绿色智慧矿山解决方案

023056

绿色智慧矿山整体解决方案9.78455675

827

29218

编

制

依

据

建

设

目

标

智能装备及关键技术

总

体

规

划

智

能Th

产平

台

智

慧

管

理

平

台建

设

目

标智能装备及关键技术总

体

规划

智

能Th

产

平台

智

慧

管

理

平

台编

制

依

据建设依据GB/T

51272-2018煤炭工业智能化矿井设计标准GB/T34679-2017智慧矿山信息系统通用技术规范GB50215-2015煤炭工业矿井设计规范GB/T

22239-2019信息安全技术网络安全等级保护基本要求国科发资〔2019〕

205号国家重点研发计划“智能机器人”重点专项GB/T51272-2018GB/T34679-2017

GB/T

1.1-

2009GB/T

15259-2008

GB

50070-2009

GB

51024-2014

GB50518-2010GB

50581-2010GB50562-2019GB

50215-2015

GB/T5

0417-2017GB/T

50451-2017GB/T31392-2015GB

51078-2015

GB3836-2010GB/T20271-2006GB/T

20273-2019GB/T22239-2019

G

B/T

20984-2007

MT

209-1990MT/T

1081-2008

MT/T

1130-2011MT/T

1131-2011MT

10.82-2008MT

443-1995AQ6210-2007GB22340÷2008AQ1048-2007

GB20426-2006

A

Q1029-2019

GB50348-2018AQ6201-2019

编

制

依

据

建

设

目

标

智能装备及关键技术

总

体

规

划

智

能

Th

产

平台

智

慧

管

理

平台到

2

0

2

5年

，建成多种类型、不同模式的智能化示范煤矿，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。到

2

0

2

9

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。到

2

0

3

5

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、自动执行的

煤矿智能化体系。发展目标发改能源〔2025〕283号关于印发《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》的通知实现整个Th

产过程可视化、自动化、智能化、无人化、少人化及运营管理智慧化的安全、高效、经济、绿色的智慧煤矿。矿山智慧矿山总体架构建设以国家《煤炭工业智能化矿井设计标准》《智慧矿山信息系统通用技术规范》为指导，全面落实数字矿山、智慧矿山，推进煤矿企业大数据工程建设走

在时代前列，实现风险识别自动化、企业治理精准化、共享服务高效化、决策管理智能化，为煤矿建设一流企业提供有力支撑的建设要求”,以数据互联互通、煤矿现有基础设施的充分利用为原则，基于泛在网、移动互联、云计算、大数据、人工智能、区块链、虚拟现实等技术，集成各类传感器、执行器、控制器、传输网络、组件式软件等，打造涵盖Th

产运行、安全、经营管理、绿色开采等各业务领域，形成一套智慧体系，能够主动感知、自动分析，依据深度学习的知识库，形成最优决策模型并对各环节实施智能调控，形成具有“自分析、自诊断、自管理、自趋优、自恢复、自学习、自提升”为特征的智慧煤矿，实现设计、

Th

产、运营管理等环节安全、高效、经济、绿色的矿山。建设目标编

制

依

据建

设

目

标智能装备及关键技术总

体

规

划智

能Th

产

平台智

慧

管

理

平台圆14D-GIS透明地质技术6人一智能化无人快速掘进技术2井下视频高效处理及VR技术重大危险源智能感知与预警预报技术3井下大容量快速通信技术8高可靠性智能装备(终端)技术4开采装备精确定位与导航技术煤矿机器人路径规划与长时供电技术5辅助运输连续化和无人化技术10露天开采无人化连续作业技术煤矿智能化装备及共性关键技术4编

制

依

据建

设

目

标智能装备及管件技术智

能Th

产

平台智

慧

管

理

平

台总

体

规

划6个性：具有前瞻性，合规性、规范性、扩展性、开放性、跨平台性。3

统

一

：统一规划、统一布局、统一设计。3

步

走

：分期实施、逐步扩展、实现目标。7

流

程

：现场调研、访谈调查、需求确立、梳理业务流程、编写方案初稿、沟通讨论、形成设计方案。将6337的设计理念始终贯穿于设计实施全过程设计理念编

制

依

据建

设

目

标智能装备及关键技术总

体

规

划智

能Th

产

平

台智

慧

管

理

平

台基础设施

硬件设施是智能生产平台和智慧管理平台的运行载体Th产计算服务器实时数据服务器

智能控制器管理智能生产平台的硬件设施主要包含计算服务器、实时数据库服务器和智能控制器智慧管理平台的硬件设施主要包含应用服务器、大数据平台服务器、机器学习算法服务器等。应用服务器

大数据平台服务器机器学习算法服务器盟1000网络Th

产侧无线网管理侧无线网Th

产控制网时钟同步管理信息网北斗授时NTP6主机卫士安全隔离

工业网闸

防火墙安全审计等保检查

等保评估安

全

平

台保护安全设备

策略恢复安全数据管理态势感知工控安全响

应检测智能工器具物理煤矿

虚拟数字煤矿Th产数据模型分析Th

产数据挖掘智能生产平台一技术架构先进控制与智能控制Th产过程监控泛在感知数据融合故障诊断智能控制智能调度智能报警应用技术开关状态压力温度风速液位气体震动电流电压发火数据质量

模型管理

模型管理数据转换组插件化，可扩展的数据类型支持生产平台一支撑平台数据分析环境智能计算环境智能控制环境开放的应用开发环境实时数据同步

实

时

Push

数据采集州

→海量结构化数据分析DH

(大数据引擎)DistributionforHadoop实时数据库AE

(加速引擎)AccelerstionEngine田

曲Th

产信息全集成统一建模与管理控制系统

Th产子系统数据调度监控中心智能元数据仓库OLAP

模型挖掘模型以先进控制技术为核心，以工作面视频、音频、以太网、远控为基础的集中自动化控制系统。实现对液压支架、采煤机、刮板输送机、转载机、破碎机、顺槽胶带机、泵站、开关等综采设备智能控制，达到工作面“少人化”甚至“无人化”的开采目的智能生产平台一智能应用

智能开采智能生产平台一智能应用

智能掘进智能生产平台一智能应用

智能主运输采用先进的监测技术与控制方法，对胶带输送机实现智能

控制，实现煤流系统智能调速功能，达到无人值守、节能

降耗、减人提效的目标运行工况在线监控与故障诊断

远程集中控制

智能载荷变频调速100智能生产平台一智能应用

智能通风应通过安装先进测量设备，实现通风系统各类参数精准监测。应通过先进控制策略对通风机、风门、风窗等通风设施实现远程集中控制和智能调节。应根据生产作业计划、井下空气质量监测数据，人员、设备活动情况，动态进行风网解算，实时调节风网参数，实现矿井

智能配风，达到通风系统安全可靠和减人增效的目标矿并通风优化系统井下监测设备

主扇

调控设施与设备智能生产平台一智能应用

Th产辅助监控主运输集控无人化配电无人化压风无人化排水架空乘人远程控制智

能

生

产

平

台

一智能应用智能监测环境设备油质传感器液力传感器压力传感器振动传感器温度传感器热害矿压气流精Nt4镇N4三资

算源/储量自动计三盘图美二图三图三庭三兰图照三三三二图三智能生产平台一智能应用

智能设计数据空间关系分析类心W

0经二WW二融合展示智能分析智能预警智能表账数据实时采集HEIGHT6.28887…TARGEING智能生产平台一智能应用智能调度智能生产平台一智能应用智能环保污染物排放在线监测污染物排放智能控制报警管控环保统计分析100轴系故障基础故障

不平衡

不对中电器故障机械部件损伤电机故障

齿轮箱

轴系智能生产平台一智能应用智能诊断与报警转子绕组定子绕组共振故障

编

制

依

据

建

设

目

标

智能装备及管件技术

总

体

规

划

智

能

Th

产平台智慧

管

理

平

台100019981智慧管理平台一技术架构指挥层经营层执行层安保层平台层基础层大数据平台数据存储、融合、清洗、加工、挖掘机器学习算法平台为模型分析爱、模型预测、人工智能提供支撑三维GIS平台基于地理地测信息系统构建三维GIS平台统一报表平台为业务应用提供统一报表服务矿

井Th

产系统区域控制设备100虚拟矿山展示安全生产天数2120核定生产能力120实际生产能力120职工总数1200人员构成素质在籍员工设备运行状态设备总数特种作业人员在线监测数量20台/套企业管理水平标准化等级风险分级管理1级持证率异常设备数量0台安全管理人员重大设备数量自然灾害瓦斯120万吨核定生产能力2120万吨实际生产能力120万吨职工总人数3120

人隐患治理负压风速环境温度主扇状态开风机正反转正向动力高低压柜合闸虚拟矿山-工业组态-通风机房2019-12-2020:33风门开度1#凤门开度轴承温度

定子温度

电流Ia

电流Ib

电流Ic电压Uab主

扇主扇状态

轴承温度定子温度

控制状态主扇状态轴承温度

定子温度

控制状态液

压

站

状态2019-12-2020.33电

机2019-12-2020:33状态2019-12-2020:3369℃远程527

kw油压

油温527

nw累计运行时间通风方向电压Uca电压Ubc虚拟矿山--三维GIS系

统1306工作顶1306工作面无线通讯

视频通讯

应急广播智能视频分析安全质量

动态达标绩效考核机电设备运行

状态监测智能机器人巡检“三位一体”

现场管控安全培训人员入井健康

状况识别职业健康管理安全环境监测

系统集成人机安全联动智慧管理平台一智慧应用

智慧安全100发烟、发火、粉尘片帮锚杆兼具不足、锚杆数量不足/过密钻孔数量计算履职检测下井人数统计人员数量统计采取进入人数统计工作面人数统计巷道围岩断面面积(形状变形)巷道积水巷道裂缝识别地板地鼓、顶板下沉物料堆积场景变化(开关跳闸、指示灯变化、进入老鼠、

停电挂牌)OCR不带安全帽进入违禁区域睡岗人员违章脱岗违章乘车(皮带、运料矿车、人行车成员超员)行车不行人外来人员/车辆/外委管理：人脸识别，语音扩播

联动，人员登记等入井检测：人证/卡唯一性识别皮带撕裂设备部件损坏(表面)四超(超长、超宽、超高、超重)检测智慧管理平台一智慧应用

智慧安全环其

他管人

机视频/图片智慧管理平台

智慧应用

智慧安全

人-视频智能预警分析人员在岗脱岗预警

员工在岗睡觉预警

进入禁入区域预警基于安全帽检测预警智慧管理平台

智慧应用

智慧安全

机-机电设备故障诊断运输机胶带速度、跑偏、煤位纵撕、烟雾、温度张紧力胶带打滑跑偏堆煤纵撕烟雾超温张紧故障等减速器油位、温度.压力润滑油污染度振动加速度润滑油润滑不良油污染减速机轴承故障齿轮故障不对中故障

基础松动连接松动电机电流电压、温度功率、开停机振动加速度不对中、不平衡轴承故障、过载基础刚度不足连接松动电压不平衡

电流异常

匝间短路滚筒温度振动加速度不对中不平衡

轴承故障串动松动其

他噪声输送量环境噪声空载过载制动失灵监

测

内

容故

障

诊

断监测

单元不对中、不平衡轴承故障、过载

基础刚度不足连接松动电压不平衡电流异常匝间短路智慧管理平台

智慧应用

智慧安全

机-机电设备故障诊断磨损、裂纹脱落、内漏汽蚀真空度低基础松动连接松动连接松动电压不平衡电流异常水位异常阀门故障不对中、不平衡轴承故障、过载监

测

内

容故

障

诊

断堵塞基础刚度不足监测

单元管道泄露匝间短路其它闸瓦间隙压力噪声制动失效钢丝绳断裂胶带智

理平台一智慧应用

智慧安全

机-机电设备故障诊断提升机慧管减速器油位、温度压力润滑油污染度振动加速度润滑油润滑不良油污染减速机轴承故障齿轮故障

不对中故障

基础松动

连接松动电机电流电压、温度功率、开停机振动加速度不对中、不平衡轴承故障、过载

基础刚度不足连接松动电压不平衡

电流异常

匝间短路天轮滚筒温度振动加速度轮毂移位不对中不平衡轴承故障、串动松动监

测

内

容故

障

诊

断监测

单元智慧管理平台

一

智慧应用

智慧安全

(1)基于大数据的冲击地压预警通过大数据分析，研究矿山压力、微震、地音、电磁辐射、环境温度、赋存条件、地质构造、采掘位置、采煤方法及工艺等与冲击地压事故的关系，形成预警分析模型，形成冲击地压大数据分析预警>

数据集分析结果(“微震”的历史状态特征分布)以下时段中异常状态特征频率较

高(意味着所监测对象的稳定性

偏差，处于预警状态):2019/10/197:56～2019/11/913:59“状态特征”是指与所监测对象相关的传感器参

数的关联变化特征。“异常状态特征”是指与常态特征有较大差异的

特征

。历史状态特征分布图(橙色部分为异常区段)数据ID特

征I

D利用瓦斯涌出与煤与瓦斯突出的关系，通过专业软件分析瓦斯涌出变化情况，从而分析出工作面的应力、瓦斯、煤的物理力学性质的

台变化情况，以此对工作面的突出

危险性进行实时判别，对有突出

危险的工作面实行不间断地实时监控，及时发出预警信息，防止突出灾害对人员的伤害该异常段部分异常状态特征的特点是：参数“测点17”的值处于其最大值的80%、参数”

测点18”的值处于其最大值的60%、参数“测点

19”的值处于其最大值的75%、参数“测点20的值处于其最大值的40%、参数"测点1"和参

数“测点2”的值接近其最小值。>状

态

异

常

分

析(例：时段2019/11/809:01:50->2019/11/810:00:56)历史状态特征分布图(橙色部分为异常区段)智

慧

管

理

平

台一智慧应用

智慧安全

(2)基于大数据的煤与瓦斯突出预警异常时段(2019/11/809:01:50->2019/11/810:00:56)特征D——计量检定、特种设备检定、巡检与PM

保养效益分析质

量控制报废处置

——质控检定、不良事件上报效益分析——单机成本效益分析、横向对比报废处置报废申请、报废审批、报废处置与查询评价管理——设备评价、厂商评价、科室满意度评价招标询价、合同应付款、采购验收采购运行

运

行

理、标签管理、档案管理、转科管理、借调管理台帐管阶段维修

维修阶段检定

——维修管理、维修费用、维修工作量、故障率、完好率等统计智慧管理平台一智慧应用

设备全生命周期管理法律法规制度管理—法规法规文档管理、规章制度、流程管理计划阶段年度装备计划、采购计划购置阶段—购置论证、采购审批质控

检定阶段购置

采购管理法律法规智慧管理平台

一

智慧应用

设备全生命周期管理应急救援保障

管控体系应急管理应急评估救援队伍管理知识库专家库应急通信系统救援装备与应急物资管理紧急避险系统智能应急预防

应急预案

应急演练应急处置

应急处置程序

智能应急响应

智能应急处置救护程

序

事故报告

事故管理人力资源管理■个人管理■时间管理■绩效管理■培训管理■招聘管理生产管理■生产成本■物料清单■

MRP■生产计划销售管理■销售订单■定价管理■发货管理■发票处理■寄售业务项目管理■项目结构■项目计划■项目三算设备管理■设备主数据■预防性维护战略、风控、

合规、绩效法律事务

纪检监察

风控审计

公共关系

党政工团规划发展

综合事务投资管理战略管理

绩效管理财务管理■

总

帐■应收、应付■固定资产■银行日记帐■

差旅管理■结帐和报表■成本中心■利润中心■获利分析■内部订单■分摊分配■成本核算

资金费控采购管理■

采购需求■

采购订单

采购收货库存管理■库存转储■库存盘点

库存冻结资产管理购置转移■

报

废智能经营物资供应采购寻源采购结算运输销售无人值守销售结算内部市场定额体系价格体系供应商物资超市第三方物

流运销调度全面预算考核评价物资需求库存管理场内发运在途运输市场体系交易管理B2B

交易平台第三方物流服务平台智慧管理平台一智慧应用

智慧经营电子招标与供应商协同阳光采购平台营销式运销在线下单企业资源管理互联网商务融合通讯网上销售EIPOA网上采购智慧管理平台一智慧应用

智慧营销营销执行及下效果评价营销数据分析及决策营销数据监测写基于定额的MRP物资全局调剂多种采购模式

云端采购寻源采购合同

到货采购签订

验收

结算仓储保管调拨

出库盘点智

慧

管

理

平

台

一智慧应用

智慧物资需求预测

计划管理

采购管理

智能仓储

决策分析

物资协同管控·

精准的需求预测·

多业务模式支撑·

端到端全过程·

库存全局可视化管理·物资成本智能分析·

一物一码、全程追溯采购计划寻源入库异常处理使用跟踪领料

使用

养护

检修·

使用过程全程跟踪运输条件物资配送

分拣

装车

包装

发货·

报废回收全过程监管报废回收需求计划物资类型、

采购限额处置方式

修复成本技术档案、

使用手册、

售后服务扫码枪、移动应用

库存全局可视化联储、寄售多模式供应商、存放条GPS/

北斗定位

多模式配送废品

拍卖报废

鉴定修旧

利废配送

计划智慧管理平台一智慧应用

绿色开采绿色开采系统融合智能生产及智慧管理平台数据，实现资源开采、综合利用、环境保护、土地复垦、节能减排、

智能监测与预警等模型，构

建数据获取与管理系统、数字开采系统、矿区地理信息系统、选矿数字监控系统、

管理系统、决策支持系统，实现绿色开采管理。智慧管理平台一智慧应用

智慧党建文明建设新闻宣传

工会工作

团青工作党的建设支部生活纪检监察

企业文化智慧管理平台一智慧应用

一体化管控智慧人资智慧工会