煤矿智能化技术体系建设和煤炭产业数字化转型及高质量发展12x100难题解析

煤矿智能化技术体系建设和煤炭产业数字化转型及高质量发展12x100

难题解析01煤矿智能化技术体系建设取得显著进展02推进煤炭产业数字化绿色化转型的路径03

煤矿智能化高质量发展12X100难题解析目

录2煤矿智能化技术体系建设取得显著进展煤矿智能化技术体系建设取得显著进展2020年2月八部委印发“关于加快煤矿智能化发展的指导意见”以来，全煤矿智能化建设进入快速推进阶段。全国首批70处智能化煤矿建设示范取得显著成效，目前已有60

座通过现场验收，其中井工55座，露天5座，达到中级智能化煤矿水平，为

全国煤矿智能化建设提供可复制的经验和样板。1夏

2020年

2020年

2020年

2021年

2021年2021年20222月

1

月

9月

5月

6月

7月

年关于支持鼓励开展煤矿智能化技术装备研发

应用的通知王勇出席全国煤矿智

能化建设现场推进会

加快推进政策实施智能化煤矿验收管理办法(试行)关于加快煤矿智能化发

展的指导意见关于开展首批智能化

示范煤矿建设的通知煤矿智能化建设指南

建设示范阶段参数信息构成信息时空信息事件信息功能信息关系信息煤流生产数据流环境安全数据流围岩安全数据流水资源管控数据能耗管控数据流设

备

管

理数

据

流自适应协议转换数字李生信息“实体”库物

理

实

体：采煤机液压支架信意证理取

矿

压

特

征环境特征感

器事

件

实

体：采

高

控

制顶板来压瓦斯超限

时序数据库设备故障功

能

实

体：空间位置围岩耦合预测推理■建立了智能化煤矿基础数据标准架构，形成支持安全、生产、管理各子系统逻辑关联的煤矿统一表达数字模型

行为构建了面向煤矿生产与安全管控业务数据治理体系■

形成了“需求分解-分级抽取-关联分析”多源异构数据处理方法K配智能匹配模型与推大略数

据

接口分析信息实体映射物理空物理建镜数字煤矿智慧

动能逻储

逻辑模型

事件逐健匹

配推

送一

煤矿智能化技术体系建设取得显著进展煤矿智能化基础研究和理念迭代创新人机物一环境互联与融合

多种类、多层次、多程式、多势征信息实体数据融合综合管控调度管理数据流Aprion算法关联分析媒发流

选三人员首整

腥热

器

数据为管整通风安全监解水信息空间信息“实体”构建设备健

管速对象化数据虚实时空统一开谋行影

响运·700MHz

电磁波安全阈值不低于43.3W;·

阈功率评价指标存在不合理性；·

多天线通信系统的多源叠加评价方法需针对性分析。◆井下5G

电磁波防爆功率安全阈值研究取得突破聚焦5G

通信有效覆盖范围和安全使用之间的平衡，成果总结如下：煤矿智能化基础研究和理念迭代创新一

煤矿智能化技术体系建设取得显著进展等离子体放电与电磁波传输仿真模型

射频防爆试验装置与电磁能火花

理论安全阈值与试验安全阈值●构建了煤矿智能化标准体系，煤矿智能化术语定义、体系架构、建设标准、评价标准、数据标准及各类关键系统标准立项。本着“急用先行，创新驱动”原则，在团标、NB

及MT

行标

立项近百项，支撑了煤矿智能化建设。煤矿智能化标准体系建设快速发展数据

大数据

边云

煤矿工标准

平台

协同

业软件安全

能

化通用

技

术一

煤矿智能化技术体系建设取得显著进展爆系统04智能化系统与装备(露天)铺助作业

智能化装备地理信息系统设计标准保障系统03智能化系统与装备(井工)

运输系统煤矿信

息安全评价与评估02信息

基础设施01基础通用自动化解能过

程控制智能

储装运■现行标

准

在编标准

■待编标准生产经营管理基础矿井信

息网络基础共性05智能洗选系统与装备06智慧园区与

运维管理工艺智解生产系统电族

监控系统状态分布智能安全

监控系统运行维护管理设备状态保持进系统建设以“运营一大脑、矿山一张网，数据一片云，资源一视图”和1+N

应用系统为核心的智能化煤矿巨系统，形成覆盖生产、生活各个环节的安全、智能、高效、绿色煤矿综合生态圈。一平台

智能化管控一张网

5G

融合通信网络一片云

企业云大数据一视图

4D-GIS一煤矿智能化技术体系建设取得显著进展不断完善煤矿智能化顶层设计与架构

R

集大数中心地浙保埋险制中心觉InE

的

O

系施5G

融合一—

煤矿智能化技术体系建设取得显著进展不断完善煤矿智能化顶层设计与架构

煤矿智能化建设技术路径更加清晰◆

建

设

目

标

：智能化生产决策控制+井下智能装备(机器人)作业◆

智能应用：构建融合一张网，建设统一数据平台，实现融合管控与智能决策◆智能装备：应用先进工艺和智能装备，统一协议，实现设备自动控制，远程干预管控平台大数据平台解决全矿井数据融合、存储、处

理、分析难题统一标准统

一

平台采掘生产

智能辅助解决生产环境动态变化情况下开采智能决策难题鑫智慧园区智能融合支撑数据协同策略统一

协

议信息基础设施智能地质保障系统智能掘进系统

智能开采系统智能主煤流输系统智能辅助运输系统煤矿智能化技术体系建设取得显著进展不断完善煤矿智能化顶层设计与架构

煤矿智能化建设内容更加明确落地智能通风与压风系统智能供电与供排水系统智能安全监控系统智能洗选系统智慧园区与经营管理系统一

煤矿智能化技术体系建设取得显著进展不断完善煤矿智能化顶层设计与架构

煤矿智能化建设内容更加明确落地煤矿总体基础平台

井下采掘运系统摩信息基础设施智能地质保障系统智能掘进系统智能开采系统智能主煤流输系统智能辅助运输系统下

煤矿辅助保障系统智能通风与压风系统

智能供电与供排水系统智能安全监控系统智能洗选系统智慧园区与经营管理系统一

煤矿智能化技术体系建设取得显著进展煤矿智能化系统快速迭代开发

◆

智能化综合管控平台优胜劣汰，推广应用◆形成了智能化综合管控平台建设的统一架构与建设模式，实现数据协同与系统联动控制；◆

以“BIM+GIS

平台”作为图形化统一展示引擎支撑，以煤炭工业大数据平台作为统一数字底

座，构建具有生产监控、流程管理、组态化建模功能的煤矿工业互联网平台。综合大屏调度

生产信息可视化

安全风险可视化

系统运维可视化

综合分析决策地质保障平台地质数据管理

地质建模与更新

空间分析与灾害预警

一张图地图服务大数据平台

实

时

数

据

接

入数据模型构建数据主题域划分

决策指标体系平台接入个组态接入系统接入采掘集控

生产辅助集控

灾害综合防治

矿并水资源管理

园区综合管控安全综合防控安全风险预控风险隐患排查安全作业管理生产协同情控生产系统监控生产计划管理班组管理机电运维管理系统运维监测设备管理故陶诊断管理专业业务管理一通三防管理地测管理防治水管理综合管控平台洗选供应引摩洗选生产管理洗选质量管理智能装车管理地质信息算法数据资产管理生产接续算法数据报表HDFS元数据库(数据原样保存)否大数据数庭地取算

法禁板瓦斯设备数据环填数据定位数据人员数据

模

数

西

候

数

猛结构化数据

非结构化数据基

于云平台的大数据分析能力，对海量数据进行融合分析，构建煤矿大数据仓库。基于微服务架构和人工智能算法构建智能数据引擎，实

现业务逻辑快速组态化构建

和智能决策。形成实时反映煤矿运行状态

的煤矿领导驾驶舱。

煤矿智能化技术体系建设取得显著进展煤矿智能化系统快速迭代开发

◆大数据平台和数据应用脱虚向实辅助运输通讯体系

精准定位

视频监控

语音调度

调度通讯移动通讯安全管控微震监测

水文监测

矿压监测地质监测

一通三坊紧急声险故滞诊断算法运力调配算法

危险辨识算法物资需求预测

并下机器人数据集市

人员数据

设备数据

环墙数据

运营数据

安全数据

GIS数据地理信息引摩

地理信息数据

地理信息模型

矿井布局设计辅助运输引摩

车辆管理数据全媒流数据

物资需求管理综合调度引摩生产调度管理

应急调度管理

安全环境数据生产数据引摩

采据计划数据

工作面撞续设备运行数据计算资源池存储资源池网络资源池

工

具机电管理

通

风

排

水

供电

皮带

压风云

数

据中心云诵维督理口生产作业

采煤作业据进作业调度数据报表数据财务数据统一管控开故架构□井上调度运营数据人工智能数据分析数据共享能化生实

数服时据务数

引模型库建理检●已形成“云-边-端”三级网络架构，

满足算力分配、系统协同和敏捷

响应的网络需求；●开展了井下5G专网建设、5G基站

覆盖范围、传输速度等试验，确定符合煤矿的时隙比为1:3,

最

大上行速率可达1100

Mbps以上；●完成了综采面高清视频5G传输、掘进机5G远程操控和井下硐室无人巡检等应用场景的研发应用。一

煤矿智能化技术体系建设取得显著进展煤矿智能化系统快速迭代开发

◆5G+一张网建设落地5GSA

CORE生选鸿安奶监控网5G基站安全生产网金出28专线UPF省千

OTNMECDinternet办公基站d5

G6煤矿智能化技术体系建设取得显著进展煤矿智能化系统快速迭代开发

◆地质保障系统开发不断丰富◆将激光测距仪与智能综掘、智能回采技术深度结合，实现分钟级别的测量数据更新；◆形成“静态模型构建—动态数据更新—GIS

基础服务”技术体系；◆可为煤矿各类业务如通风、水文、运输等提供一体化的共享图形底座。采煤推进数据掘进推进数据三维模型实时更新测量数据实时更新激光点云扫描数据一

煤矿智能化技术体系建设取得显著进展煤矿智能化系统快速迭代开发◆井下视频AI深度融合，“干眼智控”潜力初现●构建了全矿井视频智能Al调度平台，拓展融合基于视觉的智能感知技术，实现了矿井复杂场景下异常安全隐患检测与识别，皮带煤量、异物、堆煤及跑偏识别与分析，采煤工作面安全电子围栏及截割干涉识别，钻探工艺过程自动识别与记录等。煤矿智能化技术体系建设取得显著进展煤矿智能化系统快速迭代开发

◆智能采掘技术装备与智能制造快速发展智能采煤技术方面，攻克工作面精准推移控制，超前联动控制，视频Al识别，基于地理信息规划截割等核心技术，实现“从无到有”,“从单机到群组”、"从跟机操作到远程集控”、“从流程自动化到感知决策”的跃进式发展。透明智能规划开采基于环境感知、精准地

位、分析决策的单机设备机器人化群组设备协同开采数字孪生工作面透明化泛在感知协同控制实现设备姿态全方位感

知与融合分析实现工作面直线度检测基于感知结果规划调控工艺流程自动化实现自动跟机移架、自动割三角煤，采煤机记

忆截割，工艺流程编排单机控制突破电液控制技术，实现单机遥控与自动化

煤矿智能化技术体系建设取得显著进展◆创新数智开采成套技术与应用，打造无人化智能开采新样板黄陵一矿627工作面应用中煤科工天玛智控研发的智能开采控制系统和全国产成套装备，实现工作面1人巡视，采煤机自主规划截割，地面2人远程辅助控制的常态化生产。榆家梁煤矿43207工作面，应用天玛智控研发的智能开采控制系统，通过地面智能管控平台及面向人机交互需求的操控岛，实现“后端分析决策，前端交互操控”的工作面无人化采煤模式，生产作

业期间无人进入工作面中部区域，下井人员由生产作业岗变为固定点监控岗。主要创新点：一网到底网络型电控系统基于动态地质模型及多信息融合的采煤机自主规划割煤云台摄像机视频自动跟机地面远控平台实现了对综采工作面生产工艺决策、设备

集中监控一

煤矿智能化技术体系建设取得显著进展口薄煤层工作面无人化智能化开采、中厚煤层超长工作面智能化开采工作面年产干万吨、超大采高智能化综采综放不断突破极限，建成一批超级智能化煤矿。信息感知“数字化”数据模型“多元化”

管

控平台“一体化”

系

统设备“可靠化”

工艺流程“精细化”灾害防治精准化”智能运行“常态化”

管理运维标准化”

开发利用“绿色化”

生产供给“柔性化”智慧生活智能生产绿色矿区◆创新数智开采成套技术与应用，打造无人化智能开采新样板黄陵一矿627工作面应用中煤科工天玛智控研发的智能开采控制系统和全国产成套装备，实现工作面1人巡视，采煤机自主规划截割，地面2人远程辅助控制的常态化生产。榆家梁煤矿43207工作面，应用天玛智控研发的智能开采控制系统，通过地面智能管控平台及面向人机交互需求的操控岛，实现“后端分析决策，前端交互操控”的工作面无人化采煤模式，生产作

业期间无人进入工作面中部区域，下井人员由生产作业岗变为固定点监控岗。主要创新点：一网到底网络型电控系统基于动态地质模型及多信息融合的采煤机自主规划割煤云台摄像机视频自动跟机地面远控平台实现了对综采工作面生产工艺决策、设备

集中监控煤矿智能化技术体系建设取得显著进展一

煤矿智能化技术体系建设取得显著进展口薄煤层工作面无人化智能化开采、中厚煤层超长工作面智能化开采工作面年产干万吨、超大采高智能化综采综放不断突破极限，建成一批超级智能化煤矿。信息感知“数字化”数据模型“多元化”管控平台“一体化”系统设备“可靠化”工艺流程“精细化”灾害防治“精准化”智能运行“常态化”管理运维“标准化”开发利用“绿色化”生产供给“柔性化”绿色矿区智慧生活智能生产煤矿智能化技术体系建设取得显著进展煤矿智能化系统快速迭代开发

◆智能快速掘进技术及装备取得突破智能快速掘进技术方面，通过改进掘进工艺模式，攻克快速支护、连续掘进等关键技术难题，探索实现配套装备一体化、自动化和智能化掘进模式，初步构建了适用于不同煤层条件的

煤矿智能化快速掘进工艺技术与装备体系。据支运一体化集控中心巷道随据变形动态监测系统物料配送系统多模式除尘

系统智能连续运输系统钻锚一体化锚杆转载机基于喷涂与

钻锚一体的新型据罐一体机煤矿智能化技术体系建设取得显著进展煤矿智能化系统快速迭代开发

◆智能辅运从试验到实用智能辅运技术方面，实现车辆调度、物资管理、运输过程监测、环境因素监测融合一体的辅运智能调度管控，用车流程信息化、智能化，提升运输效率；井下无人驾驶逐步研发试运行，

实现井下巷道复杂路况的自动驾驶。指导生产UWB

定位网络无人驾驶试运行技术手段超速报警、物料跟踪、参数上报胶轮车调度、叫车服务数据处理和存储调

度物资管理并

下叫车信号闭锁辅

助驾驶B调度运维中心数据价值挖据胶轮车物资红绿灯定位视

频物流运输融合调度业务应用智能辅助运输系统铺助运输平台设计智能仓储

煤矿智能化技术体系建设取得显著进展煤矿智能化系统快速迭代开发

◆智能主煤流运输无人值守智能主运技术方面，实现主煤流协同经济运行，以全煤流线所有设备为控制对象，采用多

点感知融合技术，实现煤量感知与协同调速，应用协同控制策略模型在保证全线不洒煤的前提下实现煤多快运、煤少慢运。sne啤a40粉恒nS机器人巡检煤矿智能化技术体系建设取得显著进展煤矿智能化系统快速迭代开发

◆智能辅运从试验到实用智能辅运技术方面，实现车辆调度、物资管理、运输过程监测、环境因素监测融合一体的辅运智能调度管控，用车流程信息化、智能化，提升运输效率；井下无人驾驶逐步研发试运行，

实现井下巷道复杂路况的自动驾驶。智能辅助运输系统

指导生产UWB

定位网络无人驾驶试运行技术手段超速报警、物料跟踪、参数上报智能仓储调度物资管理井

下叫车信号闭锁动驾驶胶轮车物资红绿灯定位视频胶轮车调度、叫车服务数据处理和存储物流运输融合调度业务应用调度运维中心数据价值挖据辅助运输平台设计煤矿智能化技术体系建设取得显著进展煤矿智能化系统快速迭代开发

◆多灾害综合监测信息融合与双重预防●实现瓦斯、顶板、水、火、粉尘五大灾害实时监测与区域融合分析，并与双重预防管控体系协

同建设，实现煤矿安全态势动态评估、预测与预警。完善的双重预防机制

灾害数据融合共享

煤

态评估、预测、预警决第分折

效用评估需

烫随篮体系建设持续进实现途径数据处理业务应用1

基于风险状态变化链，构筑多重风险控制机制2

人工巡检、监测监保证控制措施落实

3事件机制保证分级预警及联动控制—

煤矿智能化技术体系建设取得显著进展煤矿智能化系统快速迭代开发◆智能通风技术与装备可靠性提高●构建形成集“风量在线准确监测-控风预案决策-风流隔断/调节响应”一体化智能通风系统，集成安全监控、束管监测、光纤测温等系统进行一体化集中展示，实现通风业务协同联动。GIS

信息融合多元监控数据融合、感知系统联动，路线规划m就

9

1贺风门.风窗

风机、局扇煤机、拒进机智能控制-1国扩巷、拉底

布置新巷道建设井简构筑物调整智能优化通风系统数字化模型灾变预警分析

应急处置质量标准化隐患辨识与治理智能防灾智能分析E凤平鲁煤矿智能化技术体系建设取得显著进展煤矿智能化系统快速迭代开发

◆智能供电系统升级智能供电技术方面，对供电系统进行全面智能化升级，实现防越级跳闸技术装备改造，建立智能电力监控平台，与矿调度系统无缝衔接接入，进行数据交互，构建智能电力监控系统大

数据中心，实现矿区电网的远程监控和电能数据分析。有线/C/电力无线专网1配电室WLKMYS

8

s一

煤矿智能化技术体系建设取得显著进展煤矿智能化系统快速迭代开发

◆智能水资源管控一体化应用构建统一的水资源管理系统，实现水系统生产过程的监控管理，系统动态平衡和调度管理。将分散排水、中转水仓排水、固定泵房排水系统、管网监测等系统进行集中管控，建立供排水

智能管控策略和一体化应用，实现排水系统与水文监测联动控制。水仓水池、清水排水、污水排水。预处理、膜浓缩处理、蒸发结品。收集系统、二级处理、深度处理。生产供水、消防供水、生活供水。防尘洒水、井下消防、采掘设备用水。外供矿井水处理系统永久水源生活水系统井下排水

系统矿井水处

理系统生活污水

处理系统地面供水

系统井下供水系统生产、消防、煤补水1500m3/d生活污水处理2280m3/

h井下排水系统水源并

取水绿化灌浆临时水源煤矿智能化技术体系建设取得显著进展煤矿智能化系统快速迭代开发

◆智能园区建设提高职工幸福感建设包括园区一体化指挥调度、智慧设施、无纸化办公、协同安防、

绿色生态、便捷生活

为一体的智慧园区应用场景，员工获得更大幸福感。一体调度指挥智慧指挥中心智慧园区综合管控综合态势分析设施保障管理道路管理智能楼宇车辆管理智能仓库及取送

停车系统

全生命周期管理

供热系统

自动洗车房疫情防控厂区信息发布

智能消防无纸办公会议无纸化办公、APP企业OA/ERP智能会议办公机器人、

一卡通清洁绿色生态能源管理

智能灌溉

环境管控

热泵供热

太阳能发电智慧照明及路灯系统

储能系统发电地砖空地协调安防安防综合管控智能监控智能无人机巡检

对讲系统便捷定制生活智能用餐保障智能洗浴管理智能居住管理无人超市健康小屋

环保与职业健康智慧园区6大应用场景煤矿智能化系统快速迭代开发

◆煤矿机器人集群研发应用《煤矿机器人重点研发目录》发布了五类三十八种煤矿机器人重点研发目录，以巡检机器

人为代表的安控类机器人发展较快，在综采工作面、主煤流、固定场所、巷道等多场景得到了应用；各

类辅助作业类机器人研发进展迅速，替代危险、高强度的体力劳动，显著提高了作业工效。一

煤矿智能化技术体系建设取得显著进展综采工作面巡检机器人

巷道喷浆机器人皮带巡检机器人

电缆卷放机器人轨道梁安装机器人管路清扫机器人管道安装机器人水仓清淤机器人在煤矿机器人单

机发展基础上，煤矿

机器人研发及应用逐

渐向集群化发展，陕

煤集团柠条塔煤矿研

发和实施了机器人集

群管控平台，集成应用各类机器人30余台套，形成智能装备

和机器人集群协同作

业的新模式。●煤矿机器人调度平台(首创●辅助作业机器人(突破瓶颈●采掘类机器人(迭代提升)●巡检类机器人(相对成熟)●地面服务类机器人一煤矿智能化技术体系建设取得显著进展煤矿智能化系统快速迭代开发

◆煤矿机器人集群研发应用研发首创研发首创协同管控集成应用定制应用一

煤矿智能化技术体系建设取得显著进展煤矿智能化系统快速迭代开发

◆露天煤矿智能化加快推进露天煤矿智能化技术发展迅速。矿卡无人驾驶技术日趋成熟，已开始规模化应用，无人矿卡与辅助作业状态协同运行；构建“空-天-地”全覆盖的边坡地质灾害监测系统，保障开采安全

;构建露天综合管控平台，实现集群化调度，提升作业效率。云平台与快速传监控平台时定位与三维重码激光需达数据深度神经网络实景快速建模“空-天-地”边坡地质灾害监测系统

露天矿卡无人驾驶系统

露天综合调度管控系统

煤矿智能化技术体系建设取得显著进展煤矿智能化系统快速迭代开发

◆智能化洗选示范优势显现智能化选煤厂建设智能选矸、智能加介、智能重介、智能浓缩、智能压滤等生产智能化系

统及生产辅助智能管控系统，构建智能采制样系统，实现洗选生产煤质管理闭环；建设数字孪

生选煤厂管控平台，为选煤厂打造一条安全、高效、环保、健康的智慧运行监督线。—洗选智能生产

全智能机器人采制样系统基于BIM

的洗煤厂三维管控平台一

煤矿智能化技术体系建设取得显著进展◆打造大国重器支撑建设超级煤矿超级煤矿基本条件：年产千万吨以上智能化煤矿、安全高效和生态效益指标领先、理念先进和创新示范行业公认

职工精神面貌和幸福指数高推进煤炭产业数字化绿色化转型的路径二、推进煤炭产业数字化绿色化转型的路径口当前，世界产业格局正加速重塑与重构，数字化、智能化和绿色化是时代发展大势。口数字经济正在成为驱动我国经济高质量发展的重要引擎，是实现中国式现代化和新

型工业化的重要路径。口

建设智慧矿山是世界矿业发展大趋势。智慧矿山是系统智能与人文智慧的融合，数

字化是智能化的基础，智能化是数字化的目标和结果图1发展电子信息产业图2重视生态文明建设图3迈进数字经济时代二

、推进煤炭产业数字化绿色化转型的路径推进煤炭产业数字化转型已经成为我国煤炭工业高质量发展的必然选择口数字中国建设已成为国家战略，数字煤炭建设面临历史性发展机遇。口我国煤炭行业两化融合水平虽然取得了较快发展，但整体水平与先进行业相比还有明显差距。煤炭行业数字化转型和智能化建设整体上还处于初级阶段，产业数字化和数字产业化生态尚显雏形。1E回

2001年

915年

2017年2000年2021年

2022年

2023年国家将数据与土地、劳动、资

本、技术列为五类生产要素二十大报告提出加快建设数值中国成立数字福建建设小

组，习近平任组长“数字中国”写入十九

大报告发布《“十四五”数字

经济发展规划》习主席首次提出“

数字中国”建设《数字中国建设整体布局规划》

推进煤炭产业数字化绿色化转型的路径“数字产业化”与“产业数字化”深度赋能煤炭产业高质量发展特色技术攻关体制机制变革商业模式创新产业生态构建选煤厂智能控制基础平台建设基础自动化智能管理与决策生产智能化智慧供应链智能装备制造信息技术产业井工煤矿信息基础设施智能地质保障智能掘进智能采煤智能主煤流运输智能辅助运输露天煤矿信息基础设施智能地质、测量、开采保障单斗一卡车间断工艺智能化半连续工艺智能化轮斗连续工艺智能化信息智能综合管控数字产业化基础电信

电子制造

软件及服务

数据中心互联网智能通风智能综合管控智能供电排水智能安全监控智能化园区经营管理智能穿爆智能辅助生产智能安全监控智能化园区生产经营管理战略规划编制

信息基础设施标准制度体系人才队伍建设两化融合发展

数字化转型

核心场景煤矿智能化数据治理中台建设网络安全数字化文化工业互联网5G开采洗选加工转化地质勘探安全应急矿井建设装备制造人工智能数字挛生大数据云计算物联网区块链产业数字化贸易物流方式变革与价值体系重构，推动煤炭行业实现以安全、高效、绿色、智能为核心的精准地质建模数字化设计制面图自动生成

巷道工程协同设计智能开采口

煤炭行业数字化转型是以煤矿智能化建设为基础，煤炭生产经营数字化和数字化煤炭生产经营为纽带，数据要素创新驱动为核心，由新一代信息技术引发的煤炭生产煤矿智能化建设是煤炭产业数字化转型的核心要素二、推进煤炭产业数字化绿色化转型的路径高质量发展。二、推进煤炭产业数字化绿色化转型的路径煤炭行业数字化转型涉及资产、业务、流程、组织、人才等全方位转型口

煤炭行业数字化转型是数字化技术赋能煤炭地质勘探、设计、生产、运输、洗选、销售、利用等全流程，并不等同于煤矿智能化建设，涉及资产、业务、流程、组织、制度、人才、运营模式、组织架构等多方面的转型。数字中国建设“2522”整体框架

数字煤炭“12233”发展规划通过数字煤炭建设有力推进煤案工业的中国式现代化数字中国建设两个环国内：数字治理生态

国

际

：数字领适国际合作数字中国建设两大能力数字楼术与五位一体深度融蛤数字轻济数字欲务

数字文化

社会数字中国建设两大基饮数字基础设施

数据资源体系三大能力

三个环境体系两大基础

两个核心任务增强促炭

网络数据

安全保障

能力构筑煤炭

数字化发

展生态体

系充分发挥煤炭数据

要素作用全面赋能现代化煤

夏产业体系优化升级煤炭数字

基础设施发展壮大煤炭数字

经济产业构筑煤炭

数字生态

文

明提升煜炭

数字技术

创新能力握升煤炭

么共服务

数字化水提升煤炭

全员数字素养和技数

字

技

术

创

新

体

系数

字

安

全

屏

阳二

、推进煤炭产业数字化绿色化转型的路径■

“5G+ABCD”支撑技术体系“5G+ABCD”

技术体系，即5G与人工智能(AI)区块链

(Blockchain)、

云计算(Cloudcomputing)

、

大数据(big

Data)等新信息技术融合，支撑煤炭产业数字化转型。建设绿色智能开采数字孪生智慧矿山“供应链-物流链”双链融合消费精准预测能源开放共享的市场交易机制西

计

云计算

物联网题认知计算

机器学习卖土龙机器人

密码学改分监能汤与扩童运

源业酒费账本可信溯源隐私保护

可追澜身份认证

区块链安全特性不可否认权限管理线上/下交易跨链互联生*w二、推进煤炭产业数字化绿色化转型的路径构建煤炭产业数字化技术标准体系结构化数据标准非结构化数据标准基础类数据标准派生类数据标准技术类数据标准业务类数据标准BI分析查询服务

申请服务接口调用

库表读取专业数据库

数采设备业务应用目录服务数据挖掘交换服务数据开发加工服务批量同步业务系统录入导入数据接口实时接入线下数据数据利用

数据服务

数据治理

数据采集

数

据

源资产监控数据安全数据权限数据质量数据标准数据定义数据主题文件数据数MineHarm互

联国的工业互联操作系统

一口把握新型工业化发展机遇，开展数字化转型顶层设计，有序推进信息基础设施迭代升级，

加快数据资产积累，完善数据资源采集、处理、确权、使用、共享等环节管理机制，提升

数据管理水平，赋能煤炭产业高质量发展。信息基础设施迭代升级：为煤炭产、储、运、销、用全产业链赋能二

、推进煤炭产业数字化绿色化转型的路径煤炭储备储备基地储量情况煤炭供给反

馈

储备信息智能化煤矿柔性开发供给需求区域性需求信息

四大行业耗煤信息监测预警平台标准规范二、推进煤炭产业数字化绿色化转型的路径■推进煤炭智能柔性开发供给体系建设建立以数字化为基础、智能化赋能的多层次网状煤炭开发供应链，实现对煤炭需求的超前精准预测，并基于预测结果对煤炭生产、运输、仓储等进行自动智能优化调节，实现

煤炭资源安全、高效、稳定、柔性供给。煤炭智能柔性开发供给体系架构

智能柔性煤炭开发供给体系运行方式支撑技术物联网大数据精准预则数字李生基本概念

构成要素使能技术

端到端集成横向集成

纵向集成精准决策总体目标高

效

灵活

安全

平衡核心主题智能生产互联互通煤炭运输公路、铁路、

水路数字化基础设施

产业技术基础发展阶段

应用模式网络化基础设施

先进基础工艺实施原则

技术路线智能物流供需平衡一→

煤

炭

流

→

信息流煤炭生产智能化煤矿煤炭价格等实施

路径理论

基础发展

模式技术

基础煤炭需求内涵特征智梦网X业服务

施

注安热益控

生选服务人员警理

东辆答理企业服务大解展示

建

.

型

.

数

楼公安，滴防电

数据一树云

大数据中心值

保等公典服务

智慧矿山综合管控平台资源一程电

人员

HS

财a1产人机程进人新

人口以释放数据价值为原则，以实现数据要素价值转化为核心，建设“智慧”大脑，按照数据驱动、数据变现与自适应智能控制的思路进行开采工艺流程变革，实现煤炭采掘机运通等全流程的少人无人智能化开采。工艺变革：释放数据要素价值，实现煤炭开发减人、增安、提质、创效二、推进煤炭产业数字化绿色化转型的路径二、推进煤炭产业数字化绿色化转型的路径管理变革：重塑煤炭企业生产组织、管理机制、运营模式口变革煤炭企业生产组织模式与管理方式，打破以物理世界为中心的组织模式和管理模式，

围绕数字世界重塑煤炭企业的战略愿景、业务流程、组织架构、管理文化等。ra工程计Al生产值意施及监交易流8及监消费信8集及监Q

星国家能源与矿业治理平台绿

色

生

能

源

调

市场态监管

配管控监测平平台平台

台煤科云MineCloudE务面

a理炭云日能源矿业企业生产运行治理终端禁电力云昌地方政府专有云平台油气云昌生产r人资全深I作空

制Al

作建并计管理运维安全生产地方与行业协作监管服务平台安全生

产监管

平

台非每程理原流要产目平街分新开来计国第一现r其罚额VR

大

实口

加快煤炭行业数据驱动管理变革顶层设计。随着煤

炭行业数字化转型的深入推进，必然带来煤炭企业

生产组织模式与管理方式的调整，管理者认知水平、组织体制、管理方法、人才储备等因素，都可能制

约数字化智能化建设应用效果。口

建立以数字化平台为载体的企业组织模式和管理模

式。围绕数字化智能化重塑企业的战略愿景、业务

流程、组织架构、管理文化等，持续加强人才培养，

尤其是具备煤炭技术与数字技术知识融合的跨界复

合型人才，并加大力度强化信息系统网络安全动态

防护，推进网络安全风险态势感知、预警和应急处

置能力建设。二、推进煤炭产业数字化绿色化转型的路径□加速数据驱动下管理变革转型，增强信息安全保障

能

力14..一29E禁

日盐2二二1.有效管理和分桥海显业数宝2.支移应用开发快速应鹭求高配资开整n应rw!业Pa1

业

化意确开发T2.1

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·1.1

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设1业8

鸭20-E

三

B楼分桥便ε二、推进煤炭产业数字化绿色化转型的路径◆推进煤矿系统智能与人的智慧融合——建设智能化管理体系◆推进煤矿系统智能与人文智慧的融合。系统智能是指矿山运行系统具有

全流程人-机-环-管数字互联高效协同，智能决策自动化运行的能力；人

文智慧是人的智慧在矿山运营中的决定性作用，是借助信息通信技术和

人工智能技术，将管理者的思想、知识、要求等变成系统决策的依据，提高决策水平，降低劳动强度，实现安全高效、绿色低碳、健康运行。◆智能化煤矿管理体系是产业数字化转型的要求和特征二、推进煤炭产业数字化绿色化转型的路径组织变革：国家数据局成立要求煤炭行业设置数字化、智能化专职机构组建国家数据局中共中央、国务院印发《党和国家机构改革方案》(2023年3月)行业数字化、智能化主管部门及专职机构深度融合煤

炭现代数字技术(新一代信息技术

、人工智能)煤业集团、企业数字化与智能化专职机构口

建设“企业-省地-行业-国家”四层架构的国家数字化煤炭监管服务平台，涵盖生产端、销售端、用户以及物流服务商、银行保险金融机构等各环节。口

建立煤炭交易监管体系。基于新一代信息

技术实现对煤炭资源的存量信息、消耗量

信息、交易信息等全面及时可靠采集，对

煤炭资源的实时交易信息进行监管。口

基于区块链技术实现煤炭交易的透明化、公

平

化

，提高市场对煤炭生产消费的引导

水平，保障我国能源的交易安全。二、推进煤炭产业数字化绿色化转型的路径■建设国家数字化煤炭综合监管服务平台国家级煤炭交易监管平台行业级加交易监管平台区城电子够务平台统下资施t工E参与方8政府供应商8客户8服务商区域化I电高模块

C

工

交D业交

金

务(

热煤规行业工业互联阿数口以数据流驱动煤炭生产、运输、储备、销售、利用各环节的高效贯通，推动形成数字化的新型“生产关系”,建立生态伙伴协同发展机制，实现跨部门、跨行业、跨区域的深度融合

,构建共赢生态圈。数字生态建设：构建煤炭行业数字经济协作共赢生态圈二、推进煤炭产业数字化绿色化转型的路径二、推进煤炭产业数字化绿色化转型的路径数字经济、数字产业化、产业数字化、数字煤炭的概念与内涵数字经济·

以使用数字化的

知识和信息作为

关键生产要素、

以数字技术为核

心驱动力量、以

现代信息网络作为重要载体，加速重构经济发展

与治理模式的新型经济形态数字产业化为产业数字化发

展提供数字技术、

产品、服务、基

础设施和解决方

案，以及完全依

赖于数字技术、数据要素的各类经济活动，是数

字经济发展的先

导力量·在新一代数字科技

支撑和引领下，以数据为关键要

素，以价值释放

为核心，以数据

赋能为主线，对

产业链上下游的

全面要素数字化升级、转型和再

造的过程·

将“数字”技术与“煤

炭”技术紧密结合

、深度融合，赋

能煤炭产-运-储-

销-用全链条，助

力煤炭企业创造

价值、提升效益,实现煤炭行业

高质量发展。产业数字化

数字煤炭口

集InSAR

卫星遥感+GNSS卫星导航(空)、无人机航摄(天)、全站+水准测量(地)和

钻孔内移动监测+工作面矿压监测(深)于一体，实现对采空区覆岩和地表变形全空间高精度协同监测，形成“空、天、地、深”四维一体协同监测平台，为采煤沉陷控制效果

检验及预警提供实测数据。数字化转型赋能煤炭绿色开采与清洁低碳利用空：地表大范围实时高精度监测天：地表变形监测三维模型与裂缝识别地：地表沉陷及地裂缝高精度监测深：覆岩内移动、水位、应力及工作面

无

人

机

矿压变化实时高精度监测二

、推进煤炭产业数字化绿色化转型的路径LiDAR

探地雷达矿压监谢

采空区水准、导线

钻孔个RTK卫

星口采用条带开采、限厚开采、协调开采、充填开采、分层间歇开采技术、覆岩离层注浆技术

等为主的岩层控制和减沉技术，实现了高压线路、高速公路、油气管线、高层建筑等特殊

建(构)筑物过煤矿开采区(或采煤沉陷区)的安全。绿色开采：采前、采中、采后生态保护和修复回风顾槽实

体

煤(2)

(1)运输顺槽

2二

、推进煤炭产业数字化绿色化转型的路径条带开采示意图

充填开采示意图条带工作面条带工作面口煤系共伴生资源协同开发具有很大的潜在经济效益与战略价值。口煤炭共伴生资源综合开发技术。精确探

明煤系地层的煤、油、非常规天然气、

稀有金属、水等叠置资源赋存条件，开

展多资源、立体化、综合开发模式与技

术研究，实现煤炭及共伴生资源的有效开

发

。口攻关煤矿区煤层气开发利用技术。开展煤系“三气”(煤层气、页岩气、致密砂岩气)综合开发技术。地

表抽采煤系含水层中煤层气脉状矿体页岩气的微量元素地面抽

溶浸致密砂岩副井主井气

采

井

开采井

抽采井①.天然气水合物稳定带二、推进煤炭产业数字化绿色化转型的路径煤炭与共伴生资源协调开发技术天然气水合物地面抽采井采空区地

下开采巷道二、推进煤炭产业数字化绿色化转型的路径◆建立矿区立体化开发体系推进煤与共伴生矿产资源、地热资源、动力能量等资源协同化勘查、开发与利用；推进矿产资源协同开发，在矿区就近开发建设智能化选矿、矿产深加工，延伸

产业链和价值链。三6花费激综合利用深加工产品输出共生员健

材

1

世厂

流速厂

化

!开发利用一体化资原胁同开发精

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十煤与共伴生资源协同开发上电力

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国

*联合共营用a同用排权数字化转型赋能煤炭清洁低碳利用二

、推进煤炭产业数字化绿色化转型的路径节能提效，减少煤炭消费总量

煤灰新能源耦合利用CO2

捕集、封存与利用(CCS、CCUS)清洁高效灵活低碳煤电技术(IGCC,

超超临界燃煤发电)煤炭利用碳减排途径煤化工高端化、多元化、低碳化二

、推进煤炭产业数字化绿色化转型的路径建设多能耦合低碳发展体系以煤电为核心，与太阳能、风电协同发展，构建风、光、电、热、气多元协同的清洁能源系统。利用废弃矿井开展抽水储能、压缩空气储能。可再生能

核能耦合制油/气恩属合制化学品科口

风能、水能等可再生能源制氢耦合

煤清洁转化口

煤与生物能的耦合发电和热转化口

太阳能发电与燃煤发电深度耦合治

吧德出硕电力生物质氮化制气氮磁化制化工旅科二

、推进煤炭产业数字化绿色化转型的路径天玛智控

倾力打造“数字天玛”以“产品智能、价值提升、产业赋能、行业领先”为数字化转型方向，以为客户创造价值为根基，

建

设“532”数字化经营管理平台和“6+1”数字化基础支撑平台，构建先进智能的数字化业务场景，重构7大核心业务数字化流程，打造“数字天玛”产业数字化新样板。

数字化车间值息架构图“数字天玛”:实体业务与数字化业务融合运行，形成广泛的联接与在线，达到降本增效、协同共享、持续创新、科学决策，实现营运数字化，要素高效化，管理智能化，打造以客户为中心、数据驱动的全价值链体系，形成引领行业发展的研发、运营数字化核心竞争力。图

图

密

幽数字化理景数字化管理数字化流程数字化平台

要数字化场量行业背景

梳理原则问题描述

技术现状

攻关方向煤矿智能化高质量建设12X100

技术难题梳理1

智能矿山建设目标——宏观目标清晰，但巨系统下能有效落地难度还较大2

智能矿山技术装备——技术短板和难题还较多，可靠保障能力仍不足智能矿山建设实施——较规划目标有较大差距，常态化应用实效不足智能矿山运维——阶段性建成的智能矿山，科学高效运维力量普遍不足随着煤矿智能化建设推进，

一系列新的问题进一步产生。有关方面开展了一些分析研判，但多以“点”为主，缺乏系统性。

为此，有必

4

要全面开展技术难题全面梳理、技术智能化建设的十大痛点问题，经过近三年的统筹推进、协同攻关，部分问题得到一定程度的解决，部分问题仍未突破。■围绕煤矿智能化建设痛点找问题和解决方案2021年，我们总结分析了煤矿现状分析和解决方案探讨。

…

智能矿山建设范围——覆盖场景范围有限，先进技术落后管理并存煤矿智能化高质量建设12X100

技术难题梳理◆12=井工煤矿10大智能化系统+露天煤矿智能化系统+选煤厂智能化系统◆100=每个系统梳理出100个技术装备和实施难题

难题颗粒度力求一致当前，煤矿智能化高质量建设进入攻坚阶段，首批示范煤矿一些规划目标达到了，一部分没有达

到，还有很多难题；我们组织中国煤科各单位煤矿智能化团队结合建设标准(指南),剖析实际

建设成效和验收结果，梳理出12×100项难题，凝练难题描述和技术现状，提出攻关方案或方向。A-B=C

得到未实现的、未攻克、未成熟的112×100

难题描述、技术现状、攻关思路煤矿智能化建设目标建设标准、指南…实际达到的效果验收、评价、应用体验煤矿智能化高质量建设12×100技术难题解析AB由信息基础设施、地质

保障、智能掘进、智能采煤、

主煤流、智能辅运、通压风、

供电与供排水、安全监控、智慧园区与经营管理等10个二级系统和30个三级系统梳理。每个二级系统凝练最为

核心的100项科技难题与攻

关思路。煤矿智能化高质量建设12X100

技术难题梳理■井

工

矿智能化：10×100技术难题梳理概况系统六：M

助运输系统系统七：通风与压风系统系统八：供电与供排水系统系统九：安全监控系统系统十：智能化园区与经营管理系统就通运味系统无职差轮车运建系统翻立井提升系施运输管理系统主通风系统高部通风系统压风系统供电系统供水系统瓦原灾高防治水窗防治火灾防治顶板灾窗防治冲主地压防治粉金防治智禁化源区生产经营管理网结数中心与服务综合管控平台勘探技术与暑器地质建模及软牌重控中心系

族支护系统运输系族供液(电)系映深理控中心式城送机运输系统主立并翼斗描升系族系统一：信息基础设施系统二：地质保障系统系

统

三

：庭进系统系统四：来煤系统煤矿智能化技术体系

与10×100科技难题系统五：主煤流运输系统■选煤厂智能化100项难

题梳理概况由信息基础设施、管控平台、原煤准备系统、主洗系统及装备、生产辅助系统、煤炭集运站及物流园、智能保障系统

等7个二级子系统和48个三级子系统构建梳理架构。选煤厂智能化独立形成最为核心的100项科技难题与攻关思路。主施系染量修两路

系介额分选境系族干批床分造分借选

峡映水程介系族风

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系

族平操系映配指系族石处理系晚警储系族电

复防含系晚资风系族他**系

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计量通风及供系族设控生产管理系晚P业

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分平集系族设备地

5煤矿智能化高质量建设12X100

技术难题梳理大车减度

其健通业全等共地禁

al艺公激外外其地由通用共性、基础设施、灾害预警、管控平台、智能穿爆、智能采剥、智能辅助等7个二级子系统和26个三级子系

统构建梳理架构。露天矿智能化独立形成最为核心的100项科技难题与攻关思路。煤矿智能化高质量建设12X100

技术难题梳理地管理系统穿礼设备装药设备填意设备I艺半连续工艺连续工艺端馨压露回收数字李生智

检供配电智

保智能给排水智轮供热智能身智能采制智

修基础设施露天煤矿智能化智能化100项难题梳理脉络边坡兰干排水通

信数然中心与服务综合管控平台■露

天

矿智能化100项难题梳理概况天通用共性及其他

目标粲构、原到等方面基础平台灾需辣警天普控平台数据中心编码通信边计算网络平台网络安全◆煤矿智能化12×100技术难题与攻关路径示例(井工)煤矿(井工)智能化10×100技术难题——系统一：信息基础设施——

难题描述。管控平台要实现生产环节、井下环境与人员位置的集成与联动，需要有关联因素特别是位置信息支撑，但在矿山环境中，缺乏统一的位置信息，信息之间需要人工关联。——技术现状。在矿山作业环境中，由于缺乏地面的类GPS,导致生产作业现场的人、机、环物联网对象缺乏准确的位置信息，进而影响各类信息之间的融合与联动，如果靠人工关联则效率低下。——攻关思路。通过在矿山作业现场研究部署统一的位置服务系统，并提供位置服务功能，使得作业现场的人、机、环物联网对象都能够实时感知到位置信息，物联网对象之间的关联关系就方便建立，进而实现融合与联动。

煤矿智能化高质量建设12X100

技术难题梳理

煤矿智能化高质量建设12X100技术难题梳理◆煤矿智能化12×100技术难题与攻关路径示例(井工)煤矿(井工)智能化10×100技术难题——系统二：地质保障系统——难题描述。定向钻进施工作业工序(如：钻进、起钻、洗孔等)自主识别是钻探装备无人化施工的技术关键，但目前该功能仅能通过人工经验判识来实现，缺乏基于机器程序的工序识别技术。——技术现状。定向钻进施工过程中，各个工序严重依赖于人的主观经验的判断，而这种判识方法无法

通过传统的阈值法来描述和实现，不能直接转化为机器语言用于定向钻进工序自主识别。——攻关思路。收集典型工况条件下钻进工序执行过程中钻机运行参数样本，采用数据挖掘方式获得对应工序的数据样本内部特征，并将该特征赋予智能设备的判断流程中。煤矿智能化高质量建设12X100

技术难题梳理◆煤矿智能化12×100技术难题与攻关路径示例(井工)煤矿(井工)智能化10×100技术难题——系统三：智能掘进系统——难题描述。随着掘进巷道长度的增加和掘进成套装备的功率日益提高，掘进机末端的电压降明显，需要提高才能保证正常启动。现在的做法是并电缆或前移变压器，在作业的人工和时间成本上都比较高。一技术现状。目前来看，掘进机在超过1公里范围作业，供电电缆压降就大到设备不能正常启动，进口机型的供电电压要求范围更窄，为此掘进作业规程规定每隔一定距离就要前移变压器，或者并联电缆降低线路阻抗，这种做法提高了工人的劳动强度，降低了工作效率。——攻关思路。采用电压自动调节装置，安装在掘进机装备侧，通过自动进行线路无功和有功的补偿，使得线路中的压降能自主可控，从而保证掘进装备终端的电压稳定，表现为延长供电距离。煤矿智能化高质量建设12X100

技术难题梳理煤矿智能化12×100技术难题与攻关路径示例(井工)煤矿(井工)智能化10×100技术难题——系统四：智能采煤系统——难题描述。识别煤和岩石是智能开采控制的关键，目前智能采煤机在识别煤和岩石仍然不够精

准

。——技术现状。智能采煤机在识别煤和岩石仍然不够精准，快速煤岩识别技术尚无法支撑采煤工作面智能截割，难以有效支撑无人化开采。——

攻关思路。

研发一种集红外光和声波集成设备，具备声光综合分析能力，并融合地质信息系

统参数，实现对煤岩的智能识别。

煤矿智能化高质量建设12X100技术难题梳理◆煤矿智能化12×100技术难题与攻关路径示例(井工)煤

矿(井工)智能化10×100技术难题——系统五：主煤流运输系统——难题描述。主煤流运输系统缺乏协同控制，运行可靠性低，煤流不均衡现象较为普遍，带速、拉紧

力、起停控制等不能随负载智能匹配。——技术现状。技术状态为拟立项，主煤流运输系统多为串联运输线路，由多部带式输送机、破碎机、除

铁器、卸料溜槽等多台设备组成，任意设备出现故障都会影响系统可靠运行；除了尽可能提高各设备的可靠性

,各设备之间的智能协同控制至关重要。受煤层厚度、巷道地质条件等影响，各工作面来煤经常不均衡，煤量

大，电机超负荷停机，煤量小，也会造成电能浪费，因此必须研制主煤流运输系统均衡技术与装备，提高煤量

监测的准确性。——攻关思路。通过线激光双目立体相机实现输送物料的实时监测与积算，实现功率透明、拉紧力透明、输送量透明；根据感知的负载情况，智能调控启动、制动、速度、张紧力等参数，达到均衡煤流、节能减排、延长核心元部件寿命、提高输送系统可靠性的目的。

煤矿智能化高质量建设12X100

技术难题梳理◆煤矿智能化12×100技术难题与攻关路径示例(井工)煤矿(井工)智能化10×100技术难题——系统六：智能辅运系统——

难题描述。

对于资源埋藏深度较大的矿井，井下环境温度较高，但无轨胶轮车车载空调系统还处于空白，尚不能满足辅助运输工作人员的工作环境提升需求一

技术现状。

例如山东、安徽等煤层埋藏较深的地区，井下温度超过35度，人员乘坐无轨胶轮车时，内部闷热，驾驶员也容易疲劳，劳动环境差。——攻关思路。研究适应井下无轨胶轮车的大功率、外形尺寸小、安装方便、效率高的空调系统，

开发防爆车载空调系统，提升司乘人员舒适性。

煤矿智能化高质量建设12X100技

术