煤矿智能化建设指南《试行》

煤矿智能化建设指南《试行》一、总则为深入贯彻落实“四个革命、一个合作”能源安全新战略，适应煤炭行业高质量发展要求，加快推动煤炭生产方式变革，从根本上提升煤矿安全生产保障能力、生产效率和经济效益，指导规范各类煤矿智能化建设工作，制定本指南。本指南适用于我国境内新建、改扩建及生产井工、露天煤矿的智能化规划、建设、改造与验收，不同资源赋存条件、生产规模、灾害等级的煤矿可结合实际参照执行。煤矿智能化建设遵循以下基本原则：1.安全第一：始终将保障矿工生命安全、提升重大灾害防治能力作为智能化建设的核心出发点，坚持“减人就是增安、无人就是安全”，通过智能化建设逐步撤出井下高危岗位作业人员，从根源上降低煤矿事故风险，坚决杜绝以智能化名义降低安全保障标准的行为。2.分类推进：根据煤矿资源赋存条件、开采深度、生产规模、灾害等级差异化制定建设方案，千万吨级大型煤矿、灾害严重煤矿优先推进，中小型煤矿因地制宜改造，不搞“一刀切”，不盲目追求最高建设等级，避免无效投资和资源浪费。3.效益优先：以降本增效为核心目标，平衡建设投入与长期收益，优先推广投入小、见效快、实用性强的智能化技术装备，优先改造灾害严重、人员密集的作业环节，确保智能化建设后矿井吨煤成本下降、盈利能力提升，实现可持续发展。4.开放兼容：严格执行国家煤炭行业统一数据标准、接口规范，支持不同品牌、不同年代装备的互联互通，彻底消除信息孤岛，预留技术升级接口，适应人工智能、5G、工业互联网等新技术迭代发展需求。二、总体建设目标与核心指标到2025年，全国大型煤矿、灾害严重煤矿60%以上实现智能化，建成1000处以上符合标准的智能化煤矿，单井规模150万吨/年以上的煤矿全部实现智能化开采，全矿井井下作业人员平均减少30%，全员工效较传统矿井提升25%，百万吨死亡率较全国平均水平降低30%以上；到2030年，全国所有生产煤矿80%以上实现智能化，采煤、掘进工作面基本实现无人化作业，煤矿安全生产水平实现根本性提升，全行业百万吨死亡率控制在0.05以内，煤炭生产全面实现安全、高效、绿色、智能发展。智能化煤矿核心建设指标应满足以下要求：1.采掘工作面：薄煤层智能化采煤工作面作业人员（含巡检）不超过6人，中厚煤层不超过10人，大采高、放顶煤工作面不超过18人；智能化快速掘进工作面作业人员不超过8人，普通智能化掘进工作面不超过12人；2.生产效率：智能化采煤工作面单产较同条件传统工作面提升10%以上，智能化掘进工作面单进提升15%以上，全矿井全员工效提升20%以上；3.安全指标：智能化煤矿百万吨死亡率低于同期全国煤矿平均水平30%以上，连续3年无重大及以上生产安全事故；4.节能指标：全矿井吨煤生产能耗降低5%以上，通风、排水、压风等固定系统能耗降低10%以上。三、智能化基础设施建设智能化基础设施是煤矿智能化运行的基础，所有参与智能化建设的煤矿必须满足以下要求：1.网络基础设施：构建“万兆工业以太网+5G/千兆无线”的一体化工业网络，实现井上井下网络全覆盖，核心网带宽不低于100G，井下环网单链路带宽不低于10G，重要控制链路采用冗余配置，网络可靠性达到99.99%，井下无线信号覆盖率达到98%以上，控制类数据传输时延不超过50ms，满足实时远程控制要求。网络划分安全隔离区域，生产控制区与信息管理区物理隔离，防止网络攻击影响生产安全。2.感知网络：实现全矿井人员、设备、环境全维度感知，所有感知设备符合煤矿安全标志要求，测量精度满足规范：瓦斯传感器测量误差不超过±0.1%CH₄，一氧化碳传感器误差不超过±5ppm，人员定位系统静态定位误差不超过0.5m，动态误差不超过1m，惯性导航系统位置测量误差不超过±10cm/百米。所有感知数据实现毫秒级上传，数据上传准确率不低于99.9%。3.数据基础设施：建立“边缘层-矿区平台层-集团层”三级数据处理架构，边缘层部署在井下各生产单元，实现本地实时数据处理，处理时延不超过100ms，满足实时控制要求；矿区平台层实现全矿井数据存储、分析与建模，存储容量满足未来5年数据存储需求；严格执行《煤矿智能化数据元》《煤矿智能化数据接入规范》等行业标准，统一数据编码、接口协议，实现多源数据互联互通，支持跨系统数据调用。4.网络安全保障：煤矿智能化管控平台必须通过国家网络安全等级保护三级认证，重要生产数据实现异地异介质备份，备份周期不超过7天，每年至少开展1次网络安全攻防演练，建立网络安全应急预案，定期开展应急演练，防止数据泄露、系统瘫痪等安全事件。四、智能化开采系统建设智能化开采是煤矿智能化建设的核心，按井工开采、露天开采分别提出建设要求：（一）井工煤矿智能化采煤工作面按智能化水平分为三个等级，煤矿可结合实际选择建设等级：1.初级智能化采煤工作面：实现记忆截割、跟机自动化移架、工作面远程操控，工作面有固定巡视人员，减人率不低于30%；2.中级智能化采煤工作面：实现自动割煤、自动调斜、自动处理一般故障，工作面无人值守，仅每日定期巡检，减人率不低于50%；3.高级智能化采煤工作面：实现煤岩分界自动识别、截割轨迹自动调整、全流程自主运行，工作面无固定作业人员，仅定期巡检，减人率不低于70%。核心技术要求：（1）采煤机：配备惯性导航+煤岩识别系统，位置检测误差不超过±10cm，煤岩识别准确率不低于90%，记忆截割准确率不低于95%，能够根据煤层变化自动调整截割高度和牵引速度，故障自动预警，支持远程控制。（2）液压支架：配备电液控制系统，跟机移架滞后采煤机不超过3架，动作响应时间不超过0.3s，能够实现自动调斜、自动俯斜、防碰撞保护、漏液自动监测预警，支架阻力实时上传，支撑状态自动分析。（3）刮板输送机：实现链条张力自动调节，断链、过载、温度异常自动预警，运行参数实时监测，能够根据煤流负荷自动调整牵引速度。（4）供液供电系统：乳化液实现自动配比，浓度误差不超过±0.2%，压力自动调节，水质实时监测，自动过滤净化，供电系统实现故障自动隔离，远程停送电。（5）地面控制中心：实现采煤工作面全流程一键启停，工作面视频全覆盖无死角，控制传输时延不超过200ms，运行参数、环境参数实时展示，异常自动声光报警。冲击地压、突出等灾害严重矿井必须升级为中高级智能化采煤工作面，工作面作业人员全部撤出至安全区域，实现远程操控开采。（二）露天煤矿智能化开采露天煤矿智能化建设实现钻孔、爆破、铲装、运输、排土全流程智能化，核心要求：（1）穿孔环节：钻机实现自动定位、自动钻孔，定位误差不超过10cm，孔深误差不超过5cm，穿孔参数自动记录上传，作业效率提升10%以上。（2）爆破环节：爆破设计自动生成，装药过程自动控制，装药量误差不超过2%，爆破效果自动分析，预警盲炮风险。（3）铲装运输环节：挖掘机实现自动对位铲装，矿卡实现无人驾驶，编组自动调度，避障防碰撞，运输效率提升15%，燃油消耗降低8%，中级以上智能化露天煤矿无人驾驶矿卡覆盖率达到100%。（4）排土环节：排土设备自动作业，排土场边坡自动监测，异常自动预警，露天煤矿整体作业人员减少30%以上，生产效率提升20%以上。五、智能化掘进系统建设针对掘进系统作业人员多、安全风险高的特点，智能化掘进建设要求如下：1.分类建设要求：智能化快速掘进系统实现掘支运平行作业，单进水平不低于300米/月（岩巷）、600米/月（煤巷）；普通智能化掘进工作面单进水平较传统工作面提升15%以上。全矿井掘进工作面智能化率：国家级智能化示范煤矿达到100%，省级智能化煤矿不低于70%，初级智能化煤矿不低于30%。2.核心技术要求：（1）掘进装备：掘进机配备激光+惯性导航组合定位系统，航向误差不超过±0.5°，位置误差不超过±5cm，实现自动截割成形，巷道轮廓成形误差不超过±100mm，截割参数自动调整，故障自动预警。（2）支护系统：实现锚杆锚索自动钻装，钻孔定位误差不超过±2cm，预紧力自动控制，误差不超过±5%，网片、钢带自动安装，减少支护作业人员。（3）运输除尘：连续运输设备实现煤流负荷自动平衡，自动调速，转载点自动喷雾降尘，工作面粉尘浓度自动监测，智能降尘系统运行后总粉尘浓度降低30%以上，呼尘浓度降低25%以上。（4）超前探测：掘进工作面超前物探、探放水实现智能化施工，探测数据自动解析，异常构造自动识别预警，自动生成探测报告，实现探掘分离远程操控。智能化快速掘进工作面作业人员不超过8人，普通智能化掘进工作面不超过12人，减人率不低于40%。六、智能化运输与提升系统建设（一）主运输系统1.带式输送机系统：实现全线路集中自动控制，根据煤流负荷自动调速，实现煤流平衡，节能降耗，带式输送机能耗降低10%以上，撕裂、跑偏、打滑、温度、烟雾等参数实时监测，故障预警准确率不低于95%，所有转载点实现无人值守。2.主提升系统：立井、斜井提升机实现全自动运行，闸瓦间隙、提升速度、钢丝绳张力、罐位等参数实时监测，异常自动停车制动，提升机房无人值守，故障预警准确率不低于98%，年提升故障率不超过2次。3.智能巡检：主运输线路、主提升系统采用智能巡检机器人替代人工巡检，巡检周期不超过8小时，故障识别准确率不低于90%，减少人工巡检作业强度和风险。（二）辅助运输系统1.运输方式：新建大中型煤矿优先采用单轨吊、无轨胶轮车等连续化运输方式，淘汰落后的轨道间歇运输，提升运输效率。2.智能化要求：实现运输车辆实时定位，自动调度，自动驾驶（或辅助驾驶），定位误差不超过1m，防碰撞、自动避障，调度指令响应时间不超过10s，斜巷提升实现信号自动传输、挡车设施自动联动、异常自动制动，人员运输车辆实现超员超速自动报警，重点区域人员进入权限管控，所有辅助运输硐室实现无人值守，辅助运输效率提升20%以上，运输事故率降低40%以上。七、智能化通风与灾害防治系统建设（一）智能化通风系统实现通风网络实时监测，风阻自动解算，按需供风，主要通风机实现变频自动调节，通风电耗降低10%以上，局部通风机实现自动变频，根据工作面瓦斯浓度自动调节风量，风筒漏风自动监测预警，每15天自动更新一次矿井通风系统图，更新准确率不低于98%，所有通风硐室实现无人值守，掘进工作面风量偏差不超过±10%，有效保障通风安全。（二）瓦斯灾害防治1.瓦斯抽采：智能化抽采系统实现抽采参数实时监测，抽采管网自动调平衡，抽采浓度、流量自动统计分析，钻孔施工自动定位，终孔位置误差不超过1m，抽采率提高5%以上，单个抽采钻孔浓度低于0.4%CH₄自动预警，自动分析抽采效果。2.瓦斯监控预警：实现瓦斯传感器全覆盖，数据自动上传，瓦斯超限自动断电闭锁，实现瓦斯涌出动态预测预报，预测准确率不低于85%，突出煤矿实现突出危险区域动态划分，异常自动预警，石门揭煤等危险作业实现远程操控。（三）其他灾害防治1.水害防治：实现矿井水文地质参数实时在线监测，涌水量动态预测，老空水害区域动态标识，超前探放水数据自动上传分析，突水危险自动预警，预警准确率不低于90%，排水系统根据水位自动启停。2.火灾防治：采用束管监测、光纤测温、传感器监测相结合的方式，实现自然发火动态监测，温度、气体异常自动预警，自然发火概率预测准确率不低于85%，注浆、注氮系统实现自动配浆、自动注氮，根据发火风险自动调节参数。3.顶板与冲击地压防治：采煤工作面支架阻力实时监测，顶板来压预报准确率不低于80%，掘进工作面顶板离层自动监测，异常自动预警；冲击地压煤矿实现应力实时监测，冲击危险区域动态划分，预警准确率不低于80%，卸压工程实现自动化施工，危险区域最大限度减少人员作业。4.粉尘防治：全矿井粉尘浓度实时监测，采掘工作面、转载点自动喷雾降尘，粉尘浓度超标自动联动，总粉尘浓度降低20%以上，呼尘浓度降低25%以上，有效保障作业人员职业健康。八、固定辅助生产系统智能化建设1.供电系统：实现全矿井供电网络实时监测，故障自动定位、自动隔离，故障恢复时间不超过30分钟，井下高低压开关实现远程控制，所有变配电硐室实现无人值守，功率因数自动补偿，供电能耗降低5%以上，故障识别准确率不低于95%。2.排水系统：实现水泵自动轮换启停，水位自动调节，涌水异常自动预警，中央泵房、采区泵房实现无人值守，排水电耗降低10%以上。3.压风系统：压风机实现变频自动调节，根据用风量自动调节供风压力，保证供风稳定，压风机硐室无人值守，能耗降低8%以上。4.水处理系统：矿井水实现自动处理，水质实时监测，加药量自动调节，矿井水复用率不低于地方规定要求，实现达标排放。九、智能化管控平台建设所有智能化煤矿必须建设统一的云边协同智能化管控平台，实现全矿井数据统一集成、统一管控，消除信息孤岛，核心要求：1.架构要求：平台采用“边缘计算+云端管控”架构，边缘层满足本地实时控制需求，云端满足大数据分析、建模优化需求，平台接口开放，符合国家统一标准，支持与地方煤炭监管平台、企业集团平台对接，数据按要求实时上传。2.核心功能：（1）全矿井“一张图”管控：集成地理信息、开拓布置、设备、人员、环境所有数据，动态更新，实现可视化管控，所有数据查询响应时间不超过2秒，生产安全状况一目了然。（2）智能生产调度：实现生产计划自动编制，生产过程实时监控，生产异常自动调度，生产效率自动统计分析，生产计划完成率提升5%以上。（3）智能安全管控：实现风险分级管控、隐患排查治理双重预防机制智能化，风险自动辨识，隐患智能识别，闭环管理，隐患整改率提升10%以上，重大隐患预警及时率100%。（4）智能设备管理：实现设备全生命周期管理，设备运行状态实时监测，故障提前预警，预防性维护，设备故障率降低15%，故障维修时间缩短20%。（5）智能能源管理：实现全矿井能耗实时监测，能耗分布自动分析，节能优化调节，吨煤能耗降低5%以上。（6）智能人员管理：实现人员精准定位，考勤排班自动统计，违章行为智能识别，入井超员自动报警，重点区域人员准入管控。十、分级验收与保障措施（一）分级分类验收智能化煤矿分为三个等级，按层级组织验收：1.初级智能化煤矿：至少建成1个智能化采煤工作面、1个智能化掘进工作面，主要固定硐室实现无人值守，核心指标满足要求，由市级煤炭行业管理部门组织验收。2.省级智能化煤矿：所有采煤工作面实现智能化，掘进工作面智能化率不低于70%，全矿井核心系统实现智能化管控，全矿井作业人员减少30%以上，百万吨死亡率低于全国平均水平30%以上，由省级煤炭行业管理部