智慧矿山为未来煤矿发展赋能课件.pptx

1、智慧矿山为未来煤矿发展赋能明创慧远科技集团有限公司2022年8月13日主 讲 人：邱水林（高工、机电一级建造师）目目 录录1、智慧矿山概念及发展机遇2、我国智能煤矿的建设轨迹3、智能煤矿建设内容4、智能煤矿建设中的新技术5、智能煤矿建设如何推进6、明创慧远集团解决方案目录 1、智慧矿山概念及发展机遇1.1、智慧矿山定义 中国工程院王国法院士定义：智慧矿山是基于现代智慧理念，将物联网、云计 算、大数据、人工智能、自动控制、移动互联网、机器人化装备等与现代矿山开发技术融合，形成矿山感知、互联、分析、自学习、预测、决策、控制的完整智能系统，实现矿井开拓、采掘、运通、洗选、安全保障、生态 保护、生产管

2、理等全过程智能化运行。智慧矿山的技术特征是建立在矿井数字化基础上，采用现代智慧理念完成矿山企业所有信息的精准适时采集、网络化传输、规范化集成、可视化 展现、自动化运行和 智能化服务的智慧体。1.2、智慧矿山的构成智慧生产系统：智慧生产系统：主要生产系统：主要生产系统：采煤工作面的智慧化和掘进工作面的智慧化。辅助生产系统：辅助生产系统：以无人值守为主要特征的智慧运输系统、智慧提升系统、智慧供电系统、智慧排水系统、智慧压风系统、智慧通风系统、智慧调度指挥系统、智慧通讯系统等。智慧职业健康与安全系统智慧职业健康与安全系统:包含了环境、防火、防水环境、防火、防水等多个方面,子系统众多。如智慧职业健康安

3、全环境系统，智慧 防灭火系统、智慧爆破监控系统、智慧洁净生产监控系统、智慧冲击地压监控系统、智慧人员监控系统；智慧通风系统、智慧水害监控系统、智慧视频监控系统；智慧应急救援系统；智慧污水处理系统等等。智慧后勤保障系统智慧后勤保障系统:技术保障系统：技术保障系统：指地、测、采、掘、机、运、通、调 度、计划、设计等的信息化、智慧化系统等。管理和后勤保障系统：管理和后勤保障系统：指针对矿山的智慧化ERP系统、办公自动化系统、物流系统、生活管理、考勤系统等。1.3 智能煤矿建设迎来历史发展机遇 近年来，煤炭行业一直致力于探索无人化智能开采方式，大型煤炭企业陆续启动智能化开采系统。随着“十三五”专项规划

4、的提出，“智慧矿山”一词在矿山领域中可谓随处可见。大力发展矿业数字化和智能化，实现“机械化换人、自动化减人”，已经成为大多矿企“转危为安”、转型升级的有效措施。（1）技术推动革命 在“两化”深度融合的大形势下，工业领域正迎来产业发展的巨大变革。云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能技术在工业领域广泛应用，新一代互联网、云计算、智能传感、通信、遥感、卫星定位、地理信息系统等各项技术的成熟与融合为智慧矿山发展提供了技术基础。工业物联网技术与煤炭行业深度融合的智慧矿山建设，已成为矿山发展新潮流。随着人口老龄化趋势的加快和劳动人口比重的下降，我国农村富余劳动力短缺将是一个长期的趋势，必须要有长期

5、的应对策略。从以往简单的依靠大量廉价人力，到能够充分利用科学技术来代替人力，提高劳动生产率是解决“用工荒”问题的一个重要途径。实现减人增效，通过机械化换人、自动化减人、智能化提质增效来提升企业的综合竞争力，同时缓解煤矿人员流失、人才短缺的问题是煤矿企业的必由之路。将高新技术与传统技术装备、管理融合，实现产业转型升级正成为越来越重要的发展趋势。（2）企业发展需要（3）国家政策引导 国土资源部发布了全国矿产资 源规划（20162020年），明 确提出未来5年要大力推进矿业领 域科技创新，加快建设数字化、智能化、信息化、自动化矿山2016.11 2017.10 2019.1 智慧矿山信息系统通用技术

6、规范 国家标准化管理委员会对信息技术在矿山的应用提供了国家标准和规范。是我国第一部以“智慧矿山”命名的标准规范 国家发改委发布安全生产”十三五”规划，要求在矿山领域实施”机械化换人、自动化减人”。推动矿山企业建设安全生产智能装 备、在线监测监控等安全管理信息系统。科技部、国土资源部在“十三五”资源领域科技创新专项规划指出，充分利用现代通信、传感、信息与 通讯技术，实现矿山生产过程的自 动检测、智能监测、智能控制与智慧调度。2017.5 2018.9煤炭工业智能化矿井设计标准 由住房城乡建设部发布的国家标 准煤炭工业智能化矿井设计标准(GB/T51272-2018)开始实施。煤矿机器人重点研发目

7、录 国家煤矿安监局发表“第1号公告”，重点研发应用掘进、采煤、运输、安控和救援5类，38种煤矿机器人。政府推力是驱动智慧矿山建设的重要力量，政府对智慧矿山信息化标准化系统运行的管制和支持。一方面，可通过多种途径行使管制权利，如强制要求矿山进行信息化标准化建设、制定和智慧矿山信息化标准化相关的国标、对智慧矿山信息化标准化的文件执行效果不佳的煤矿企业予以警示或者制裁等；另一方面，政府可以为智慧矿山信息化标准化建设提供资金、技术、人力、物力等方面的支持，协助智慧矿山建设工作的开展。2020年3月，由国家发展改革委、能源局、应急部、煤监局、工信部、财政部、科技部、教育部8部委联合印发关于加快煤矿智能化

8、发展的指导意见。山东、河南等省相继出台相关配套措施。意见明确，将加快智能工厂和数字化车间建设，推进大型煤机装备、煤矿机器人研发及产业化应用，实施机械化换人、自动化减人专项行动，提高智能装备的成套化和国产化水平。同时，意见提出具体10大任务，提出了5个方面的保障措施，明确了煤矿智能化3个阶段性目标：各类煤矿基本实现智能化大型煤矿和灾害严重煤矿基本实现智能化建成多种类型、不同模式的智能化示范煤矿，确定井下和露天煤矿固定岗位的无人值守与远程监控 2019年10月国家煤安局发布关于加快推进煤矿安全风险监测预警系统建设的指导意见：要加快建设覆盖国家、省、煤矿企业多个层面的煤矿安全风险监测预警系统，打通从

9、企业向上至煤矿安全监管部门、煤监机构的数据采集、传输、共享渠道。明确了监测预警系统需采集煤矿企业生产和安全相关数据，要求企业要建设完善监测、监控系统；开发生产经营、安全管理信息系统。意见制订了实施进度和相关保障措施。2、我国智能煤矿的建设轨迹 2.1 我国智能煤矿的建设阶段（1）建设矿井自动化子系统，实现地面对井下主要系统设备的远程控制，达到无人值守的水平；煤矿辅助系统自动化通风集控系统井下排水集控系统瓦斯抽采集控系统皮带集控系统生产系统自动化智能化综采工作面：全国200多个综采工作面实现了顺槽可视化控制，部分做到了地面远程割煤。基本实现有人巡视，无人操作。智能化掘进系统：部分矿山采用综掘设备

10、，实现了掘进巷道断面自动成形，掘锚同步，高效作业。（2）实现矿井自动化子系统、通防监测子系统集成到统一的工业组态软件平台；矿山在建设矿井自动化子系统的同时，建设高速信息传输网络、数据处理中心。通过组态软件，实现各自动化系统的集成，建立安全生产调度指挥平台。集瓦斯监测、人员定位、工况信息、生产管理、矿图浏览、铁路调度、电力调度等综合信息融于一体的矿山应用信息查询平台，供公司管理人员WEB浏览访问。为矿山的生产、安全提供强有力的技术支撑。（3）构建矿井“一张图”GIS平台，与工业组态软件平台的实时动态数据进行融合处理，实现矿井一张图可视化展示。基于基于GIS“一张图一张图”：全矿井一张图，二级公司

11、一张图到集团公司一张图，各级技术和管理人员基于一张图协同工作。通过与SCADA进行数据整合，形成矿山一体化智能管控平台。平台主要包括：一体化生产控制系统、一体化经营管理系统两部分组成。一体化生产控制系统一体化生产控制系统由控制、调度、决策三大部分组成，以工作面自动化、主煤流运输、辅助运输、供配电、安全保障、生产辅控、动目标运维、调度通信等八大环节为纽带，协同控制。实现整个矿井生产过程“有人巡视、无人值守”，完成生产调度、设备及人员等管理，提供矿井安全的通风、防瓦斯、防火灾、防水害、防顶板灾害等决策。一体化经营管理系统一体化经营管理系统构建以经营计划为目标，以生产作业为主线，有机整合生产计划、作

12、业执行、成本控制、调度指挥等环节的安全生产管理模式，实现各安全生产作业之间的有机衔接和高效协同，有效加强作业监管、安全风险管控和生产成本控制，切实提高调度指挥和生产管理水平。2.2 我国煤矿行业智能化现状行业现状：大型矿井智能化建设，依然以综合自动化为主，由于行业标准缺失，没有形成有效数据融合，“信息孤岛”严重。行业成就 “一张网”、“一张图”等智能化升级已经展开。智能化工作面即将应用于百座矿井。3、智能煤矿建设内容3.1 智能煤矿系统架构智能煤矿应基于一套标准体系、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、开发一个业务云服务平台，面向不同业务部门实现按需服务。设

13、计基本原则：网络融合安全、信息互联互通、数据共享交换、功能协同联动3.2 智能煤矿建设目标在物联网技术基础上，实现矿山“人、机、环”数据智能化精准采集、网络化传输、规范化集成。建立统一的集成控制平台，实现生产全过程一体化智能控制、经营全流程一体化协同管理。建设基于大数据的安全生产云服务系统。实现煤炭无人（少人）开采与灾害防控一体化的智能化采矿。实现原煤运输、供电、排水、通风、压风等环节远程智能控制、无人值守。最终建设为安全、高效、智能、绿色的世界一流煤矿。智能煤矿建设目标图5.1 智能煤矿建设目标与建设内容3.3智能煤矿建设主要内容（1）建设一个平台：统一管控一体化的智能平台（3）建设一个系统

14、：煤矿大数据及云服务系统（4）建设五个中心：（2）建设三个网络：企业管理网 工业互联网 通讯联络网统一数据中心调度指挥中心智能控制中心安全监测中心生产运营管理中心3.4 网络传输系统（1）建设原则：万兆骨干、千兆汇聚、百兆到桌面，办公生活区WIFI 覆盖。采用单模光纤为基础网络系统的通讯载体，敷设地面光纤系统、井下光纤系统，覆盖矿井地面建筑物和井下生产环节。网络结构采用“工业以太环网+现场总线+WIFI/4G”模式，采用标准TCP/IP传输协议。工业控制网络、安全监控网络、视频监控网络物理上独立成环网。所有的环网主干传输光缆路由进出必须保证不再同一物理路径上，保证环网光纤资源的物理资源冗余。（

15、2）工业网络总体建设要求：工业网络根据业务应用不同，分别设置控制通信环网、视频环网、安全环网 在井上和井下分别设置的独立的冗余环，其中控制环网、视频环网主干链路采用万兆带宽，安全环网主干链路采用千兆带宽 在核心层采用万兆背板带宽的核心工业以太网聚合交换机，通过万兆或千兆链路将各环网的交换设备连接到网络系统的核心层次，具备高冗余和高带宽性能。（3）工业传输网络结构（4）网络传输系统 安全监测环网 安全环网采用千兆汇聚网，单环冗余结构，井下交换机选用千兆本安型环网节点交换机，其网络拓扑结构如下：主要接入井下环境监测系统、人员定位系统、数字通讯系统、无线通讯系统等。工业控制以太环网 采用万兆骨干网，

16、单环冗余结构，井下交换机选用万兆本安型环网交换机，如下图：主要用于井下各生产子系统、辅助子系统智能化设备的接入。企业管理网络u 采用三层、星型网络扑结构，网络核心使用万兆以太网交换机、双电源冗余，支持万兆骨干，百兆到桌面u 配套建设WIFI无线宽带接入网络u 接入交换机采用光纤千兆双链路上行连接至核心交换机 网络安全依据信息安全技术 信息系统安全等级保护基本要求(GB/T 22239-2008)：系统安全按上述标准中技术类安全要求分级（SAG），需采用综合解决方案。即路由器+防火墙+防病毒软件+网闸+网络行为管理软件+严格管理制度等综合解决方案。（1）行政通信、矿井调度通信、移动通信、广播通信

17、建设要求：矿井有线调度通信系统和矿井行政通信系统分别设置，并应能互通；通信线缆应分设两条，从不同的井筒或一个井筒保持一定间隔的不同位置进入井下配线设备；交换机的处理机、电源应采用热备份结构，具有告警、故障自动诊断、倒换等功能；具有备用电源，电网停电后，系统中设备的备用电源连续工作时间应不小于2h；系统最大通信距离应不小于15km。移动通信选用WiFi或4G、5G等技术的矿用通信系统；能自动识别手机终端，对未经认证的手机不提供服务功能，对未经许可带入的手机，系统应具有报警提示功能。3.5矿井通信联络系统（2）一体化通信调度平台l融合程控电话网、移动通讯网、人员定位网、应急广播网、局部扩播网等通信

18、联络系统，实现“多网”通信的集中调度指挥和互联互通，在紧急情况时能够实现对各系统的统一调度，一键呼叫广播，为应急救援提供保障。l实现与安全监测及综合自动化系统的联动控制，当某一地点出现瓦斯超限报警时，能自动通知调度员报警信息，调度员可自动或者人工通过该区域广播系统扩音广播报警信息，通知人员撤离。l实现与人员定位系统的联动控制。可通过调度台人员紧急呼叫或者一键呼按钮实现对井下人员定位卡的呼叫，人员定位卡接收到呼叫时报警灯闪烁，提醒井下人员发生紧急情况，需马上撤离。（3）信息发布系统u 常规信息发布：实现井下环境参数、关键设备状态、区域环境评估、人 员分布、通知等常规信息的快速、实时发布，了解矿井

19、作业环境、设备、人员分布等情况u 移动信息发布：可通过矿用PDA实现对井下环境参数、生产数据、人员信息等实时监测及查询，便于了解煤矿的整体生产及安全状况u 应急救援指挥：对煤矿已制订的救援预案进行信息化处理，通过电子牌、声光报警、IP广播等多种方式及时进行井 下逃生引导 u 井下安全教育：通新闻、宣传报道、安全教育u 等信息的循环发布，安全教育u IP语音广播：可扩展井下IP语音广播、语音对讲和背景音乐播放等功能u 具有联网功能：实现分析数据共享，并可实现与矿井安全监控系统联网，且为数字化矿山决策分析提供依据3.6 管控一体化智能平台 煤炭企业建设基于GIS一张图的安全生产管控一体化智能平台，

20、实现“人、机、环”各类异构系统的全面集成。通过放大或缩小，即可展示“热点”中等上述生产要素的实时状态信息。可查询煤矿所有信息，同时对矿山众多子系统进行有效管控。（1）管控一体化平台技术架构 管控一体化平台系统由控制、调度、决策三大部分组成，以工作面自动化、主煤流运输、辅助运输、供配电、安全保障、生产辅控、动目标运维、调度通信等八大环节为纽带，协同控制，实现整个矿井生产过程“有人巡视、无人值守”，完成生产调度、设备及人员等管理，提供矿井安全的通风、防瓦斯、防火灾、防水害、防顶板灾害等决策。（2）管控一体化平台要实现的功能智能生产：各生产要素的智能联动、数据融合、统一调度智能调度：通过多媒体手段，

21、对生产现场进行融合调度，实现效率的提升。智能安全：构建煤矿安全 生产双重预控体系，结合可视化大数据分析，实现安全生产关口前移。智能管理：实现对设备、人员、工艺、流 程、平台、应用、应急实现全方位管理功能移动互联：通过“一张网”配套移动互联设备，使无人值守、移动巡检、视频诊断、多媒体数据采集成为可能，并进一步提高安全生产应急能力及调度管控能力。（3）管控一体化平台组成u 矿山安全管理u 矿山生产调度管理智能感知：矿井产量计划，采掘工作面 运行状态，皮带运输系 统运行状态地面 煤仓煤位，通排供等其他系统状态 智能决策：采掘工作面生产状态调整劳动组织调整 自动控制：各系统地面远程控制，人员现场处理与

22、通信。u 矿山机电设备管理u 决策分析管理 通过大数据技术的应用，一 体化管控平台应具备安全生产过程中决策分析、事故预测、经营指导等管理能力。能对设备运行进行实时感知，对设备故障进行自主诊断与分析，并给出维修策略；对矿井设备进行设备生命周期管理。智能感知：机电设备运行状态，故障位置、检修人员资格，检修人员巡检过程 智能决策：机电设备故障判断，设备检修方案，检修人员配置、设备剩余寿命预测 自动控制：故障设备自动停机，人员现场处理与通信3.7 安全生产大数据应用与移动互联平台安全监测大数据生产监控大数据经营决策大数据煤矿重大灾害预警与专家决策系统多网融合联动控制系统工作流/业务流全程分析系统关键设

23、备故障诊断与远程维护平台移动互联网的大数据主动推送平台安全生产信息移动智能终端系统 （1）矿山大数据 以大数据分析技术为支撑，以行业、集团、矿井制定的各类安全生产规范规程为依据，结合综合自动化、在线监测以及煤矿安全生产日常获取的动态和历史数据，对煤矿安全生产的各类信息进行展示、分析、推理，挖掘历史数据中蕴含的模式和知识，诊断并概括现势安全状态，预测未来安全形势，实现煤矿安全生产的动态诊断和辅助决策。基于大数据实现煤矿统一的移动终端信息发布平台，通过移动终端设备为相关人员根据不同权限提供安全监测、人员定位、安全隐患、预警报警、工业视频、报表管理、调度信息、协同办公、电子邮件、电子传真、生产流程状

24、态、会议通知等实时信息。使安全管理人员可以全面、快速掌握公司内部生产运行状况，为领导及时指挥生产、战略决策提供帮助。（2）移动互联平台数据协同共享平台对数据进行不同规则的甄别和筛选，分门别类的挑出带有重要意义的点数据，使用户不用一直监视数据的变化，当重要的点数据发生变化，通过消息统一推送平台主动推送的方式，推送给相关人员，然后在以点带面全面分析系统。（1）数据中心 为了更好的将矿井智能化应用业务系统进行有效的管理，保证业务系统的稳定、高可用、可迁移、可适应未来的高负载运行要求，本设计针对所有的业务系统进行整合，业务系统中总共有安全生产控制层，经营管理层两个区域。管控层和管理层建立一个虚拟化云计

25、算数据中心，即安全生产云计算数据中心和经营管理云计算数据中心，采用网闸+防火墙的方式进行隔离。系统结构如下图所示：3.8 矿山五个中心建设 计算平台 生产运营管控平台按照40个应用系统的进行布署。要求每个应用系统的得到的内在资源不少于8G，CPU资源不少于单核2.0GHz。企业经营管控平台按照20个应用系统的进行布署。要求每个应用系统的得到的内在资源不少于8G，CPU资源不少于单核2.0GHz。存储平台 办公网与控制网共用一套存储，分区管理。总容量为500T。灾备系统采用实时压缩存储技术，总容量为100T。管理平台 采用目前业界领先的、用户群体数量大的虚拟化软件系统，并配备资源管理系统，满足用

26、户专业技术人员水平低、数量少、应用系统要求高的应用环境。病毒防护 配置一套满足云环境运行的防病毒系统，为每个资源池提供病毒防护功能，保证整个系统可靠运行。（2）调度指挥中心 建设智能化矿井调度控制指挥中心包括：调度中心、控制中心及会议中心。l调度中心作为调度通信指挥平台；l控制中心为煤矿生产各环节集中智能控制、协同工作；l会议中心为多级视频联网、应急指挥决策中心的多维调度，实现智能煤矿的综合调度指挥。调度中心包含：调度人员工作区、信息综合显示工作区。调度人员工作区：实现调度指挥人员的日常办公、调度指挥功能及生产系统的集中控制。配置调度办公台、调度通信系统、空调系统、照明系统、门禁及安防系统等。

27、信息综合显示区：建设一套大屏显示系统，作为数字化矿山的展示平台，是矿井调度指挥中心的重要组成部分。可以实时显示与监控系统有关的各种信息，包括GIS电子地图、实时工业视频监控信号、各种管理信息系统数据、各种历史数据图像等多种信息。控制中心包括：综采工作面分控中心、主煤流运输分控中心、辅助运输分控中心、供配电分控中心、安全保障分控中心及生产辅控分控中心六个分控中心。（3）智能控制中心01020304050607综采工作面智能化采煤系统综采工作面智能化采煤系统配煤装车自动化系统配煤装车自动化系统掘进工作面自动化系统掘进工作面自动化系统主煤流运输智能控制系统主煤流运输智能控制系统井下主排水自动化系统井

28、下主排水自动化系统矿井供电监控系统矿井供电监控系统主通风机监控系统主通风机监控系统智能矿灯管理系统智能矿灯管理系统08综采工作面智能化采煤系统 智能化综采工作面应用“全无线可视化智能无人、少人开采”技术，实现“工作面有人巡视，无人操作；顺槽可视化控制，地面远程割煤”在地面控制中心设置综采工作面分控中心，面向采煤队，实现顺槽机尾现场控制中心的扩展，在地面实现远程集控。掘进工作面自动化系统 建立掘支运输三位一体高效快速掘进系统，把传统的掘进、运输、支护等分布实施的工序，通过新技术装备整合，实现掘锚平行作业，多臂同时支护，连续破碎运输，长压短抽通风和远程智能操控，实现真正意义的综合掘进自动化。主煤流

29、运输智能控制系统 主煤流运输智能控制系统在地面控制中心设置主煤流运输分控中心，以煤炭安全、生产流程工艺为基础，结合基于多传感器融合技术的胶带运输机载荷分布检测技术及装置、故障预诊断和应急控制技术；设计井下音频、视频、监测/监控系统“三位一体”的综合联动控制策略，实现基于煤流产量均衡策略、音视频联动控制、故障诊断与预警的主煤流运输智能控制系统，实现顺/逆煤流全自动顺序智能控制，实时监测带式输送机的工作参数，实现长距离主煤流运输无人值守，安全高效运行。（4）安全监测中心安全监测监控系统井下人员精确定位管理系统顶板与矿压监测系统井下火灾束管监测系统高清工业电视系统矿井水文监测系统粉尘监测与防治系统电

30、源管理系统矿井安防系统安全监控系统 国家煤矿安监局发布煤矿安全监控系统升级改造技术方案通知，煤安监函（2016）5号文件，文件共提出13条升级内容。井下人员精确定位管理系统 基于UWB技术的飞行时间测距法（TOF）和到达时间差法（TDOA）定位技术，定位精度可达0.3米，其功能十分强大：可实现人员、车辆、设备的定位管理，及多种基于定位的井下物联网应用。高清工业电视系统 采用MPEG-4或H.264视频、音频压缩标准，数据量小，存储时间长；高清视频传输、独立成网；以图像方式直观实时监控采掘面、皮带运输、主副井提升、选煤厂、工业广场等关键生产环节情况；可同时显示一个、四个、九个、十六个摄像机的图像

31、，画面格式可选，并可对其进行图像冻结、放大、缩小等操作；实现集团与矿之间联网，远程传输图形、图像、数据，在网络上共享各矿多媒体监控信息；.（5）生产运营管理中心 基于GIS 的“一张图”生产协同管理系统 智能决策支持系统 大型机电设备故障诊断系统 智能物流管运系统 移动互联煤矿安全生产综合管理信息系统 矿井数字化三维可视化系统 矿井信息化管理软件（ERP）多专业在线协同针对煤矿各专业的协同服务，地测、通风、机电、采矿等专业的在线协同办公。空间数据引擎数据结构稳定提供丰富应用行业规范库集成行业规范符号库提供二次开发接口二、三维一体化支持重大危险源实体化展示，二、三维动态数据集成可扩展性强支持Ma

32、pGIS、ArcGIS、AutoCAD全格式文件编辑基于GIS 的“一张图”生产协同管理系统智能决策支持系统矿井数字化三维可视化系统 4、智能煤矿建设中的新技术4.1 综采工作面智能化系统 加拿大从20世纪90年代初开始研究自动采矿技术，拟于2050年通过卫星通信技术操纵矿山的所有装备，实现自动智能采矿；澳大利亚于2001年开展了综采工作面自动和智能化技术的研究，设计开发了LASC系统；德国于2015年建设了一套远程控制自动化薄煤层综采系统，已接近“无人工作面”。基于陀螺仪导向定位的自动化采煤方法（LASC系统）的核心技术包括：采煤机的三维空间定位、自动工作面拉直、保持工作面平直、自动调高控制

33、、3D可视化为远程监控提供虚拟现实等。是目前是世界上最先进的综采工作面智能化系统。国内天地科技实现部分国产化。同时国内在动态透明工作面建模、无线传感技术，电缆拖等技术有所突破。4.2 煤矿井下机器人技术 煤矿灾害重、风险大、下井人员多、危险岗位多，研发应用煤矿机器人有利于减少井下作业人数、降低安全风险、提高生产效率、减轻矿工劳动强度，有利于解决煤矿招工难等问题，对推动煤炭开采技术革命、实现煤炭工业高质量发展、保障国家能源安全供应具有重要意义。2019年1月国家煤矿安监局发表煤矿机器人重点研发目录，明确了重点研发应用掘进、采煤、运输、安控和救援5类，38种煤矿机器人。智能化采煤工作面，巡检机器人

34、、选矸机器人等11种机器人已在煤矿井下现场应用。目前的技术瓶颈是轻质防爆材料、能源动力、智能传感等关键技术尚不成熟。巡检机器人选矸机器人4.3 人员、设备精确定位技术 UWB是一种无载波通讯技术，利用纳秒至微秒级非正弦波窄带脉冲传输数据。具有抗干扰能力强、传输速率高、带宽极宽、消耗电能小、发送功率小等特点，原用于军事领域。UWB定位技术是通过在井下布设基站，定位目标携带标识卡；标识卡发射超宽带信号，基站接收信息并通过网线或无线网传输到交换机与服务器，在服务器软件中运用TODA和AOA定位算法进行位置解算，实时显示全局标识卡位置。除用于井下人员管理外，还可用于车辆智能管理、井下红绿灯智能控制、井

35、下设备管理等领域。5、智能煤矿建设如何推进5.1 智能煤矿建设过程中的疑惑n 智能煤矿建设过程中的错误认知 煤矿智能化是现在煤矿行业最热门的话题，煤矿智能化对提高了矿山生产效率，保障矿山安全生产，减少生命和财产损失方面的作用无法替代。但就整体而言，我国矿山行业仍处于智能化建设的初级阶段。在智能化发展过程中，也出现了一些错误认识。（1）智能化等于自动化 部分矿企对智能化建设认识不够，加之成本投入因素的考虑，认为只实现生产自动化、辅助系统自动化监测，就实现了矿山智能化建设。自动化仅仅是智能化改造最具代表性的一步，智能矿山体系自下而上包括设备层、控制层、生产执行层、管理层和决策支持层等关键层次的智能

36、化建设，还要统一架构的矿山数据库、规范的数据接口、标准化的作业流程，以及智能系统的支撑。（2）智能化可以一步到位 煤矿智能化建设是一个逐步实现、持久完善的过程，要以企业现有基础为起点、以自身实际需求出发，不能一蹴而就。它涉及智能化建设的全面认识、专业化执行团队、系统性设计、匹配的智能系统、智能化管理和决策体系、长期的优化完善等方面。（3）高投入可以代替一切 矿山智能化过程是一个系统工程，需要全方面的投入和配置统筹。前期的系统性规划设计是基础保障。要根据矿山特点，通过多专业、多领域的技术融合，形成系统性的智能化建设规划。盲目的高投入只会适得其反，不但造成资源浪费，更阻碍了企业智能化发展道路。n

37、智能煤矿建设中的困惑（1）认识不够 煤矿领导对信息化都非常重视，但是不知道如何重视，如何推进。因此，普遍认识是等待观望。（2）需求不明 技术部门不了解矿山信息化，无法提供有效的需求信息，而信息部门不懂专业，仅厂家诱导需求和游说需求。（3）无从下手 智慧化矿山建设的目标是明确的，应用新技术，实现少人无人智能开采。但在实际推进中，下手困难，按照大目标推进，遥遥无期很难实现愿景；按照小目标推进，又觉得不是智能化矿山。5.2 智能煤矿建设过程中的认知体会5、系统管理与人员素质 智能化煤矿建设能否发挥应用的作用，关键在于后期管理模式的变革与人员素质的提高。煤矿智能化会带来煤矿管理模式的变革，必须对矿山的

38、管理流程进行再造。要推进制度创新，解决管理制度和系统应用脱节的问题，确保制度、流程和智能矿山建设相适应。与此同时，相配套对人才、技术力量的要求也将比现阶段要高得多，需要一批既懂煤矿又懂信息技术的复合型人才。要通过多种渠道，推进复合型人才培养。1、领导重视 智能煤矿建设就是“一把手工程”，提升一把手的认识和重视至关重要！为此，矿山信息部门要发挥沟通与桥梁的作用，主动对接技术部门和设备生产、方案集成厂商，了解矿山需求及对应解决方案，并及时向一把手汇报。必要时请一把手亲自带队出去考察相关煤矿成功案例，让领导有更直观的认识。2、总体规划 智能化建设最大的风险是规划风险，在建设中，要制定实用可行，方便操

39、作的总体规划。大型矿山集团要按照大目标统一推进，坚持“六统一”：统一规划、统一标准、统一设计、统一投资、统一建设、统一管理。中小型煤矿可根据国家政策、资金实力按照总体规划，分步实施方式推进比较稳妥。3、稳步推进 根据国家相关政策、矿山经济实力，按照前述我国智能煤矿的建设阶段，分步有序推进煤矿智能化建设。大型矿山集团应在已建设完矿井自动化子系统的基础上构建矿井“一张图”GIS平台；建立统一管控一体化平台；对实时动态数据进行融合处理；实现矿井一张图可视化展示。中小型矿井应完善矿井自动化子系统建设，实现地面对井下主要系统设备的远程控制，达到无人值守的水平，并集成到统一的工业组态软件平台。4、重复投资

40、 大多数矿井前期各类系统相对建设齐全，在推进智能化矿山建设时，迭代系统的利弊不能准确把握。其实，是面临如何进行对异构数据进行融合处理，搭建统一平台的问题。目前国内很多集成厂商都有比较成熟的处理方案可供选择。当然，对部分技术十分落后的子系统进行升级改造也是必须的，是技术进步的标志。实力雄厚的矿山遇到技术难题，可与有实力的科研院所、集成厂商联合进行课题研究，还可争取国家科研经费支持。当然投资新的煤机装备和系统也是必然。6、明创慧远集团解决方案6.1 明创慧远集团公司简介 明创慧远科技集团有限公司是一家集矿山安全和智能化产品研发、生产、销售、技术服务为一体的高新技术民营集团公司。公司专注矿山安全和智

41、能化，业务涵盖：矿山智能化升级改造，全矿井自动化、信息化，煤矿安全监控、精确定位、工业监视、广播通信，非煤矿环境监测、精确定位、调度通信、交通信号指挥、尾矿库监测，矿山远程智慧监管和煤矿瓦斯治理。集团下辖湖南三恒安全科技有限公司、贵州明创慧远技术有限公司二个子公司。公司是高新技术企业、AAA 级信用企业，拥有电子与智能化工程专业承包资质、安全技术防范行业资质、多项发明和实用新型专利、多项矿山行业计算机软件著作权证书。公司已经通过质量管理体系认证、职业安全与健康体系认证、信息技术服务管理体系认证，自主研发了多项矿山测控类、自动化、信息化核心产品，两项煤矿辅助系统智能化工程获得中国煤炭建设行业最高

42、奖项“太阳杯”。企业资质 国家高新技术企业、安全生产许可企业、电子与智能化专业承包二级，AAA级信誉企业、ISO9000体系认证知识产权 发明专利3项，实用新型专利1项；软件著作权14项主要客户6.2 明创慧远矿山智能化安全生产系统解决方案（1）方案简介 系统具备GIS系统的延展性，工业组态软件的便捷性，构建管理、控制一体化的安全生产管控平台。特点：实现集中管控与授权分控的灵活配置，达到多元数据的融合联动，具备智能 APP移动互联。功能：以集成化、数字化、智能化手段解决安全生产的综合问题，打造服务于企业、赋能于矿山的”智慧大脑“。（2）系统结构应用及平台矿山环境监测系统、矿山生产系统、矿山辅助

43、系统、双机备份、应用层网络层传感层人、车、设备等位置传感器手持终端气体、压力、风速等环境量传感器定位、安全监控、广播等融合平台联网及大数据应用平台基于位置信息的应用平台数字传感4G全网通手机4G车载终端广播终端设备卡巷道灯、红绿灯骨干环网交换机支线环网交换机本安型综合分站PLC控制箱摄像头 系统采用感知层、传输层和应用层三层结构，其中应用层又进一步划分为监控层、展示层。每个层级的功能服务明确、兼容多接口协议标准，各层之间是服务与被服务的关系，形成一个互联互通的扁平化信息系统、消除信息孤岛，实现信息共享、分工处理。（3）系统主要创新点建立标准体系架构 平台遵循的统一通信链路、协议和编码标准，协议

44、从通讯、数据交互、业务逻辑、程序模块、报文协议等角度引导设备接入物联网信息交换平台。复杂生产环境下的安全信息感知技术 矿山企业，条件及环境极其复杂，大量的甲烷和瓦斯、粉尘以及一氧化碳等有害气体的监测监控，采用了大量不同的感知技术。平台通过建立复杂生产环境下文件的安全信息感知技术，和感知数据可信性分析框架，设计数据可信性推理机制，有效提升信息感知的安全性。实时可靠接入与传输技术 深入研究面向矿山生产复杂环境的低时延接入技术，克服动态不确定环境的负面影响;针对广域覆盖、海量连接的典型智能化应用，使用高可靠、低时延、低功耗的传输新技术，确保物理系统与信息系统、异构信息系统内部的高效、可靠信息共享与交

45、互。建立面向中小矿山企业的工业互联网架构 传统中小矿山企业大都受限于资金、人力等限制，不能简单复制和模仿大型企业信息化建设的模型。因此，平台专门适合中小企业的工业互联网平台，可以快速、灵活、便捷的根据实际情况灵活应用，实现中小矿山企业的生产革新。结构数据：结构数据：设备、配件、材料、人员设备、配件、材料、人员 供应商、客户、账套等供应商、客户、账套等非结构数据：非结构数据：视频、行为、声音等视频、行为、声音等采采集集处处理理编编码码存存储储应应用用数据交换格式文档交换格式安全技术共享数据集信息分类编码软件接口基础数据元接口（4）煤矿监控及自动化平台 煤矿监控及自动化平台是中小煤矿实现安全、生产

46、各环节参数的自动接入与汇总处理，并能实现调控的平台。它将实时监测状态与分析相结合，可通过多种方式对接入数据进行查看，通过对各个子系统的数据融合，达到对井下工作面安全状况的评估，可以对生产设备运行状态进行掌握，同时实现对关联系统的控制，按专业面向使用部门实现远程集中控制，实现“智能调度、集中监控”。可集成井下排水系统，通风系统，瓦斯抽采系统，压风系统，运输系统，供配电系统，工业视频监控系统，信息导引及发布系统等辅助生产子系统；井下环境监测系统；人员位置管理系统等安全子系统。同时为作业面生产系统智能监控预留接口。（5）辅助生产子系统的功能 中央水泵房排水系统：可根据水仓水位、水位上升速度、用电负荷

47、、电网峰谷电价差、水泵特性等条件自动控制水泵启停，实现中央水泵房的自动化排水，无人值守。主要皮带运输系：可实现皮带、给煤机等设备的远程集中控制，并具有各转载点视频监视功能、皮带机沿线通讯功能以及皮带机运行工况的动态监测功能。实现有人巡视，无人值守。主通风系统：实现主通风机设备状态远程在线监测，以及报警、信息显示等功能，实现远程开停控制，无人值守。供配电子系统：实现变电所视频远程遥视、遥控断电/上电、遥测、遥信、遥调等五遥功能，从而实现供配电所无人值守。瓦斯抽采系统：对管道参数、环境参数、供水参数、供电参数、供气参数等进行实时监测和计量，并根据以上参数对抽放泵、加压泵、水泵、冷却塔和管道阀门等设备进行自动控制，实现瓦斯泵站的无人值守。谢谢！THANKS YOUR!