黄陵矿业一号煤矿智能矿井建设探索与实践-新闻动态--榆林市地质矿业协会-Powered by www.laoy.net

   摘要：2020年国家发展改革委、国家能源局、应急管理部、国家煤矿安监局、工业和信息化部、财政部、科技部、教育部共同印发了《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》（以下简称“《意见》”）。《意见》的发布实施将对我国煤矿的智能化发展起到凝聚共识、形成合力的作用，对于推进煤炭行业转型升级、促进煤炭工业高质量发展具有重要意义。本文以黄陵矿业一号煤矿智能化煤矿建设为例，探讨了智能化煤矿建设架构，系统介绍了一号煤矿在已建成的智能化系统上，通过构建“一个智能管控云平台引领、一个数据中心支撑、N个子系统保障”的“1+1+N”智能化矿井建设模式，利用数据中心、云数据平台、5G、机器人、AI等技术，有序推进矿井云GIS系统、风险防控系统、智能化采煤系统、智能化生产辅助系统等项目的建设。
      0 引言
     目前全国煤炭安全生产任务重，招工难的问题日益突出；土地塌陷、生态破坏严重；打造煤矿“绿水青山”的目标任重道远等问题。要改变上述局面，煤矿智能化建设是煤炭行业高质量发展的必然要求，是世界煤炭技术革命的新方向。“十四五”时期以及未来更长一段时期，5G、大数据、人工智能、区块链等先进信息技术将加速对传统产业的融合与渗透，各种能源的比较优势从根本上取决于其技术创新的进展程度，以煤矿智能化为标志的煤炭技术革命、技术创新成为行业发展的核心驱动力，煤炭智能绿色开发与清洁低碳利用是发展主题，煤炭低碳利用技术的颠覆性创新将使煤炭成为最有竞争力的能源和原材料资源。
    陕西陕煤黄陵矿业有限公司一号煤矿，核定产能600万吨/年，可采煤层为2号煤层，井田面积184平方公里，地质储量3.59亿吨，可采储量2.81亿吨，矿井采用平硐开拓，单水平开采，分区抽出式通风，综合机械化长壁后退式采煤；主运输采用带式输送机，辅助运输采用无轨胶轮车，煤层自燃倾向性为Ⅱ类，属水文地质类型复杂的高瓦斯矿井。2020年，该矿井被列为国家首批智能化示范煤矿建设名单。
     1 黄陵一号煤矿智能化煤矿建设内容
     近年来，一号煤矿遵循“健全系统、完善功能、改造升级、确保一流”的总体思路，2021年至2022年投资6.3亿元，累计投资15亿元，组建了11个智能化工作专班，建设了28个子项目，全面提升了矿井智能化水平。
    1.1信息基础设施
    一号煤矿信息基础建设包含通信网络、数据中心与服务、综合管控平台三大板块。
    1.1.1通信网络
    通过采用华为、中兴等国产一线品牌自主可控技术与装备全面升级通信网络。矿井主干网络采用冗余环形结构井下、地面分别布设十万兆、万兆、千兆三组环网，形成控制千兆、监测万兆、视频十万兆分链路组网传输模式，实现网络流量及网络拓扑自动生成功能的智能网络管理，全面提升机器视觉、语音识别、高采样频率大体量数据上行带宽；与中兴、联通、智引公司研究建设5G通信技术矿井应用，融合4G、WIFI 形成井上下泛在感知网络全覆盖, 数据传输形成立体式综合性网络架构，综合承载井下语音通信、数据传输、视频监测、人员定位信息等共网传输，不断推动5G+矿山物联系统建设。
    1.1.2数据中心与服务
    与华为公司合作建成以智能矿井数据中心为主、AI+NOSA数据中心为辅的智能煤矿大数据服务中心，利用超融合设备组成私
    有云及华为云形成智能矿井混合云，具备非结构化和结构化数据存储能力，结合公司云端形成异地灾备配置功能；数据服务端建设数据中台，形成数据资产管控体系和数据治理系统，通过建立统一标准规范的数据体系，规范主数据、数据索引格式、元数据格式、数据表结构等，完善的数据质量管理组织架构，制定规范的数据质量改善流程，形成数据应用场景的数据质量管理闭环，实现矿井业务过程数字化；通过数据平台沉淀，不断丰富矿井模型和知识库，形成矿井顶层平台应用综合承载。
    1.1.3综合管控平台根据公司“2+2+N”智能化建设整体架构，一号煤矿与龙软公司合作建立煤矿智能化综合管控平台，基于大数据服务中心综合承载，通过统一主数据标准、统一数据接口标准、统一系统入口标准、统一GIS图形标准“四统一”，利用云计算、协同GIS、数字孪生、智能识别、大数据等信息化前沿技术，对煤矿监测、控制、通信等系统的统一管理，实现煤矿地质勘探、巷道掘进、煤炭开采、通风排水、供水供电、安全防控等系统数据融合、分析决策和联动控制；业务系统实现了多部门、多专业、多管理层面的数据集中应用、交互共享和决策支持；融合安全生产、经营管理、生态环保、智慧民生等管理系统，实现全要素集中共享分析、智慧决策，达到矿井从检修模式向生产模式的一键切换，生产全过程协同控制，真正实现“智能化系统、系统智能化”。1.2地质保障系统
    建立矿井地质保障系统，通过无人机遥感影像及倾斜摄影数据，构建矿区地表三维实景模型;开展掘进工作面随掘超前探测，布设阵列式检波传感器，利用深度域绕射扫描偏移叠加成像技术对巷道前方三维地质体解析、超前探查、动态预报；基于GIS地质测量空间数据库，结合安全生产信息管理平台协同管理，利用数字孪生、多源异构数据融合分析构建二三维一体化地质保障系统，对矿井地层、钻孔、地质构造、积水区等地质属性可视化查询，实现井田储量计算、地质数据叠置分析、隐蔽致灾因素预测预警、三维地质剖切绘图及危险源信息查询应用等功能，为矿井安全生产和智能化开采提供业务支撑和决策支持。
    1.3掘进系统
    基于“掘锚一体机+锚运转载机+智能快速自移机尾”的半煤岩巷道智能快速掘进机器人系统，通过遥控机身装配的双臂钻机对迎头处巷道顶板、侧帮锚杆进行快速机械化支护；锚运转载机可同时进行锚固、受料和原煤转载运输，机身搭载4臂钻机，对帮锚杆、顶锚杆及锚索进行永久支护；智能快速自移机尾自动跟进掘进过程中皮带机不停机连续运输。智能快速掘进机器人系统配备惯性导航、数字式全站仪、激光测距等高精尖传感器，融合应用5G网络、电液控制、自动化控制等技术，实现了实时红外高清视屏监控、数据高速传输、设备状态感知、姿态调整、故障自诊断等功能，达到了自主定位截割、高效协同作业的目标，在地面调度室可对井下所有设备进行一键启动和远程操作，实现了掘、支、运平行作业，全面提高了巷道掘进速度和智能化水平。      陕西陕煤黄陵矿业有限公司一号煤矿张玉良宋焘  王飞

黄陵矿业一号煤矿智能矿井建设探索与实践

时间：2026/10/8 11:58:46

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