前 言
按照集团公司关于**矿井建设示范项目的安排，为了解和掌握煤矿智能化建设现状，新技术、新工艺、新装备应用情况，公司积极组织了大量的沟通调研，结合调研掌握情况和国家能源局《煤矿智能化建设指导意见》和项目建设需要，组织工程技术人员编制《煤矿智能化建设规划方案》，为下一步建设一流示范性项目奠定基础。
目前，煤炭开采逐步向西部发展，**地区许多重点煤运通道和现代化矿井正在建设或规划建设。建设新型智能化矿井成为煤炭企业提高矿井安全保障程度、实现高产高效、增加企业核心竞争力的必然途径，更是科技兴矿的重要发展方向。 **年**月**日***发展改革委、应急管理厅、安全监察局等8个部门制定了《煤矿智能化建设实施方案》，推动智能化技术与煤炭产业融合发展。明确到2022年底，力争建成15个以上智能化示范煤矿；到2023年底，全区煤矿智能化开采煤炭产量达到70%以上；
煤矿智能化是将物联网、云计算、大数据、人工智能、自动控制、移动互联网技术，机器人、智能化装备等与现代煤矿开发技术深度融合，形成矿井全面感知、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、经营管理等全过程智能化运行的体系。
通过本项目的实施，可形成一套全国首创智能矿山建设标准，包括设计、方案、运行和管理，以及可在西部井工矿开采中试验示范。项目实施后，这些成果可在集团内部复制和推广，提升集团的竞争力。进而，通过不断整改完善，建设成熟可靠的智能矿山整体解决方案，逐步推广应用到国内其他煤矿，带动我国煤矿整体智能化、少人化科技管理水平的提升。
目录
1 项目概况
1.1企业基本概况
1.2项目基本情况
2 总体规划
2.1建设原则
2.2建设目标
2.3建设思路
2.4技术路径
2.5参考标准及文件
3 智能矿山整体架构
4 智能系统建设主要内容
4.1信息基础设施建设
4.1.1智能一体化管控平台
4.1.2 通信网络建设
4.1.3数据中心建设
4.1.4智能调度控制中心
4.2地质保障系统
4.2.1勘探技术与装备
4.2.2地质模型构建与应用
4.3智能掘进系统
4.3.1智能掘进设备
4.3.2系统集控中心
4.3.3掘进运输设备智能化系统
4.3.4掘进面视频监控
4.3.5掘进面网络通讯
4.4综采智能化系统
4.4.1采煤机智能化系统基本要求
4.4.2采煤机智能化截割系统
4.4.3液压支架智能化系统
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4.4.4工作面煤流运输智能化
4.4.5智能化供液系统
4.4.6工作面集控系统
4.4.7工作面人员监控系统
4.4.8工作面网络通讯
4.4.9工作面视频监控
4.5煤流运输智能化系统
4.6辅助运输智能化系统
4.6.1辅助运输系统
4.7智能通风系统
4.7.1主通风机监控系统
4.7.2局部通风机监控系统
4.7.3通风网络仿真系统
4.7.4智能测风系统
4.7.5智能风门系统
4.7.6智能风窗系统
4.7.7智能分析决策软件
4.8智能供电系统
4.9智能排水系统
4.10安全监控系统
4.10.1矿井监测监控系统
4.10.2顶板压力在线监测系统
4.10.3矿井火灾束管监测系统
4.10.4矿井水文监测系统
4.10.5矿井粉尘监测系统
5智能化园区与经营管理系统
5.1智能化园区
5.2生产经营管理系统
6智能化选煤厂
6.1智能化选煤厂建设的内容及要求
7定制化场景应用
7.1智能钻场监控系统
7.2单兵装备-智能矿灯
7.3滴滴打车系统
7.4副斜井智能交通系统
7.5物联网+智能仓储快递服务系统
8 关键技术课题研究
8.1智能化采煤工作面关键技术与装备研究
8.2智能化快速掘进关键技术研究及应用
8.3基于无人驾驶技术的无轨胶轮车运输智能管控系统研究
8.4矿井安全风险智能监测与灾害自动预警
8.5矿用辅助工种机器人研发与应用
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（一）项目概况。**位于**矿区，井田面积**平方公里，资源量**亿吨，规划规模**万吨/年。矿井按照一井两面模式建设，产能规模**万吨/年；
（二）建设条件。周边运输条件便利，矿井工业广场距**公里，省道**在矿井工业场西侧南北通过。电源、水源、通信等设施较为完善，项目建设外部条件成熟。
（三）地层构造。矿区地处**，含煤地层为侏罗纪中统西山窑组，煤层倾角大部分***°，井田构造复杂程度为一类简单构造类型。区内可采煤层*层，厚度从*米到*米不等，初期主采煤层*煤可采厚度****米，平均***米。煤种以特低—低灰、特低硫、低磷的不粘煤为主。
（四）水文地质。区内属大陆干旱荒漠气候，无常年性地表水流，气候干燥少雨。矿床充水主要来源为裂隙孔隙水及大气降水，水文地质条件简单，水文地质勘探类型为二类一型。预测首采区正常涌水量**立方米/天，最大涌水量**立方米/天。
（五）自然灾害。井田地温正常，无火烧区，未发现岩浆岩、陷落柱、剥蚀带（区）；顶底板以软弱岩石为主，半坚硬岩石次之，工程地质勘探类型为中等复杂。矿井为低瓦斯，煤尘具有爆炸性，煤层易自燃。煤层埋深均浅于400米，不具有冲击倾向性。
（一）科技创新驱动，成熟技术支撑。当前煤炭领域智能化发展尚处于起步阶段，存在技术标准规范缺失、技术装备保障不足等问题，煤矿智能化建设需要依托成熟的工艺、技术、装备来确保矿井安全可靠常态化运行；同时，亟需通过科技创新项目加快技术与装备短板的攻关和标准体系建设推动煤矿智能化的发展，提高煤矿的智能化技术保障能力。
（二）系统规划，科学实施。新建煤矿应先行开展煤矿智能化顶层设计，遵循打通信息壁垒、消除信息孤岛、避免重复建设的思路，明确智能化建设总体架构、技术路径、主要任务和目标；与煤矿各大系统相匹配，制定科学的智能化建设方案，分步分阶段开展智能化煤矿建设。
（三）培育典型，复制推广。将先期进行示范应用的典型经验、建设模式、技术装备等进行复制推广，以点带面，发挥智能化示范煤矿的带动作用。
（四）以人为本，增安提效。坚持把煤矿减人、增安、提效作为智能化建设的根本目标，通过高标准、高起点的智能化建设，实现煤矿安全、质量、效率与效益的提升。
以《指导意见》等国家政策和《建设指南》要求为指导，结合集团智能化煤矿建设安排，推进人工智能、大数据、物联网等新技术和当前智能化煤矿先进开采技术、工艺、装备深度融合，打通数据孤岛、业务孤岛，打造开放、智能、易用、安全、持续创新的智能管控平台；构建基于工业互联网架构的高速网络通道，分级建设多个数据服务中心，构建煤矿数据治理体系，进而重塑再造煤矿生产安全管理模式、运行模式，建成安全、高效运行、实时决策、持续创新的新一代智慧煤矿。
坚持总体规划，分步实施，以满足现行需求为基础，依托当前煤矿智能化建设成熟的工艺、技术、装备，按照高起点、高标准、高水平进行智能化煤矿建设，确保矿井安全可靠常态化运行，同时满足迭代升级可扩展性；同时，针对智能化煤矿应用过程中存在的卡脖子问题，通过煤炭科研机构、高校、装备制造企业组织实施科技创新项目加快技术与装备短板的攻关和标准体系建设，开展科技项目攻关，推动示范项目建设。
初步考虑建设内容有： 一是 构建数据高速传输和连接通道，考虑应用4G、5G、 F 5G、 WiFi6等技术，建设信息传输基础设施。 二是 打造综合智能管控平台，遵循 打通信息壁垒、消除信息孤岛、避免重复建设的思路，依托云服务技术，融合煤矿监测监控子系统数据，打破数据孤岛，实现数据共享，建成煤矿数字化转型坚实的数字底座。 三是 形成统一的数据采集、传输、存储、访问协议标准，建设集团级、煤业级、矿三级数据服务中心。四是全方位应用人工智能。将 AI技术引入人员行为识别、设备状态判断、作业环境分析，以及车辆无人驾驶、皮带智能运输和智能采煤、智能掘进等领域，减少作业人员，降低劳动强度，实现机器为主、人工为辅的自动化、智能化管理模式。 五是 围绕 安全、高效重构煤矿业务体系。 在防控偶发性安全风险方面： 运用视频感知技术和设备实时监控，分析识别人员、设备的行为状态，主动智能预警控制，将隐患扼杀在萌芽状态； 在防控系统性灾害方面： 打通数据壁垒，综合分析地表扰动、矿压监测、水文地质、作业环境等数据，创新完善煤矿顶板、水、火、瓦斯、煤尘等重大灾害智能分析预警功能，实现超前精准控制； 在生产管理方面： 以采煤、掘进为核心，构建运行管控图，优化组织流程，应用创新技术，构建智能、高效运行控制体系，提升指挥调度水平，提高资源利用效率。
按照 基础系统全兼容 （例如：煤矿采掘机运通以及安全监控六大系统、音视频等系统数据有效融合）、 业务系统全关联 （例如：割煤量大瓦斯超限报警关联供电系统断电，同时关联广播系统撤人实现智能规划避灾路线等）、 装备系统高可靠 （智能感知系统，导航系统等）、 数据应用多场景 （综合管控平台应用模块开发等） 的思路。 基建阶段 逐步完成网络、信息化基础设施等建设； 基建后期到投产期内 ，按照矿建工程进度各系统完成先后顺序，逐步完成掘进、通风、辅助运输、主煤流运输、供电与供排水、采煤、安全监控等各个智能化系统建设； 投产后 ，逐步建设智能化综合管控平台，充分挖掘数据潜在价值，实现各系统感知数据有效融合、各部门业务智能联动、设备故障智能诊断、经营决策优化等内容。
（一）建设内容：
智能综合管控平台实现多部门、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。
（二）建设要求：
智能管控平台通过基于统一的信息化标准体系，在不同的层面上对各子系统综合集成、纵向贯通、横向关联、融合创新，实现矿井生产管理与调度、生产过程控制管理、矿井安全监测监控和日常经营管理等各类信息的集成融合、做到用数据管理、用数据决策、用数据服务，最终实现智能协同联动与动态扩展。同时可基于调度大屏、PC端和智能终端实现各类应用展示和移动互联应用服务。
1. 建立统一的系统接口标准，基于统一 I/O 采集服务设计与实现，自主适配标准工控设备、非标准设备系统、VOIP 语音设备系统和流媒体视频监控等设备系统，具有冗余采集和容错机制。
2. 具有集控中心，对采、掘、机、 运、通等主要生产环节、井下环境安全、人员位置等安全生产实时信息进行综合集成、联动控制与可视化展示。
3. 对生产执行、经营管理、分析决策等矿井信息化系统进行综合集成与可视化展示。
4. 根据业务需求自动构建分析预测模型，实现模型库管理。
5. 根据监测与分析计算结果，实现预警报警、指挥调度与协同控制。
6. 具备专业数据采集软件、数据库软件、操作系统软件、虚拟化软件、网络管理软件、防病毒软件等。
7. 有基于虚拟化技术的应用平台，应用软件在虚拟化平台中各自独立部署运行，可以通过应用平台进行互联互通，具备流程协同、消息推送等功能。
8. 具有工业物联网平台，能够对数据进行实时处理、分析/可视化功能。
9. 有基于云计算的决策支持承载平台，平台包含模型库和算法库，超过60%的决策支持类应用在决策支持承载平台中开发、部署和运行。
10. 具有人员位置精准定位系统，系统支持多系统联动功能，能够与安全监控、应急广播等实现联动。
（一）建设内容：
建设内容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等；逐步开展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。
（二）建设要求：
满足数据，文件、音视频等结构、半结构、非结构性数据实时传输要求，矿井服务器能够满足井上下协同作业要求，重要的数据与应用类服务器应采用冗余配置；主要规划构建有线网络+无线网络的矿山工业物联网。将多种无线技术按照不同的生产业务场景进行有效的融合，4G无线通信网络实现矿井全覆盖；充分利用eLTE 集群通讯和5G、WiFi6大带宽、低时延、高并发的优势，承载煤矿井下语音通讯， 高清视频监控，物联网，远程自动化控制等智能场景化应用对网络的需求。
1.有线主干网络采用 10000Mbps 及以上通信网络，采用冗余环形结构。
2.核心设备采用三层交换机，具备路由、冗余功能。
3.矿井地面环网与井下环网分别布设，具备自诊断功能，网络自愈时间小于50ms。
4. 支持单模、多模光纤，超五类双绞线等多种传输介质。
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仪，对测点气体进行连续分析，实时检测各测点的气体组分浓度，自动生成检测报表，并将数据传至监控中心。
矿井水文监测预警系统最终实现数据采集自动化，设备开停自动化、故障检测自动化，异常报警自动化，真正做到井下监控设备的无人值守，实现系统的自动化运行和远程控制。
1.具有针对主要含水层的井上下水文智能动态观测系统，进行动态观测和水害的预测预警分析。
2.具有水害智能仿真系统，并与矿井监测监控系统连接，实现水害的实时监测仿真，及避灾路线的智能规划。
3.水害监测系统与排水系统进行智能联动。
4.通过（流量、水压、水位、水温、水质、孔隙水报警仪等）各种类型的监测仪实现在线监测，通过分站，经以太网将数据传输至地面监控中心。系统对所有检测数据进行处理超过预警值自动报警，管控平台弹出报警信息，并显示报警地点。
采煤工作面、掘进工作面具备粉尘浓度自动监测装置，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；矿井粉尘易超限区域设有智能喷雾装置，具有基于煤尘监测数 据的智能降尘功能，且实现远程集中控制。实现井下大巷风流净化系统、转载点除尘系统、采掘设备除尘系统智能动作。
1.主副井、大巷全断面水幕、地喷等装置实现遇人、车辆智能识别、自动开启喷雾，具有洒水延时功能（0-999S）任意设置，有效避免淋湿过往人员。
2.煤流转载点安装自动喷雾降尘设施，净化风流，改善工作环境。
3.采煤机、支架、掘进机具有机载喷雾系统。
4.粉尘监测技术利用粉尘浓度传感器及粉尘采样器进行粉尘监控。
5.转载点自动喷雾降尘装置，通过触点传感器感知、设备控制系统自动开启喷雾降尘，当设备停止运转时，喷雾自动关闭，达到既节约用水又不引起煤尘飞扬的目的。
6.采掘工作面机载喷雾利用工作面清水泵和电控系统实现截割喷雾除尘、拉移支架自动喷雾降尘等功能。
（一）建设内容：
1.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。
2.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。
3. 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，提供高可靠的云服务， 部署数字平台和应用系统。
4. 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。
（二）建设要求：
1.在矿井地面建设智能指挥中心， 集成智能化指挥、调度、管控、 办公、培训、展示等功能，实现 对井上下各系统的统一协调管 控。
2. 建有智能安防、智能车辆管理、 智能门禁闸机管理、智能洗浴管理、智能信息发布及个人移动终 端管理系统，实现工业设施保障 系统的智能决策和数据共享。
3.建有智能仓储系统，具有智能立 体库房、无人配送机器人等。
（一）建设内容：
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；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；利用移动应用、条码技术，提高业务效率， 降低人工成本，实现矿山管理的智能化。
（二）建设要求：
1.大专（含）以上学历专业技术人 员占员工总数的比率大于 60％。
2.专业应用软件技能普及率大于 80％。
3.具有标准作业流程管理信息化 功能，并实现班组中每个岗位标 准作业流程的精确推送。
4.建设有生产计划及调度管理、生 产技术管理、机电设备管理等系 统。
5.生产计划及调度管理系统应具 有生产计划及日常调度管理功 能，可根据企业 ERP 数据实现 生产计划排产。
6.机电设备管理系统应具有健康 状况的远程在线诊断功能，应具 有定期自动运维管理及配件库 存识别功能。
7. 生产技术管理系统应具有规程 措施编制、技术资料、专业图纸 设计、采掘生产衔接跟踪、工程 进度跟踪、生产与技术指标、经 营指标等无纸化管理功能。
8.矿井经营管理系统应包括办公 自动化管理、企业 ERP 等系统， 各系统之间应能交互数据
9. 企业 ERP 应包括财务管理、成 本管理、合同管理、运销管理、物资供应管理、仓储管理等系 统，且应提供规范化数据接口。
10.设置有煤矿智能化专职岗位、专 业管理、运维团队。
1. 智能化网络平台建设：网路带宽应能满足大数据传输的需求， 主干网传输速率不应低于 1000Mbps，应 通过硬件防火墙接入矿井工业网络、办 公网(互联网)；跨配电室、建筑物时应采用光缆传输；工 业 有 线 网 络 在 组 网 时 应 符 合 MT/T1131 的相关规定；采用现场总线组 网时，应符合 MT/T1130 的相关规定。
2.云平台建设:具有包含各种数据算法、基础服务、系 统管理等内容的云平台。
3.数据中心 : 设备的运行信息可通过集控系统显示、 现场各类传感器在线采集以及人工巡检 获取; 生产系统信息、原煤和产品的煤质信息 及生产系统仪器仪表信息应能从生产系 统和工艺环节获得; 消耗信息实现在线计量; 原煤和精煤产品的灰分应能从生产系统 和工艺环节通过在线分析仪直接获取， 全程无需人工检测及录入数据。暂时还 不能直接采集的离线化验数据（如粘结 指数、胶质层指数、有害元素等）及工 艺研究的实验数据（如筛分浮沉曲线、 可选性曲线等）应录入选煤数据中心; 设备的日常维护数据、大中修记录、设 备润滑记录、故障记录及处理方式应录 入选煤数据中心; 数据中心应有统一对外接口，所有数据 统一数据标准格式。应建立与矿井其他 专业系统的数据通讯接口，实现数据共 享; 在线数据和离线数据在数据库中分别储 存，在调用的时候，二者的时间维度应 同步，在线生产工艺数据应设置实时数 据库和历史数据库; 工艺数据、化验结果等结构化数据应保 留 10 年以上，关键岗点视频、图像等数 据应保留 3 个月以上，其它岗点视频、 图像等数据应保留不少于 30 天.
4.专家知识库 : 建立以各种选煤算法、曲线绘制方法、 分析与评价方法、机电管理、生产管理 与过程控制的专家经验等为主的专家知识库.
5.交互平台建设 : 能够分别在看板、PC 端、移动端实现数 据展示、交互.
6.设备及仪表监测与保护 : 关键设备及仪表检测与保护建设应实现 电机
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接的了解各种设备的性能，创新员工培训方式，提高员工业务技能。
（一）建设内容：
通过标准化作业流程、网络化作业过程、智能化有效监督全面规范钻孔作业管理，解决钻孔作业过程中作业不规范、监管不透明、依靠大量人员人为主观判断等管理难题，确保钻孔工程质量。钻场管理系统、水害伤真系统与监测监系统实现联动功能。
（二）建设要求：
1.实现钻孔作业过程中设计计划、作业、验收、分析全过程的信息化管理。
2.钻机均安装打钻视频监控系统，采用人工智能技术实时识别钻孔作业视频，准确判断钻孔深度，实现钻孔施工在线监测，实时监督。
3.实现移动端应用，管理人员可随时随地通过手机访问系统，实时掌握钻孔作业情况。
4.结合钻孔轨迹仪，实现精准的钻孔方位测量，准确定位钻孔位置，通过三维GIS方式展示成孔轨迹与设计要求的偏差分析。
5.采用云边端一体技术架构，云端完成模型训练，模型下发边端，提高识别准确度。（精英数智科技股份有限公司）
1.智能矿灯灯头前端具有镜头、感光、WIFI和RS485接收装置，灯头能够拍摄清晰的画质，并能够实现气体数据和
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