT（信息与通信技术）基础设施。,智能化经营管理平台；数字化决策体系；煤矿设备全生命周期管理系统；智能化运销体系。,二、煤矿智能化建设的发展方向,（1）信息基础设施的建设内容,信息基础设施建设内容,网络基础设施,大数据服务中心,智能综合管控平台,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，满足煤矿智能化全面感知、自主决策和敏捷响应的需求。,智能化煤矿应建设智能综合管控平台，进行多部门、多专业、多管
18、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。,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。,二、煤矿智能化建设的发展方向,（2）智能地质保障系统的建设内容,智能地质保障系统建设内容,地质数据管理系统,高精度地质模型,地质大数据云平台,以地质、物探（智能钻探）、钻探（智能物探）、采掘（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）、测量和水文监测等数字化信息为支撑，构建统一
19、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。,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。,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。,二、煤矿智能化建设方向,（3）智能掘进系统建设内容,智能掘进系统 建设内容,智能超前探测系统,掘进设备导航和定位截割系统,锚杆、锚索自动化钻装系统,多
20、机协同控制系统,装备状态监测及故障诊断系统,视频监测系统,掘进工作面远程集控平台,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。,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
21、。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。,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。,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。,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、灾害预警等功能。,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
22、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。,二、煤矿智能化建设方向,（4）智能采煤系统建设内容,智能采煤系统建设内容,采煤机智能截割系统,液压支架自适应 支护系统,刮板输送机智 能运输系统,带式输送机智能 运输系统,顺槽监控中心,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。,工作面液压支架具备远程控制、自动补液、自动反冲洗、自动喷雾降尘功能，实现自动移
23、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
24、段，实现采、装、运协同控制。,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。,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、
25、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。,二、煤矿智能化建设的发展方向,智能化采煤工作面的建设模式,大采高工作面人机环智能耦合高效综采模式,复杂条件智能化+机械化开采模式,放顶煤工作面智能化操控割煤+人工干预辅助放煤模式,薄煤层和中厚煤层智能化无人开采模式,二、煤矿智能化建设的发展方向,（5）智能主煤流运输系统,立井箕斗提升自动化远程控制,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。,主煤流系统中带
26、式输送机智能运输,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功能：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。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。,二、煤矿智能化建设的发展方向,（6）智能辅助运输系统,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、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，
27、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。,二、煤矿智能化建设的发展方向,（7）智能通风系统的建设内容,智能通风系统建设内容,通风系统感知技术,通风设备,智能通风软件系统,通过精确阻力测定和平差计算获得主要井巷和通风设施的风量、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。,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
28、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。,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
29、感器，监测、监视和监控装置应提供远程接口。,二、煤矿智能化建设的发展方向,（8）智能供电与供排水系统建设内容,智能供电与供排水系统建设内容,智能供电系统,智能供电决策系统,能耗监测和智能化能耗优化调度系统,智能排水系统,主供水智能 控制系统,污水智能处理系统,对供电系统的供电系统数据、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等进行全面监测与分析，实现煤矿供电系统的全面智能化无人值守、智能监控管理。,实现故障的预判和预处理、快速故障隔离。,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。,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
30、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。,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。,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。,二、煤矿智能化建设方向,（9）智能安全监控系统
31、建设内容,智能安全监控系统建设内容,智能融合安全监控系统,煤矿安全监测系统,动目标精确定 位系统,智能电力监控系统,冲击地压监测系统,水害预警系统,智能火灾监控系统,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。,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
32、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。,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。,建设智能供电监控系统。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
33、作业，实现关键供电场所的智能化监控与无人值守。,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。,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。,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。,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
34、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。,智能粉尘灾害监控系统,二、煤矿智能化建设的发展方向,（10）智能综合管控平台,智能综合管控平台是基于模块化、组件化的技术架构设计思路建设的平台，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。,二、煤矿智能化建设的发展方向,（11）智能化园区的建设内容,智能化园区
35、建设内容,智能园区智能运营中心,智能园区数字平台,ICT（信息与通信技术）基础设施,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。,ICT（信息与通信技术）基础设施：包括智能园区专用网络、通信网络和边缘节点；建立智能园区办公网、视频网、运营商通信网络、WiFi等网络基础设施；根据园区实际应用状况，部署边缘节点的物联网关、边缘视频管理和智能分析。,智能园区数字平台：包括AI智能分析、智能边缘子平台、物联网子平台、地理信息系统子平台、位置服务子平台、数据集成子平台、业务子平台和数据服务等子系统，实现数据接入、数据分析存储、业务逻辑服务和开发服务；建设智能园区云平台，提供高
36、可靠的云服务，部署数字平台和应用系统。,二、煤矿智能化建设的发展方向,（12）经营管理系统建设内容,经营管理系统建设内容,智能化经营管理平台,建设数字化决策体系,建设煤矿设备全生命周期管理系统,智能化运销体系,建立统一的智能化经营管理平台，支持煤矿各业务应用的全面一体化集成，打通管理孤岛、数据孤岛；构建“人财物一体、产运销一体、业务全面互联互通”的智能化经营管理平台，覆盖煤矿的管理决策、财务、生产、人力、物资、机电、计划预算、安环、调度、项目管理等领域,建设数字化决策体系，实现经营数据、生产数据、绩效数据、管理分析数据等实时展现，为经营决策提供参考、经营管理提供依据、生产提供数据、绩效提供指导
37、,建设煤矿设备全生命周期管理系统，整合设备台账管理、设备运行数据、设备维护记录等，针对特定设备提供专家运维建议和超前预测，实现设备的全生命周期管理,强化运销体系智能化管理，构建完整运销体系，实现一体化集中运销,二、煤矿智能化建设的发展方向,8、煤矿智能化分类重点建设内容,智能化煤矿建设条件分类,建设基础条件较好。智能化煤矿(井工)分类、分级技术条件与评价标准智能化建设条件I类 矿井（10085）,建设基础条件一般。智能化煤矿(井工)分类、分级技术条件与评价标准智能化建设条件II类矿井（8570）,建设基础条件复杂。智能化煤矿(井工)分类、分级技术条件与评价标准智能化建设条件III类矿井（70）
38、,二、煤矿智能化建设方向,建设基础条件较好的智能化煤矿重点建设内容,智能化综合管控平台,大数据中心,高速高可靠数据传输网络,通风、排水、供电等固定作业岗位全部实现无人值守、机器人巡检作业,完善的煤矿灾害智能监测预警平台与应急管理平台,完善的井下精准定位系统,完善的视频监控系统,GIS+BIM系统,智能快速掘进系统,智能化采煤工作面,主煤流运输系统,实现煤矿各主要业务系统的数据融合共享、网络互连互通与协同联动控制,实现数据的分类存储、关联分析、深度挖掘与利用,满足井下人员、设备定位精度要求,智能经营管理系统,实现基于机器视觉的多场景应用,实现地质信息、工程信息的有效融合及高精度建模,煤层巷道月进
39、尺大于1000m，实现巷道掘进过程的远程智能控制,薄及中厚煤层工作面实现常态化无人开采，厚及特厚煤层综采工作面实现常态化少人开采（每班作业人员不超过5人），综放工作面实现智能化放顶煤（每班作业人员不超过7人）,实现危险源、危险场景的智能分析、预测、预警,实现产、供、销全流程的智能决策与精益管理,实现智能无人操控，机器人巡检作业；探索应用无轨胶轮车、单轨吊实现辅助驾驶、智能调度，物料供应实现连续化运输,实现煤矿各主要业务系统的数据融合共享、网络互连互通与协同联动控制,二、煤矿智能化建设方向,建设基础条件一般的智能化煤矿重点建设内容,智能化综合管控平台,高速高可靠数据传输网络,通风、排水、供电等固
40、定作业岗位全部实现无人值守、机器人巡检作业,完善的煤矿灾害智能监测预警平台与应急管理平台,完善的井下精准定位系统,地质信息与工程信息时空大数据库,无轨胶轮车实现辅助驾驶，单轨吊、机车实现精准定位、连续运输,智能快速掘进系统,智能化采煤工作面,主煤流运输系统实现远程操控,实现煤矿各主要业务系统的数据融合共享、网络互连互通与协同联动控制,满足井下人员、设备定位精度要求,智能经营管理系统,为各业务系统提供统一的地理信息服务,煤层巷道月进尺大于500m，巷道掘进过程部分实现智能控制,薄及中厚煤层工作面实现常态化少人开采（每班作业人员不超过3人），厚及特厚煤层综采工作面每班作业人员不超过7人，综放工作面
41、每班作业人员不超过7人,实现危险源、危险场景的智能分析、预测、预警,实现产、供、销全流程的智能决策与精益管理,实现煤矿各主要业务系统的数据融合共享、网络互连互通与协同联动控制,二、煤矿智能化建设的发展方向,建设基础条件复杂的智能化煤矿重点建设内容,智能化综合管控平台,通风、排水、供电等固定作业岗位全部实现无人值守,完善的煤矿灾害智能监测预警平台与应急管理平台,地质信息与工程信息时空大数据库,辅助运输实现连续运输,快速掘进系统,机械化+智能化采煤工作面,主煤流运输系统实现远程操控,实现煤矿各主要业务系统的数据融合共享、网络互连互通,满足采掘接替需求,智能经营管理系统,为各业务系统提供统一的地理信
42、息服务,实现危险源、危险场景的智能分析、预测、预警,实现产、供、销全流程的智能决策与精益管理,实现远程集中控制,三.煤矿智能设备及装备,三、煤矿智能设备及装备,煤矿智能装备的发展,随着超大采高工作面的增多及工作面移架速度的提高，乳化液泵站朝大流量、高压力、智能化方向发展：最大流量达到135OL/min(37.5MPa)，最大额定工作压力达到4042MPa；智能供液由水处理、乳化液自动配比系统、乳化液泵站、管路系统、智能供电及监测控制等系统构成，基本实现按需供液以及集中(远程)供液。,煤矿智能装备是煤矿智能化的核心，近10年来煤机装备制造快速发展，取得了一批重大技术突破和成果，实现煤矿装备国产化
43、，综采液支架等重要装备占领国际市场，特别是在超大采高综采和放顶煤技术装备方面领跑世界,煤矿智能化装备为煤矿智能化建设提供了装备支撑。,大流量泵站及智能供液系统,三、煤矿智能设备及装备,超大采高智能采煤机,89m超大采高智能采煤机，最大总装机功率达3450kW，整机重量220-230吨，攻克机身稳定性设计，超大型摇臂壳体材料、铸造及热处理，超大型牵引箱与电箱壳体，高强度厚板焊接，行走轮异形曲面齿形加工等技术。解决了摇臂智能调高全工艺过程自动化采煤、安全保护与控制等诸多技术难题。,三、煤矿智能设备及装备,大运量智能刮板运输机,研发世界首套“四级”破碎智能煤流超大运力运输系统，单机驱动功率达2000
44、kW。刮板输送机的智能启动、基于煤量识别的智能调控技术、功率协调、机尾动态张紧系统、双向协同控制等功能；实现输送机、转载机、破碎机及皮带自移机尾系统集成、智能协同、自主调速。,超大采高智能液压支架,突破89m超大采高智能液压支架及群组协同自适应支护技术。支护质量监测系统：实现了支架状态、合力作用位置的感知。三级协动护帮：实现液压支架对煤壁的有效耦合。初撑力自动补偿与快速移架系统：基于6个可控参数“自适应主动支护”技术，实现了液压支架由“被动承载”向“主动”支护的转变。,三、煤矿智能设备及装备,智能超前液压支架双列多节式,快速掘进技术取得进展，通过改进掘进工艺模式，攻克快速支护、连续掘进等关建技
45、术难题，探索实现配套装备一体化、自动化和智能化掘进模式，研发了适用于较稳定煤层条件的煤矿智能化快速掘进工艺技术与装备，在适宜条件下取得良好效果。,提出集超声波测距与双轴倾角测量传感器于一体的导航技术方案，具有超前液压支架姿态及前方障碍物实时监测功能，为超前液压支架的智能移架提供信息；配合开发姿态调整机构,实现自动前移。,智能快速掘进装备,智能高效带式输送装备,带式输送装备创新研发取得新进展。矿用长运距、大运量带式输送机，采用高可靠性芳纶带、永磁电动滚筒及智能控制技术，实现煤流系统智能调控和无人值守。,三、煤矿智能设备及装备,采用两级分处理组合设计：第一级输送系统中加装物料翻转装置，采用激光扫描
46、仪+图像识别方法，煤、矸石进行精确识别，伺服油缸推动强力弹板分离开。第二级为磁力吸附自清理装置，对脱落锚杆等铁性部件异物吸附清理。,主煤流异物分拣系统,新一代变频调速一体机,变频调速一体机将变频器和电机集成一体，实现了机、电一体化，变频输出电缆近似为零，最大限度地减小了对其它设备的电磁干扰，大幅提高了电力传动的效率，已在刮板输送机和带式输送机上广泛应用。近年来国产化变频一体机完成了进口产品的替代，形成了功率315kW3500kW，电压66010000V全系列矿用产品。,三、煤矿智能设备及装备,试点先行：多系统井下融合系统架构,井下融合,监控、定位、广播系统相互感知、互联互通,多组并发,工业以太
47、网+CAN总线组网方式,协议统一,设备透明、信息共享、交叉控制,环网+标准CAN总线架构,三、煤矿智能设备及装备,多系统井下融合特点,物物感知,井下节点相互感知,在瓦斯超限、断电等需立即撤人的紧急情况下，可自动与应急广播、通信、人员定位等系统的应急联动，不依赖上位机软件，控制、联动及时可靠。,断电控制毫秒级,快速联动响应,4.案例,4、案例,唯一性检卡装置,自动识别不携带标识卡或是携带坏标识卡入井，一人携带多张标识卡入井；自动识别人卡是否一致；可叠加酒精识别、红外温度识别 显示入井人员个人信息，比对结果、姓名、卡号及标识卡状态信息等；通过生物识别信息和标识卡信息的双重比对，实现闸机的自动控制。,4、案例,智慧矿山管控平台主界面,智慧矿山综合管控平台把自动化、监测监控、安全双控、经验管理、行政办公、六大系统和生产调度等系统融合一体的展现；采用三维建模、GIS地理信息、各子系统自动化、生产经营系统等数据，实现集成可视化，可在大屏、浏览器以及移动端进行展示。,4、案例,管控平台主界面预报警分析展示,通过对各监测设备历史数据汇总分析，建立预警模型，根据实时数据与模型对比分析提供的处理意见，提前干预。同时，可以对危险源进行缓冲区分析，从图中直观了解到报警设备的影响范围。,感谢聆听,THE END,
