2026年矿山井下定位技术应用案例与发展趋势

汇报人:12342026/04/092026年矿山井下定位技术应用案例与发展趋势CONTENTS目录01

矿山井下定位技术行业背景与挑战02

主流定位技术原理与特性对比03

核心技术创新与系统架构设计04

金属矿山定位技术应用案例05

煤矿定位技术应用案例CONTENTS目录06

系统功能与安全管理体系07

实施效果与价值量化分析08

技术选型与实施策略09

未来发展趋势与创新方向矿山井下定位技术行业背景与挑战01井下作业安全管理的核心痛点环境复杂导致定位困难井下巷道纵横交错，空间密闭，地形多变，信号易中断，传统定位技术难以满足精准定位需求，如皖南铜矿改造前面临此困境。传统技术定位精度不足RFID等传统技术定位精度为区域级（>10米），无法精准识别人员进出重要区域及区分相邻巷道人员，存在管理盲区。应急响应与救援效率低下发生意外后，因无法快速定位受困人员位置，导致救援滞后，如某矿透水事故中，传统系统使救援时间长达72小时。数据延迟与覆盖盲区问题原有系统存在数据延迟和覆盖盲区，难以实时准确统计井下人员总数和区域分布情况，影响安全监管决策。设备环境适应性与稳定性差井下潮湿、多尘、温差大，普通设备无法长期稳定运行，需具备宽温工作能力、高防护等级及抗电磁干扰能力的专用设备。传统定位技术的局限性分析

01RFID技术：区域级定位的精度瓶颈RFID技术通过信号强度(RSSI)估算距离，实现区域级定位，精度通常大于10米，无法精准识别人员进出重要区域或区分相邻巷道人员，存在管理盲区。

02ZigBee技术：动态环境下的性能不足ZigBee技术基于无线传感器网络，定位精度约3-5米，抗干扰能力较弱，在井下复杂环境中易受多径干扰影响，实时性为秒级，难以满足动态监测需求。

03WiFi技术：复杂环境中的信号挑战传统WiFi定位受限于多径干扰和信号衰减，定位漂移高，在井下密闭、多尘、温差大的环境中，覆盖不全且可靠性低，报警响应慢。

04GPS/北斗技术：井下场景的天然限制GPS/北斗技术依赖卫星信号，在露天矿可实现5米级定位，但在地下矿中信号完全失效，无法应用于井下人员定位。政策驱动下的技术升级需求

国家政策强制要求随着《金属非金属矿山安全规程》《"十四五"矿山安全生产规划》等政策深入推进，井下人员精确定位系统已成为矿山智能化改造的强制性要求，区域定位渐渐无法满足实际风险管控以及数字化建设的数据需求。

行业标准不断完善2023年8月，AQ1119-2023《煤矿井下人员定位系统通用技术条件》行业标准正式施行，对系统定位精度、功能等提出了更高要求，推动企业进行技术升级。

安全监管日益严格国家矿山安全监察局加强对矿山安全的监管，如2024年12月，某铁矿因人员定位系统无法在多个人员同时进入识别区域时进行识别，违反《金属非金属地下矿山人员定位系统建设规范》（AQ2032—2011），被应急管理部门依法处罚，促使矿山企业提升定位系统性能。主流定位技术原理与特性对比02UWB技术：厘米级定位的实现机制01核心技术原理：脉冲信号与双算法融合UWB技术利用纳秒级窄脉冲传输数据，通过TDOA（到达时间差）与TOF（飞行时间差）双算法融合，实现±30厘米的定位精度，较传统微波技术实现本质跨越。02硬件支撑：本安型设备与宽温设计采用矿用隔爆兼本安型设计，支持-40℃~+70℃宽温运行，具备IP40以上防护等级及抗电磁干扰能力，适应井下潮湿、多尘、温差大的恶劣环境。03定位标签：轻量化与应急功能集成人员佩戴的定位标签轻量化且续航持久，内置SOS求救按钮与跌倒检测功能，紧急情况下可一键触发警报，支持100字节数据透传，实时发送位置与状态信息。04数据传输：高速网络与无缝漫游搭载WiFi6技术的本安型无线AP，优化无线MESH和Super-Roaming功能，配合千兆/万兆矿用交换机，确保定位数据秒级更新、无延迟无丢包，实现移动中信号无缝切换。RFID与ZigBee技术的应用场景分析RFID技术：区域级定位与基础安全管理RFID技术通过电磁场耦合实现标签与读写器的短距离通信，基于信号强度(RSSI)估算距离，实现区域级定位（精度通常大于10米）。其典型应用场景包括出入口统计、考勤管理、设备追踪。例如，某矿井采用RFID系统实现人员动态信息监测，覆盖井下复杂环境，用于考勤与紧急救援，有效降低了管理成本。ZigBee技术：动态区域监测与设备管理ZigBee技术基于无线传感器网络(WSN)，利用RSSI算法估算距离，结合多节点数据实现区域定位，定位精度约3-5米。其实现方式为分站与识别卡组成自组网，数据经CAN总线或环网上传。适用于动态区域监测、设备管理等场景。某矿井使用ZigBee技术实现3-5米定位精度，系统可覆盖井下6万以上识别卡容量，优化了设备管理效率。RFID与ZigBee技术的选型建议在成本敏感场景或仅需区域级定位需求时，可选择RFID或ZigBee技术。RFID硬件成本较低，适合用于简单的考勤或区域监测；ZigBee则在动态区域监测和设备管理方面更具优势，能适应一定规模的识别卡容量。两者均为井下人员定位的重要补充技术，可根据具体场景需求灵活应用。多技术融合定位方案的优势对比单击此处添加正文

UWB+5G：高精度与广覆盖的协同UWB提供厘米级定位精度（±30厘米），5G保障高带宽、低延迟数据传输，二者融合实现井下人员与设备的实时精准追踪，如山西某高瓦斯矿井应用该方案使事故响应时间缩短40%。UWB+惯性导航：无信号区域的可靠补充UWB在有基站区域实现高精度定位，惯性导航在无信号区域通过传感器计算位移，融合方案提升复杂巷道定位可靠性，某项目结合UWB与惯性导航，解决了无基站区域定位难题。蓝牙+UWB：成本与精度的平衡蓝牙技术用于短距离测距与区域监测（精度0.5-3米），UWB优化时隙调度提升定位精度至±0.5米，单基站支持100并发，适合成本敏感且需一定精度的场景。机器视觉+激光+光纤惯导：掘进装备的组合定位通过机器视觉、激光测量与光纤惯导技术组合，实现悬臂式掘进机位姿测量，经卡尔曼滤波器数据融合，输出高精度位姿数据，山西某矿应用该系统稳定克服井下复杂环境影响。核心技术创新与系统架构设计03UWB双算法融合技术突破TDOA+TOF双算法融合方案福深兴安KJ1767J系统采用“TDOA到达时间差+TOF飞行时间差”双算法融合，将定位精度提升至±30厘米，较传统微波技术实现本质跨越，彻底改变“仅知区域、不明具体位置”的管理困境。多传感器融合定位技术部分系统结合UWB与惯性导航（INS）技术，通过加速度计、陀螺仪等传感器计算位移，有效补偿无信号区域的定位误差，提升复杂环境下的定位可靠性，如某项目通过此融合技术优化无基站区域定位效果。底层数据清洗提升稳定性针对UWB定位点位频繁飘动问题，四相科技等企业对UWB芯片测量数据进行底层清洗，极大程度解决飘动问题，结合5G-RTT通信协议实现设备间时间同步精度达±50ns，为高精度定位提供可靠时间基准。融合网络总体架构设计采用“感知层-传输层-平台层-应用层”四层架构，融合5G与UWB技术。感知层部署UWB定位基站与5G基站；传输层通过工业以太环网与5G专网实现数据高速回传；平台层集成边缘计算节点，实现定位数据200μs内低延迟处理；应用层支持三维可视化、智能预警等多场景功能。核心设备与技术融合方案采用融合定位基站，集成UWB定位、5G通信及WiFi6功能，实现“1+1+1>3”的集成效应，如古城煤矿应用该方案节省180余套设备采购费用，运维成本降低30%。UWB芯片采用多频段（860/920MHz）设计，抗干扰能力达98%，配合5G-RTT协议实现±50ns时间同步精度。网络部署与环境适配特性针对井下复杂环境，基站采用隔爆兼本安型设计，支持-40℃~+70℃宽温运行，防护等级不低于IP40。部署方式结合矿道结构，UWB基站每600-800米安装一组，5G基站覆盖关键作业面，实现定位覆盖率100%，无盲区监控。多系统集成与数据交互能力支持与安全监控、应急广播、辅助运输管控等系统深度集成，通过CAN总线与工业以太网实现数据互通。定位数据可实时联动电子围栏、智能考勤等功能，如山西某煤矿通过该架构实现人员动态轨迹与设备状态的多维度安全监测。5G+UWB融合通信网络架构本安型设备的极端环境适配设计

宽温工作能力保障设备采用宽温设计，支持-40℃~+70℃极端温度范围运行，可适应井下温差大的恶劣环境，确保在高温或严寒条件下性能稳定。

高防护等级与抗干扰设计防护等级不低于IP40，具备防尘、防潮能力，同时采用抗电磁干扰技术，可在多尘、潮湿及强电磁干扰的井下环境中可靠工作。

隔爆兼本安型结构设计设备采用矿用隔爆兼本安型设计，符合国家防爆标准，能够有效防止因设备故障引发的瓦斯、煤尘爆炸风险，保障井下作业安全。

低功耗与长续航优化定位标签采用低功耗设计，如UWB标签功耗低至350uA，不可更换电池寿命不小于2年，可充电电池单次充电支持连续工作不小于7天，减少维护频率。金属矿山定位技术应用案例04项目背景与井下挑战皖南地区某铜矿为解决井下人员定位难题，启动系统改造项目。井下环境复杂，巷道纵横交错、空间密闭、地形多变导致信号易中断；定位技术产生海量数据对传输带宽和延迟要求高；潮湿、多尘、温差大的环境对设备稳定性是严峻考验。核心设备选型与技术优势项目部署了超过500台矿用设备。其中，MES7110G矿用交换机具备千兆/万兆高性能以太网端口，为UWB定位数据实时回传铺设“高速公路”，确保人员位置信息秒级更新、无延迟无丢包。MIAP7102G-Exi本安型无线AP搭载Wi-Fi6技术，优化无线MESH和Super-Roaming功能，实现矿工移动时定位信号无缝漫游。设备环境适应性设计所有设备均具备宽温工作能力，防护等级不低于IP40，能抗电磁干扰，完全适应井下恶劣环境，保障系统长期稳定运行。项目实施成效与价值系统上线后，井上监控中心可实时掌握井下人员分布和移动轨迹，应急救援效率大幅提升；自动化、实时化的数据采集取代了人工考勤和粗放巡检模式，降低管理成本，提高管控精度；更为矿山后续智能化升级奠定了坚实的通信基础，便于未来引入更多监测系统时直接接入现有网络，避免重复建设。皖南铜矿500台设备部署实践新田岭钨业UWB系统应急救援应用应急演练背景与系统部署

湖南有色新田岭钨业作为中国五矿集团骨干子企业，年处理120万吨钨矿，为破解井下人员管理难题，部署了UWB精确定位系统，定位精度最高可达0.1m，并通过国家煤安认证（MA）、矿用产品安全认证（KA）及防爆认证。2025年6月井下火情应急演练

演练模拟井下维修硐室发生火情，智能管控中心利用UWB精确定位系统与多系统联动，自动发出报警信息，快速锁定火源位置和失联人员，有效避免了可能的人员伤亡事故。UWB系统在救援中的核心价值

系统实时定位受困人员及救援队员位置，帮助指挥中心快速制定精准救援方案，大幅缩短救援时间；记录的动态轨迹数据为复盘优化救援流程提供科学依据，提升矿井安全防控能力，降低二次事故风险。煤矿定位技术应用案例05福深兴安KJ1767J系统厘米级定位实践

核心技术：双算法融合实现厘米级突破KJ1767J系统以UWB技术为核心，采用“TDOA到达时间差+TOF飞行时间差”双算法融合方案，将定位精度提升至±30厘米，较传统微波技术实现本质跨越，彻底改变“仅知区域、不明具体位置”的管理困境。

极端环境适配：设备可靠性保障设备采用矿用隔爆兼本安型设计，支持-40℃~+70℃宽温运行，具备防爆、防尘能力，适应井下复杂环境。人员佩戴的定位标签轻量化且续航持久，内置SOS求救按钮与跌倒检测功能，紧急情况下可一键触发警报。

全流程智能化管理功能系统实现实时动态监控，显示井下人员数量、分布及运动轨迹，支持历史轨迹回放；智能考勤管理可识别替卡、未带卡等违规情况；安全预警机制对危险区域进行越界报警；应急救援时能快速定位被困人员，提供精准坐标。

实战验证：山西高瓦斯矿井救援案例在山西某高瓦斯矿井中，KJ1767J系统曾通过定位数据引导12名矿工安全撤离，验证了其在应急救援中的可靠性，展现了“定位+通信+环境监测”的融合能力。运输效率显著提升精确定位系统实时展示无轨胶轮车位置、速度等信息，2025年古城煤矿在无轨胶轮车运输量较上年同期提升约10%的基础上，运输成本下降了近3%。应急管理效能增强系统可立即锁定最近车辆用于应急响应，如紧急运送物资时能根据数据匹配最优车辆，改变了过去依赖事后汇报的被动局面。生产组织优化精确定位系统深入生产组织"毛细血管"，如采煤机运行状态、电流、运行轨迹等数据实时查看，处理问题时可精准定位，无需费力描述位置。安全防护网构建基于精确定位系统设置"电子围栏"，如掘进工作面15米警告距离警示灯闪烁、语音报警，10米危险距离触发声光报警并闭锁停机，将安全隐患消除在萌芽状态。古城煤矿"地下北斗"系统效率提升分析系统功能与安全管理体系06实时动态监控与智能考勤管理

井下人员实时位置与分布监测系统通过UWB等高精度定位技术，实时显示井下人员数量、分布区域及运动轨迹，井上监控中心可通过三维GIS矿图动态呈现人员位置，为调度提供精准依据。

历史轨迹回放与行为分析支持对井下人员过往活动路线进行查询与回放，便于管理人员分析作业路径、工作时长等，优化工作流程，同时为事故调查提供数据支持。

井口唯一性检测与智能考勤通过井口唯一性检测装置，实时识别替卡、未带卡等违规情况，自动记录人员出入井时刻、井下工作时间，配合LED信息屏同步显示井下人员总数、工种分布等数据，实现精准考勤与合规管理。

多维度考勤数据统计与报表系统可按部门、地域、时间、人员等维度生成考勤报表，包含下井次数、工作时长、重点区域停留时间等信息，支持数据导出与打印，满足日常管理与审计需求。电子围栏与危险区域预警机制多级电子围栏的精准布控针对井下采空区、机电硐室、掘进工作面等高风险区域，系统可设置多级电子围栏。例如在古城煤矿掘进工作面，设置15米“警告距离”和10米“危险距离”两级预警，实现递进式安全管控。多维度预警触发与联动响应当人员或设备接近危险区域时，系统通过标签终端声光报警、监控中心弹窗提示、井下广播语音提醒等多维度方式触发预警。如新田岭钨业项目中，越界行为可自动联动应急广播发布安全指令。设备智能闭锁与风险阻断在关键设备区域（如采煤机、转载机）设置电子围栏，当人员进入危险距离时，系统可触发设备紧急闭锁停机。古城煤矿在刮板输送机落煤点设置5米安全距离围栏，有效避免机械伤害事故。预警数据的统计与优化系统自动记录预警事件的时间、地点、涉及人员及处理结果，形成安全管理报表。通过分析预警频次和区域分布，可优化井下作业流程，如某煤矿通过预警数据调整掘进面人员巡检路线，使危险区域接近事件下降40%。应急救援响应与轨迹回放功能

灾变精确定位与生命体征监测系统通过UWB技术结合惯性导航，在信号中断时仍能持续追踪被困人员，定位精度达±30厘米。部分定位标签集成心率、体温传感器，可实时反馈被困者生命状态，为救援决策提供关键数据。

最短路径规划与救援调度结合三维GIS矿图，系统能为救援队规划避险最优路线，快速锁定最近应急资源。如山西某高瓦斯矿井事故中，该功能将救援响应时间缩短40%，成功引导12名矿工安全撤离。

历史轨迹回溯与应急演练复盘系统可存储3个月以上人员活动轨迹数据，支持事故后轨迹回放，为救援流程优化提供依据。湖南新田岭钨业通过该功能在2025年应急演练中，快速定位失联人员并复盘优化救援方案，提升实战响应能力。

多系统联动报警与信息推送当监测到人员进入危险区域或跌倒时，系统自动触发声光报警，并联动井下广播发布安全提醒，同时将报警信息推送至地面监控中心，实现“感知-预警-处置”全流程响应。实施效果与价值量化分析07安全管理效能提升数据

应急响应速度提升某矿透水事故中，定位系统将救援时间从72小时缩短至18小时，挽救生命9人；安全事件响应速度提升60%，早期定位预警显著降低事故扩大。

安全事故率降低通过精确定位与电子围栏等功能，事故率降低50%以上，直接减少因停产整顿、赔偿等造成的经济损失。

管理成本与效率优化古城煤矿通过基站多功能集成，节省180余套无线网络设备采购安装费用，后续运维人力成本降低30%以上；某矿通过定位系统减少30%无效巡检时间，提升作业效率15%。运输效率提升与成本降低古城煤矿应用精确定位系统后，2025年无轨胶轮车运输量较上年同期提升约10%，运输成本下降了近3%，实现了生产组织效率的优化。设备运维与人力成本节约古城煤矿通过融合基站将数据交换、人员定位和WiFi6功能三合一，节省了180余套无线网络设备的采购安装费用，后续运维人力成本降低30%以上。管理效率与应急响应提速新田岭钨业采用UWB定位系统后，人员调度效率提高50%，安全事件响应速度提升60%，减少了无效沟通与盲目派工，优化了管理流程。系统集成与长期投资回报皖南铜矿部署的井下工业通信解决方案，为后续智能化升级奠定通信基础，未来引入更多监测系统可直接接入现有网络，避免重复建设，降低长期成本。生产效率优化与成本节约分析智能化升级基础支撑作用

构建井下通信网络高速公路部署高性能矿用交换机（如MES7110G），提供千兆/万兆以太网端口，支撑UWB定位数据实时回传，确保人员位置信息秒级更新、无延迟无丢包，为海量数据传输奠定基础。

实现多技术融合与一体化管理融合UWB与5G、WiFi6等技术，构建定位、通信、环境监测一体化系统。例如基站可同时承载定位数据传输、语音通话与安全播报，甚至播放轻音乐缓解矿工压力，提升系统综合效能。

奠定数据驱动决策基础通过实时定位数据采集，为矿山后续智能化升级提供关键数据支撑。未来引入更多监测系统时，可直接接入现有通信网络，无需重复建设，降低智能化改造成本，加速矿山数字化转型。

提升应急响应与管理智能化水平系统记录的人员动态轨迹数据，可用于复盘优化救援流程，结合三维GIS矿图动态呈现人员位置，为调度提供精准依据，推动矿山从被动应对到主动预防的安全管理模式升级。技术选型与实施策略08不同矿山场景的技术适配建议

01高瓦斯煤矿：UWB+5G融合定位针对瓦斯浓度波动、对安全要求极高的煤矿井下环境，建议采用UWB技术结合TDOA与TOF双算法融合方案，实现±30厘米的精确定位。同时融合5G技术，确保定位数据的高带宽、低延迟传输，并可与应急广播系统联动，如山西某高瓦斯矿井应用案例，提升应急救援效率。

02金属非金属矿山：UWB为主，区域定位为辅对于巷道复杂、需要精准识别人员进出重要区域及相邻巷道人员的金属非金属矿山，建议以UWB技术为主，实现最高0.1米的定位精度，如湖南有色新田岭钨业案例。对于部分成本敏感区域，可辅以RFID等区域定位技术，构建混合组网模式，满足多样化管理需求。

03露天矿：GPS/北斗+惯性导航露天矿作业区域开阔，可优先采用GPS或北斗技术，如某露天矿采用北斗RTK技术实现5米级定位，优化车辆调度。在信号遮挡区域，可结合惯性导航技术，通过加速度计、陀螺仪等传感器计算位移，弥补信号丢失问题，确保定位连续性。

04掘进工作面：多传感器组合定位针对煤井下掘进装备定位难的问题，可采用机器视觉、激光测量与光纤惯导组合定位技术。如山西某矿井应用的悬臂式掘进机高精度组合定位系统，通过卡尔曼滤波器融合多传感器数据，稳定输出掘进机位姿数据，克服井下复杂环境影响。系统部署与运维最佳实践设备选型与环境适配策略核心设备需选用具备宽温（-40℃~+70℃）、高防护等级（不低于IP40）及抗电磁干扰能力的矿用本安型设备，如MES7110G矿用交换机和MIAP7102G-Exi本安型无线AP，确保适应井下潮湿、多尘、温差大的恶劣环境。基站布局与网络优化方案结合矿道结构与通风道，采用UWB基站每600-800米安装一组，实现无盲区覆盖；融合5G、WiFi6技术构建高带宽、低延迟传输网络，保障定位数据秒级更新，如皖南铜矿部署500台设备实现井下全覆盖。日常运维与故障诊断机制