2026年煤矿智能应急通信系统建设与应用

2026/04/232026年煤矿智能应急通信系统建设与应用汇报人:1234CONTENTS目录01

政策背景与行业需求02

系统技术架构设计03

关键技术创新与应用04

典型应用场景分析CONTENTS目录05

实战案例与成效评估06

面临挑战与应对策略07

未来发展趋势展望01政策背景与行业需求国家煤矿智能化建设政策导向国家层面政策核心要求中共中央办公厅国务院办公厅《关于进一步加强矿山安全生产工作的意见》明确推动中小型矿山机械化升级改造和大型矿山自动化、智能化升级改造，加快灾害严重、高海拔等矿山智能化建设，打造一批自动化、智能化标杆矿山。国家能源局发展规划《国家能源局关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见》（国能发科技〔2023〕27号）提出以数字化智能化技术带动煤炭安全高效生产，并对煤矿智能化发展进行部署。煤矿智能化建设目标国家矿山安全监察局2023年11月全国矿山智能化建设工作会商视频会强调，到2026年所有煤矿必须完成智能化建设，推动煤矿智能化发展已成为我国煤炭工业的共识。因地制宜的网络架构部署针对不同煤矿地质条件与开采布局，采用井上5G切片专网与井下独立5G物理专网相结合的方案，保障数据不出园区，如井下部署独立5G物理专网，优先保障上行容量。关键场所通信覆盖标准煤矿井下关键点位如采掘工作面、主要巷道、变电所等必须实现应急通信全覆盖，推广本质安全型5G基站或融合分站，确保在“三断”极端条件下通信不中断。与安全监控系统的融合要求应急通信系统应与煤矿安全监控系统有机融合，可共享瓦斯、风机等监测数据，当出现瓦斯超限等情况时，能自动在特定区域发出安全告警并指挥撤离。设备与终端的防爆及性能要求应急通信设备需符合煤矿防爆要求，选用抗弯曲、耐折损的军用野战光纤等材质，终端设备应具备轻量化（质量≤5kg）、长续航（≥6h）及快速部署能力，如2分钟内完成组网。地方煤矿应急通信建设要求煤矿应急通信行业痛点分析

01复杂环境下信号传输不稳定煤矿井下存在多径效应、信号衰减等问题，传统无线通信系统在复杂受限空间中传输距离短、中继跳转损耗大，难以满足应急通信需求。

02极端条件下通信保障能力不足地下矿井等密闭空间发生灾害时，易出现"断路、断网、断电"极端情况，常规通信手段瞬间失灵，严重影响应急救援效率。

03系统兼容性与互联互通难题矿区原有通信系统在正常情况下各自发挥用途，应急时难以协同；不同厂商设备标准不一，新增系统与现有生产设备、管理系统对接成本高。

04应急响应速度与部署效率低下传统应急通信设备部署耗时较长，难以快速构建临时通信网络。例如，部分系统在灾后需较长时间完成组网，影响救援黄金时间。

05设备可靠性与环境适应性挑战煤矿井下环境恶劣，对通信设备的防爆、抗高温、抗湿、抗干扰能力要求极高，现有部分设备在极端环境下稳定性不足，故障率较高。02系统技术架构设计智能应急通信系统总体架构01分层架构设计采用“感知层-传输层-数据层-应用层-展示层”五层架构，实现数据采集、传输、处理、应用与可视化的一体化管理。02感知层：多源数据采集部署瓦斯、温湿度、设备振动等传感器及高清摄像头，实时监测环境参数与设备状态，如陕煤曹家滩煤矿部署512路AI摄像头，自动识别20类风险行为。03传输层：5G+工业以太网融合井上采用5G切片专网，井下部署独立5G物理专网，辅以MEC边缘计算，定位数据处理延迟控制在200μs以内，保障远程控制指令实时下达。04数据层：边缘-云端协同处理边缘节点处理井下实时数据，实现80%核心功能离线运行；云平台整合地质、生产等10余类数据，构建数字孪生模型，支持全局调度与智能决策。05应用层：业务功能模块集成包含应急指挥调度、人员定位搜救、智能通风抽采、设备健康管理等子系统，如国家矿山安全生产风险监测预警平台实现重大风险实时监测与精准研判。感知层：多源数据采集方案

环境参数智能感知部署瓦斯、温湿度、风速、风压等多种传感器，实时监测矿井环境关键指标。例如，陕煤曹家滩煤矿部署512路AI摄像头，可自动识别20类风险行为，误报率低于0.3%。

设备状态实时监测对采煤机、掘进机、提升机等关键设备安装振动、温度、电流等传感器，构建“设备健康管理平台”，利用深度学习算法实现故障预测与前瞻性维护。

人员精准定位追踪应用UWB（超宽带技术）等定位技术，结合智能安全帽、定位卡等终端，实时掌握井下作业人员位置信息，精度可达厘米级，保障人员安全与高效调度。

应急事件快速感知通过AI视频识别、热红外传感等技术，实现对瓦斯超限、透水、火灾等突发事件的早期识别与自动报警，为应急响应争取时间。传输层：5G+工业以太网融合技术

5G网络技术架构与关键特性5G网络由接入网、核心网和承载网组成，具备高速率、低时延、大连接三大核心特性，支持高清视频监控、设备运行数据快速传输及海量传感器联网需求。

矿山5G部署方案采用井上切片与井下专网相结合的方案。井上利用5G切片专网实现与公网隔离及定制化网络性能；井下部署独立5G物理专网，矿井专用基站优先保障上行容量。

5G与边缘计算融合应用5G+MEC边缘计算技术将计算能力下沉至矿区边缘，实现数据本地快速处理，减少传输时延和带宽压力，保障远程控制指令实时下达与设备及时决策控制，如新元煤矿定位数据处理延迟控制在200μs以内。

工业互联网平台层级结构分为边缘层（数据采集与初步处理）、IaaS层（基础设施支撑）、PaaS层（开发与服务平台）、SaaS层（矿山应用软件），实现矿山数据汇聚、处理、应用及业务流程优化。

5G与工业互联网融合技术包括5G+MEC边缘计算、网络切片技术（为不同业务提供定制化网络性能）及数据管理与分析技术（采集多源数据，挖掘数据价值如预测设备故障、优化生产流程）。应用层：应急指挥平台功能设计多源数据融合与态势可视化整合井下瓦斯、温湿度、设备振动等传感器数据、视频监控画面及人员定位信息，构建三维数字孪生模型，实现地面对井下实况的“身临其境”掌握，如陕煤曹家滩煤矿部署512路AI摄像头，可自动识别20类风险行为。智能预警与联动处置通过AI算法对多源数据进行实时分析，实现瓦斯超限、设备故障等风险的智能预警，并联动广播、照明设备进行现场警示，形成“风险感知-预警处置-溯源改进”的全链条安全体系。应急资源调度与协同指挥构建应急资源数据库，实时掌握救援队伍、物资储备、避难场所等信息，通过智能算法优化资源调配方案，支持跨部门、跨区域的协同指挥，提升应急响应效率。应急预案管理与演练仿真存储各类事故应急预案，结合数字孪生技术模拟火灾、透水等事故场景，实现应急预案的数字化管理和仿真演练，优化应急处置流程，提高预案的针对性和可操作性。03关键技术创新与应用标准制定背景与意义2026年国家矿山安全监察局发布《煤矿井下5G通信系统技术规范》(KA31-2026)，作为矿山安全行业标准，旨在规范5G技术在煤矿井下的应用，提升应急通信可靠性与安全性，支撑煤矿智能化建设。网络架构与部署要求采用井上切片与井下独立物理专网相结合的部署方案，优先保障上行容量。井下部署本质安全型5G基站或融合分站，支持与工业以太网融合，满足工业控制、物联网感知、视频监控等综合承载要求。关键技术参数指标系统需具备低时延、大连接特性，支持定位数据处理延迟控制在200μs以内。在复杂井下环境中，应实现稳定的信号覆盖，保障高清视频传输、设备远程控制等业务的实时性与可靠性。安全与兼容性要求严格遵守《中华人民共和国无线电管理条例》，设备需符合矿用防爆标准。支持与煤矿现有安全监控系统、应急广播系统等融合，实现数据共享与联动，确保在“三断”等极端条件下的通信保障能力。井下5G通信系统技术规范光纤收发器在应急通信中的优化

电源防爆与安全设计选用符合煤矿防爆要求的电池，采取密封措施防止电池失爆，确保光纤收发器在井下危险环境中安全供电。

特种光纤材质选择应选用抗弯曲、耐折损的军用野战光纤，以适应井下复杂的敷设环境和频繁移动需求，保障通信链路的物理完整性。

快速收放与部署技术采用光纤滑环等先进设备实现光纤的快速部署和回收，确保在应急情况下能够迅速建立通信连接，减少部署时间。

多接口兼容性保障准备各种形式的光纤连接器，以实现与矿井原有监控系统等设备的快速对接，提升系统集成效率和应急响应速度。无线自组网与中继跳转技术无线自组网技术特性具备快速部署能力，支持无中心节点、多跳路由，可在2分钟内完成组网，适应煤矿灾后复杂环境通信需求。中继跳转核心参数单跳无线通信距离超1.6公里，中继跳数不少于15跳，末级带宽不低于5Mbps，总通信距离达15公里以上。混合通信模式应用采用有线与无线结合组网，融合光纤收发器与KJ30系统，实现事故现场与指挥中心实时音视频传输，提升救援协同效率。抗干扰与稳定性保障通过动态修正无线信号传输模型、抗弯曲军用野战光纤等技术，解决多径效应与信号衰减问题，确保极端条件下通信连续。违章行为智能识别截至2026年，AI电子围栏识别违章行为准确率达99%，陕煤曹家滩煤矿部署512路AI摄像头，可自动识别20类风险行为，误报率低于0.3%，较传统监控效率提升80%。危险区域入侵监测通过AI视频分析技术，对煤矿井下禁入区域、高风险作业区域进行实时监测，当检测到人员或设备非法入侵时，立即触发声光报警并联动应急广播系统，提示相关人员撤离。设备状态异常预警利用AI视频识别与图像分析算法，对煤矿关键设备如采煤机、掘进机、带式输送机等的运行状态进行实时监控，识别设备异响、漏油、部件损坏等异常情况，提前预警设备故障风险。安全监控系统智能联动AI视频智能分析系统与煤矿安全监控系统深度融合，当瓦斯超限、风机故障等安全隐患出现时，自动调取相关区域视频画面，辅助管理人员快速判断现场情况，提高应急响应效率。AI视频智能分析与风险预警数字孪生与应急演练平台

数字孪生技术构建矿山虚拟镜像通过三维数字孪生技术，立体呈现煤层赋存、断层构造、瓦斯富集区等隐蔽致灾因素，瓦斯浓度、抽采负压、流量等关键参数实时叠加在三维模型之上，实现地面对井下实况的“身临其境”掌握。

多场景应急仿真与预案优化构建基于数字孪生的安全仿真平台，模拟火灾、透水等事故场景，优化应急预案。结合AI视频分析系统实时识别危险行为，并联动广播、照明设备进行现场警示，实现“风险感知-预警处置-溯源改进”的全链条安全体系。

虚实结合的常态化实战演练城市级、园区级、流域级的数字孪生底座，使应急演练可以在虚拟空间中低成本、高频次开展。不同灾害场景下的预案推演可在孪生平台上完成“预演-评估-优化”的闭环迭代，大幅提升预案的针对性和可操作性。04典型应用场景分析井下突发灾害应急通信保障

“三断”环境下的快速组网技术针对井下突发灾害可能导致的“断路、断网、断电”极端情况，应急通信系统需具备快速部署能力。如中国煤科重庆研究院研发的CES-80矿用应急无线通信系统，可在2分钟内完成组网，单跳通信距离超1.6公里，中继跳数不少于15跳，总通信距离达15公里以上，末级带宽不低于5Mbps，确保救援现场与指挥中心的音视频传输。

多技术融合的通信链路备份采用光纤收发器与KJ30救灾无线通信系统融合应用，通过有线与无线相结合的组网模式，弥补传统单一无线通信的不足。选用抗弯曲、耐折损的军用野战光纤，配备符合防爆要求的电源，实现事故现场与远程指挥中心的实时音视频通信，提升应急通信的稳定性和可靠性。

智能感知与应急联动机制应急广播对讲通信系统与安全监控系统有机融合，当出现瓦斯超限、风机故障等情况时，自动在特定区域发出安全告警。如某系统可共享安全监控数据，定制化触发应急预案，调动相关区域广播设备，指挥人员撤离或采取应急措施，实现“风险感知-预警-处置”的快速联动。

应急通信装备的轻量化与便携化为适应井下复杂救援环境，应急通信装备向轻量化、高机动性发展。如徐州科瑞矿业科技研发的地下密闭空间应急通信装备，重量≤5kg，续航≥6h，可由救援人员便携携带，快速进入灾害现场建立通信链路，解决传统设备部署困难、适应性差的问题。“三断”环境下快速组网方案混合通信模式构建

采用“有线+无线”混合组网模式，如光纤收发器与KJ30救灾无线通信系统融合，利用光纤传输容量大、保密性好的优势，结合无线自组网灵活部署的特点，实现事故现场与指挥中心的稳定连接。自组网技术应用

推广CES-80矿用应急无线通信系统等自组网装备，该系统在密闭空间内单跳通信距离超1.6公里，中继跳数不少于15跳，总通信距离达15公里以上，2分钟内可快速完成组网，解决“三断”环境下音视频通信难题。应急通信装备轻量化

研发轻量化应急通信设备，如重量≤5kg、续航≥6h的便携式通信终端，配备抗弯曲、耐折损的军用野战光纤及快速收放装置，适应复杂井下环境，确保救援人员携带方便、部署迅速。空天地一体化保障

融合低轨卫星星座、应急通信无人机等资源，构建空天地一体化网络。在地面网络瘫痪时，通过卫星链路提供宽带服务，无人机群自动寻找最佳中继位置形成动态空中自组网，实现“三断”环境下全域覆盖。人员定位与搜救指挥系统高精度人员定位技术应用采用UWB（超宽带技术）等新一代无线通信技术，结合5G矿用专网，实现井下作业人员厘米级精准定位。例如，新元煤矿定位数据处理延迟控制在200μs以内，保障救援人员位置信息实时回传。智能搜救装备协同作业推广四足消防机器狗、生命探测仪等智能装备，与人员定位系统联动。如国家矿山应急救援乐平队配备的智能搜救装备，可快速定位被困人员，提升复杂环境下的搜救效率。可视化搜救指挥平台构建基于GIS和数字孪生技术的可视化指挥平台，集成人员位置、环境监测、救援资源等信息，形成应急指挥“一张图”。指挥员可实时掌握灾情态势，实现救援力量精准调度。应急通信与定位融合机制通过应急广播对讲通信系统与人员定位系统融合，当发生瓦斯超限等险情时，自动在特定区域发出告警并显示受困人员位置，指挥人员快速撤离。如煤矿应急广播系统可联动定位数据实现精准疏散。智能广播与应急调度联动多路广播与分组管控功能系统支持多套节目同时传输，可按区域或逻辑分组广播，如单独对办公区、井下候车室播放通知，支持最多199个分组，实现精准信息传达。安全监控系统联动告警通过定制共享安全监控系统数据，当出现瓦斯超限、风机故障等情况时，自动在特定区域发出安全告警，指挥人员撤离或采取措施，最大程度减少次生影响。领导远程讲话与预案调用矿领导可在办公室通过电脑或网络寻呼话筒对井下广播讲话；事故发生时，可自动或人工调用应急预案语音材料，播放给指定区域，直接指挥撤离。定时广播与无人值守优化支持按小时、星期、年月日编排定时广播任务，实现无人值守；功放智能关闭功能在播放完毕后延时3秒关闭，达到节能效果。05实战案例与成效评估系统核心性能指标该系统在密闭空间内可实现单跳无线通信距离超过1.6公里，中继跳数不少于15跳，末级带宽不低于5Mbps，总无线通信距离达到15公里以上，并能在2分钟内快速完成组网。关键技术突破有效攻克了无线通信在复杂受限空间中传输距离短、中继跳转损耗大等痛点，提供部署快捷、扩展性强、性能稳定的无线自组网解决方案。应用场景与单位已在晋中市应急管理局、国家矿山应急救援国能神东队、平顶山队、山东能源队、新疆兵团队等多家单位的煤矿、金属矿山、有限空间及地下模拟巷道等20多个场景开展试点应用。应用价值与优势凭借轻量化部署、混合通信模式、广覆盖、强抗干扰等优势，打通从传统单兵救援、经验指挥向信息化协同救援、智能可视化指挥转变的技术路径，获得应用单位高度认可。未来应用拓展应用将从井工矿山进一步拓展至地下管廊、交通隧道、水利涵洞等各类复杂地下空间，致力于实现应急救援装备的广泛互联互通，扫清应急救援任务中的关键堵点。CES-80矿用应急无线通信系统应用KJ30救灾通信系统优化实践

光纤收发器融合应用将光纤收发器与KJ30系统结合，采用有线与无线相结合的组网模式，解决传统无线通信信号不稳定、传输距离有限问题，实现事故现场与指挥中心实时音视频通信。

设备选型与性能优化选用抗弯曲、耐折损的军用野战光纤，配备符合防爆要求的电池并采取密封措施；采用光纤滑环等设备实现光纤快速收放，确保复杂井下环境中通信的连续性和稳定性。

系统集成与协同效应KJ30系统灵活中继、高宽带传输与光纤收发器大容量、长距离优势协同，保证通信质量和距离，为救援指挥提供全面准确的现场图像和声音信息支持。

应用挑战与应对策略针对光纤与矿井原有监控系统连接问题，准备多种光纤连接器实现快速对接；加强技术人员专业培训，制定详细应用方案和应急预案，确保系统操作维护熟练可靠。北峰智能互通矿业通信解决方案

01智能互联通信网络搭建基于北峰智能互联系统的数字集群通信技术，结合有线公网、有线专网、4G公网等多种IP互联方式，构建覆盖整个矿区的通信网络；在地下区域部署基站，增强信号覆盖，保障地下与地面的通信畅通。

02人员与设备定位管理为工作人员配备带有定位功能的北峰智能终端，通过系统的人员定位功能，平台可基于GIS数据信息平台和卫星定位，实时监控人员位置。对于大型设备，通过安装定位传感器，实现设备位置追踪和运行状态监测。

03应急一键报警与快速响应智能终端顶部均有紧急报警按钮，工作人员遇到危险时一键报警，调度平台立即接收报警信息并锁定位置，快速启动应急预案，指挥救援行动。

04多系统集成与统一调度北峰智能互联系统通过开放接口，经过二次开发可以与矿区现有的生产管理系统、安全监控系统等进行集成，实现数据共享和统一管理。

05公网终端接入与运输通信保障为运输车辆及经常外出的人员，配备支持4G公网的北峰智能终端，让终端直接注册到北峰智能互联系统，实现公、专网之间的单呼、组呼、全呼覆盖，保证运输途中实时通信与调度。应用成效：救援效率与安全提升数据应急响应时间显著缩短中国煤科重庆研究院CES-80矿用应急无线通信系统可在2分钟内快速完成组网，较传统系统部署时间缩短80%以上，为救援争取宝贵时间。井下人员定位精度提升新元煤矿采用5G+MEC边缘计算技术，定位数据处理延迟控制在200μs以内，人员定位精度达亚米级，保障救援人员安全与精准调度。危险岗位人员替代率达标截至2026年，煤矿危险繁重岗位作业智能装备或机器人替代率不低于30%，全国矿山井下人员减少10%以上，从根本上降低人员伤亡风险。事故率与伤亡人数双下降某大型煤矿应用智能瓦检系统后，瓦检员数量从77人缩减至12人，巡检效率提升90%，同期瓦斯事故率下降60%，实现“减人、增安、提效”目标。06面临挑战与应对策略信号传输衰减与多径干扰煤矿井下环境复杂，岩石、煤层等对无线信号吸收反射强，导致信号传输距离短、衰减快。如徐州科瑞研发团队聚焦“多径效应、信号衰减”难题，致力于提升信号覆盖能力。极端环境对设备的影响井下高温、高湿、高粉尘及可能存在的瓦斯等腐蚀性气体，对通信设备的防爆、防尘、防水、抗干扰性能提出极高要求，设备故障率高，维护困难。“三断”场景下的通信瘫痪风险发生灾害时，易出现“断路、断网、断电”极端情况，常规通信手段瞬间失灵。如中国煤科重庆研究院研发的CES-80系统，旨在解决灾后受限空间音视频通信难题。网络覆盖的不连续性与盲区煤矿巷道狭长、分支多、起伏变化大，传统无线网络难以实现全覆盖，存在通信盲区。特别是在掘进工作面、偏远采区等区域，信号覆盖不足问题突出。复杂地质条件下通信稳定性挑战多系统兼容性与标准化建设

跨系统集成架构设计采用开放接口与标准化协议，实现应急通信系统与煤矿安全监控、综合自动化、生产管理等系统无缝对接，如北峰智能互联系统通过二次开发与现有系统集成，降低整合成本。

数据交互标准制定建立统一的数据定义、格式及交换标准，确保不同系统间数据共享与协同联动，避免“数据烟囱”，提升应急响应效率与决策准确性。

通信协议兼容性保障支持多种通信协议，如5G、工业以太网、UWB等，实现井上井下、有线无线通信网络的融合，保障应急状态下语音、视频、数据的稳定传输。

设备接入与认证规范制定矿用应急通信设备接入规范，对新增设备进行兼容性测试与认证，确保与现有系统协同工作，如符合《煤矿井下5G通信系统技术规范》等行业标准。应急通信人才培养与技术储备

复合型人才培养体系构建针对煤矿应急通信技术融合5G、AI、物联网等特点，建立“通信技术+矿山安全+应急管理”跨学科培养模式，2026年起，要求煤矿企业每年组织不少于40学时的专业技能培训，重点提升技术人员在极端环境下的系统部署与故障排除能力。

实战化应急演练机制参照2026年全省矿山应急救援技术专题实训班模式，定期开展“断网、断