智能示范礦井

“智能示范礦井“欄目 重點(diǎn)推送《智能礦山》“智能示范礦井”專欄刊載的論文，邀請(qǐng)全國(guó)各礦井分享最新智能化建設(shè)成果、亮點(diǎn)與經(jīng)驗(yàn)，旨在發(fā)揮典型智能示范礦井引領(lǐng)作用，促進(jìn)我國(guó)礦山智能化建設(shè)高質(zhì)量發(fā)展。截至目前，《智能礦山》雜志已刊載67家礦井智能化建設(shè)成果論文116篇。

文章來源：《智能礦山》2025年第3期“智能示范礦井”欄目

第一作者：金多，現(xiàn)任國(guó)家能源集團(tuán)國(guó)源電力公司（神東電力公司）準(zhǔn)東二礦副礦長(zhǎng)，主要從事煤礦生產(chǎn)技術(shù)研究與管理的相關(guān)工作。E-mail：15929401236@126.com

通訊作者：范懷斌，高級(jí)工程師，主要從事安全生產(chǎn)、災(zāi)害防治研究工作。E-mail：fanhuaibi@163.com

作者單位：國(guó)家能源集團(tuán)國(guó)源電力公司（神東電力公司）準(zhǔn)東二礦

引用格式：金多，范懷斌，刁約. 準(zhǔn)東二礦智能礦山建設(shè)實(shí)踐與應(yīng)用成果[J].智能礦山，2025，6(3)：25-33.

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國(guó)家能源集團(tuán)國(guó)源電力公司（神東電力公司）準(zhǔn)東二礦（簡(jiǎn)稱準(zhǔn)東二礦）地處準(zhǔn)東煤田大井礦區(qū)中南部，井田面積約150.82km，地質(zhì)儲(chǔ)量102.16億t，可采儲(chǔ)量53.2億t，一期工程建設(shè)規(guī)模600萬t/年，服務(wù)年限627.4年。煤層埋深470～740m，煤層厚度30.55～70.57m，平均厚度53.59m，根據(jù)煤層賦存條件，結(jié)合大巷布置形式，采用長(zhǎng)壁垮落采煤法，分層放頂煤采煤工藝，分層厚度18m，工作面長(zhǎng)度為240m。2020年7月，準(zhǔn)東二礦列入國(guó)家能源集團(tuán)十大重點(diǎn)智能化示范煤礦，同年11月，列入國(guó)家首批智能化示范煤礦新建8座煤礦之一。

準(zhǔn)東二礦智能化建設(shè)經(jīng)驗(yàn)

準(zhǔn)東二礦為新建礦井，采用行業(yè)先進(jìn)技術(shù)及創(chuàng)新型產(chǎn)品，智能化建設(shè)在建井期作為重要內(nèi)容列入3年規(guī)劃中，整體智能化建設(shè)通過三步走和三保障來實(shí)施。

（1）詳細(xì)規(guī)劃與設(shè)計(jì)中級(jí)至高級(jí)智能化礦井的頂層設(shè)計(jì)，智能化設(shè)計(jì)與煤礦實(shí)際深度融合，滿足高起點(diǎn)、高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量的頂層設(shè)計(jì)。

（2）礦井中級(jí)智能化建設(shè)在專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)與各生產(chǎn)單的互相配合，在煤礦聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn)前完成各平臺(tái)部署，同時(shí)啟動(dòng)65個(gè)子系統(tǒng)智能化建設(shè)，在礦井正式投產(chǎn)時(shí)完成全面建設(shè)。

（3）通過一體化交付，集中展示煤礦智能化建設(shè)成果，由初期各子系統(tǒng)智能化到各平臺(tái)融合多類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，從單機(jī)智能化到整體智能化，一體化交付中包括智能化設(shè)備、智能化運(yùn)維的專業(yè)人才。

三保障是指準(zhǔn)東二礦作為國(guó)家智能化示范礦井，上級(jí)公司的資金保障、技術(shù)保障、人力保障為智能化建設(shè)提供了有力支持?；ǖV井智能化建設(shè)中累計(jì)投資超過3億元；行業(yè)內(nèi)各級(jí)專家對(duì)建設(shè)技術(shù)方案評(píng)審、指導(dǎo)，建設(shè)團(tuán)隊(duì)超100人。

準(zhǔn)東二礦智能化建設(shè)成果

準(zhǔn)東二礦按照國(guó)家和國(guó)家能源集團(tuán)智能化建設(shè)規(guī)劃和標(biāo)準(zhǔn)，全面運(yùn)用“智”賦能技術(shù)，以少人、無人化安全生產(chǎn)為目標(biāo)，高標(biāo)準(zhǔn)、高起點(diǎn)開展煤礦智能化總體設(shè)計(jì)、全面部署、整體實(shí)施、一體化交付。依托先進(jìn)可靠的IT基礎(chǔ)設(shè)施和智能化監(jiān)控、感知系統(tǒng)，著力構(gòu)建智能一體化管控平臺(tái)和邊緣側(cè)數(shù)據(jù)中心，全面實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)融合、數(shù)據(jù)融合和業(yè)務(wù)融合，推進(jìn)煤炭生產(chǎn)的數(shù)字化、智能化、綠色化轉(zhuǎn)型升級(jí)。準(zhǔn)東二礦完成云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的2個(gè)中心、3個(gè)平臺(tái)、4張網(wǎng)絡(luò)，以及65個(gè)子系統(tǒng)的整體布局建設(shè)。

2.1 2個(gè)中心

（1）云計(jì)算數(shù)據(jù)中心

數(shù)據(jù)采集服務(wù)具備多源異構(gòu)數(shù)據(jù)接入能力，提供實(shí)時(shí)生產(chǎn)、安全監(jiān)測(cè)和業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)換與清洗工具，源系統(tǒng)接入數(shù)據(jù)應(yīng)符合數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)具備礦區(qū)海量異構(gòu)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力，包括關(guān)系型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等部分；數(shù)據(jù)計(jì)算服務(wù)具備批量計(jì)算和流式計(jì)算能力，提供批流一體的數(shù)據(jù)計(jì)算引擎；數(shù)據(jù)治理服務(wù)依托國(guó)能集團(tuán)數(shù)據(jù)治理平臺(tái)提供服務(wù)；數(shù)據(jù)訪問服務(wù)具備對(duì)用戶和系統(tǒng)提供授權(quán)可控?cái)?shù)據(jù)共享和訪問服務(wù)功能；數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后上傳至國(guó)家能源集團(tuán)云數(shù)據(jù)中心（數(shù)據(jù)湖）。

（2）調(diào)度指揮控制中心

調(diào)度指揮控制中心集成礦井和選煤廠各生產(chǎn)類監(jiān)測(cè)監(jiān)控子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程遠(yuǎn)程集中控制，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和可視化；生產(chǎn)集中控制系統(tǒng)與安全集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)、煤礦數(shù)據(jù)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)間聯(lián)動(dòng)控制的協(xié)同工作能力；調(diào)度指揮控制中心內(nèi)安全集中監(jiān)控系統(tǒng)可進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度、視頻監(jiān)控、人員監(jiān)控、輔助運(yùn)輸、緊急通信、應(yīng)急救援、異常告警、安全監(jiān)測(cè)、災(zāi)害防治、設(shè)備管理、設(shè)備巡檢、安全巡檢和系統(tǒng)管理，滿足礦井人員、車輛和設(shè)備管理，實(shí)現(xiàn)各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)和分析，準(zhǔn)東二礦調(diào)度指揮控制中心如圖1所示。

圖1 準(zhǔn)東二礦調(diào)度指揮控制中心

2.2 3個(gè)平臺(tái)

（1）生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)

制定統(tǒng)一業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)規(guī)范，融合集團(tuán)各級(jí)智能化、信息化建設(shè)成果，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理、調(diào)度管理、一通三防、班組管理、煤礦邊緣側(cè)大數(shù)據(jù)綜合管理。向上與集團(tuán)經(jīng)營(yíng)管理、決策支持系統(tǒng)互聯(lián)互通，向下與智能裝備、智能控制系統(tǒng)管控協(xié)同，實(shí)現(xiàn)煤炭各類業(yè)務(wù)信息的共享和聯(lián)動(dòng)分析，助力集團(tuán)一體化生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管控。

（2）生產(chǎn)集中控制平臺(tái)

煤礦生產(chǎn)集中控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)綜放工作面、掘進(jìn)工作面、主運(yùn)輸、通風(fēng)、供配電等系統(tǒng)電氣設(shè)備的工作狀態(tài)、安全、生產(chǎn)、計(jì)量等參數(shù)，同時(shí)進(jìn)行設(shè)備遠(yuǎn)程操控，實(shí)時(shí)獲取報(bào)警信息等功能，并將整理、分析后的數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，形成統(tǒng)一的煤礦生產(chǎn)集中控制系統(tǒng)，具體包括7個(gè)子控制平臺(tái)。

（a）綜放工作面智能化系統(tǒng)

針對(duì)準(zhǔn)東二礦煤層厚，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，低瓦斯含量，礦井可采面積大的實(shí)際情況，定制化開發(fā)了完整的綜放工作面智能化解決方案，子系統(tǒng)包括巷道集控室、自移機(jī)尾集控室、帶式輸送機(jī)自移機(jī)尾控制系統(tǒng)、供配電子系統(tǒng)、采煤機(jī)電控子系統(tǒng)、液壓支架電控子系統(tǒng)、“三機(jī)”電控子系統(tǒng)、泵站電控子系統(tǒng)、工作面通信/閉鎖子系統(tǒng)、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)、無線網(wǎng)絡(luò)與遙控子系統(tǒng)、巷道輸送帶控制子系統(tǒng)組成，打破綜放工作面不同子系統(tǒng)之間的技術(shù)壁壘，實(shí)現(xiàn)了綜放工作面采掘、支護(hù)、運(yùn)輸、供電、供液、視頻等一體化控制，綜放工作面集中監(jiān)控系統(tǒng)界面如圖2所示。

圖2 綜放工作面集中監(jiān)控系統(tǒng)界面

（b）綜掘工作面智能化系統(tǒng)

目前準(zhǔn)東二礦掘進(jìn)工作面掘錨機(jī)、綜掘機(jī)、可伸縮帶式輸送機(jī)等采掘支護(hù)運(yùn)輸設(shè)備未實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳、自動(dòng)控制、遙控遠(yuǎn)控等需求功能。智能化建設(shè)將綜掘工作面饋電、帶式輸送機(jī)、生產(chǎn)移變以及風(fēng)機(jī)開關(guān)等設(shè)備接入智能化控制平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了集中控制和聯(lián)動(dòng)控制，實(shí)時(shí)掌握綜掘設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、異常報(bào)警。

（c）井下帶式輸送機(jī)控制系統(tǒng)

通過子系統(tǒng)之間信息交互，實(shí)現(xiàn)了采掘、支護(hù)、運(yùn)輸、供電、供液等系統(tǒng)一體化控制。工作面輸送機(jī)實(shí)現(xiàn)了無級(jí)調(diào)速控制，在現(xiàn)有工作面輸送機(jī)調(diào)速系統(tǒng)常態(tài)化應(yīng)用基礎(chǔ)上，結(jié)合準(zhǔn)東二礦實(shí)際情況，升級(jí)改造了礦井輸送機(jī)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了礦井主運(yùn)帶式輸送機(jī)系統(tǒng)智能調(diào)速控制，滿足從綜采工作面到地面上倉(cāng)所有帶式輸送機(jī)的協(xié)同控制，主運(yùn)輸監(jiān)控界面如圖3所示。

圖3 主運(yùn)輸監(jiān)控界面

（d）輔助運(yùn)輸系統(tǒng)

輔助運(yùn)輸系統(tǒng)由輔助運(yùn)輸管控一體化平臺(tái)、基于UWB精確定位的紅綠燈控制系統(tǒng)以及傳輸網(wǎng)絡(luò)（利用現(xiàn)有環(huán)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施）3部分組成。

輔助運(yùn)輸管控一體化平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了對(duì)各子系統(tǒng)統(tǒng)一接入、統(tǒng)一承載、統(tǒng)一管理；通過采集人員和車輛位置信息以及其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，將人員及車輛定位、無線通信、智能輔助運(yùn)輸?shù)扔袡C(jī)融合，實(shí)現(xiàn)輔助運(yùn)輸生產(chǎn)過程的車輛管控、物資管控、運(yùn)輸調(diào)度等管控；基于UWB精確定位的紅綠燈控制系統(tǒng)通過控制箱就地獲取車輛的定位數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)紅綠燈邏輯控制。

（e）智能通風(fēng)系統(tǒng)

針對(duì)風(fēng)速傳感器精度不高，粉塵濃度對(duì)監(jiān)測(cè)精度影響嚴(yán)重、單點(diǎn)風(fēng)速不能準(zhǔn)確計(jì)算全斷面平均風(fēng)速等問題，以高精度風(fēng)速傳感器、全自動(dòng)測(cè)風(fēng)系統(tǒng)、通風(fēng)阻力在線監(jiān)測(cè)、通風(fēng)設(shè)施監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)，通過三維可視化決策平臺(tái)、實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)解算、按需智能決策、安全預(yù)測(cè)與故障診斷，實(shí)現(xiàn)智能局部通風(fēng)機(jī)控制功能，掘進(jìn)工作面按需供風(fēng)，及礦井主要通風(fēng)機(jī)一鍵式啟動(dòng)、反風(fēng)、倒機(jī)功能，地面主通風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程控制功能，正常狀態(tài)礦井風(fēng)流、風(fēng)量按照安全高效原則遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)，災(zāi)變時(shí)期按照控制災(zāi)變及救援原則的智能控風(fēng)、調(diào)風(fēng)，智能決策反風(fēng)方案，根據(jù)井下實(shí)際情況，使反風(fēng)量達(dá)到安全要求，主通風(fēng)智能監(jiān)控系統(tǒng)界如圖4所示。

圖4 主通風(fēng)智能監(jiān)控系統(tǒng)界面

（f）主排水監(jiān)控系統(tǒng)

主排水監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了壓力、液位、流量、閥門狀態(tài)、電機(jī)溫度、電機(jī)電流電壓等參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；實(shí)現(xiàn)了水泵根據(jù)液位自動(dòng)啟停，以及水泵根據(jù)均勻磨損、移峰填谷等原則自動(dòng)切換；實(shí)現(xiàn)了液位、引水、電氣、超限、缺水、預(yù)警等保護(hù)功能，中央水泵房可無人值守，主排水智能監(jiān)控系統(tǒng)界面如圖5所示。

圖5 主排水智能監(jiān)控系統(tǒng)界面

（g）信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)構(gòu)建了穩(wěn)定、高效的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，保障礦山內(nèi)部各設(shè)備、各系統(tǒng)之間的信息傳輸暢通無阻，搭建了有線和無線通信網(wǎng)絡(luò)，以及相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)安全保障措施；數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控礦山生產(chǎn)進(jìn)度、設(shè)備狀態(tài)、安全指標(biāo)等各類數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了礦山生產(chǎn)過程的全面掌控；應(yīng)用云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了礦山數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)、分析和處理，為決策提供有力支持。

（3）安全集中監(jiān)測(cè)平臺(tái)

安全集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為井下融合監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)，接入礦井瓦斯、水、火、頂板、沖擊地壓、人員位置等各專業(yè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，從類型、分站、區(qū)域不同維度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井下設(shè)備數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)顯示、提醒報(bào)警信息和故障信息；實(shí)現(xiàn)了分級(jí)報(bào)警，提升了報(bào)警精準(zhǔn)度，實(shí)現(xiàn)了安全監(jiān)控、人員定位、應(yīng)急廣播、頂板、水文等多系統(tǒng)業(yè)務(wù)聯(lián)動(dòng)，以及各數(shù)據(jù)信息的綜合展示和融合分析。

（a）瓦斯智能巡檢系統(tǒng)

針對(duì)準(zhǔn)東二礦瓦檢工作繁重、瓦檢人員有限且采用傳統(tǒng)人工檢測(cè)，手動(dòng)填寫瓦檢牌板的模式，開發(fā)了瓦斯智能巡檢系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了瓦檢工作信息化閉環(huán)管理，縮短了瓦檢數(shù)據(jù)處理分析時(shí)間，有效提升了瓦檢工作規(guī)范化、智能化及數(shù)據(jù)分析高效化，杜絕了瓦檢工作中脫崗、空班和漏檢行為，減輕了瓦檢員工作負(fù)擔(dān)。

（b）光纖測(cè)溫系統(tǒng)

井下光纖測(cè)溫系統(tǒng)采用拉曼散射原理和光時(shí)域反射技術(shù)實(shí)現(xiàn)了溫度和距離的測(cè)定?？娠@示全程分區(qū)圖及其溫度分布曲線、重點(diǎn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度隨時(shí)間變化曲線；具有定溫報(bào)警、差溫報(bào)警、溫升過快報(bào)警、光纖破壞報(bào)警、裝置異常等報(bào)警功能。光纖分布式測(cè)溫火災(zāi)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)可分析監(jiān)測(cè)溫度、溫度異常定位及溫度變化趨勢(shì)，為煤礦火災(zāi)預(yù)警預(yù)報(bào)提供數(shù)據(jù)支撐，井下光纖測(cè)溫智能控制系統(tǒng)界面如圖6所示。

圖6 井下光纖測(cè)溫智能控制系統(tǒng)界面

（c）智能綜合防塵系統(tǒng)

準(zhǔn)東二礦的智能綜合防塵系統(tǒng)充分考慮應(yīng)用場(chǎng)景及開閉閥時(shí)機(jī)，實(shí)現(xiàn)了多種傳感器融合聯(lián)動(dòng)并滿足遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，避免水資源浪費(fèi)及粉塵控制滯后等問題，提升了降塵效率，系統(tǒng)性提高了智能粉塵監(jiān)控系統(tǒng)的管理水平。

（d）多源水害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)

針對(duì)準(zhǔn)東二礦構(gòu)建礦井水害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，多元時(shí)序大數(shù)據(jù)軟件系統(tǒng)滿足統(tǒng)計(jì)分析微震、電法、水文監(jiān)測(cè)等多源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)遷移技術(shù)匯集至數(shù)據(jù)中心，形成多源時(shí)序監(jiān)測(cè)大數(shù)據(jù)池。在應(yīng)用端布設(shè)一套預(yù)警系統(tǒng)實(shí)時(shí)分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)工作面靜態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果和采掘影響下的數(shù)據(jù)變化動(dòng)態(tài)調(diào)整預(yù)警判據(jù)，實(shí)現(xiàn)水害實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)預(yù)警，多源水害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)架構(gòu)如圖7所示。

圖7 多源水害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)架構(gòu)

2.3 4張網(wǎng)

準(zhǔn)東二礦基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)由5G專網(wǎng)及F5G環(huán)網(wǎng)組成，F(xiàn)5G環(huán)網(wǎng)按業(yè)務(wù)類型劃分為工業(yè)控制環(huán)網(wǎng)、安全監(jiān)控環(huán)網(wǎng)、視頻萬兆環(huán)網(wǎng)，共同構(gòu)成了準(zhǔn)東二礦4張基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。

（1）F5G環(huán)網(wǎng)

F5G光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)干線設(shè)備無源無須供電實(shí)現(xiàn)了多級(jí)分光，全程預(yù)連接光纖光纜網(wǎng)絡(luò)，井下免熔纖操作，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)；故障診斷清晰準(zhǔn)確，可快速定位光纖鏈路故障；網(wǎng)絡(luò)布局靈活機(jī)動(dòng)，采煤工作面轉(zhuǎn)換時(shí)，網(wǎng)絡(luò)可靈活轉(zhuǎn)移自生長(zhǎng)；端到端萬兆高速互聯(lián)，網(wǎng)絡(luò)帶寬無瓶頸，可無限拓寬采煤業(yè)務(wù)對(duì)帶寬需求的空間，無源光網(wǎng)絡(luò)環(huán)網(wǎng)布置界面如圖8所示。

圖8 F5G無源光網(wǎng)絡(luò)環(huán)網(wǎng)布置界面

（2）5G專網(wǎng)

針對(duì)礦井現(xiàn)有的采、掘、運(yùn)、排、通、機(jī)修、監(jiān)測(cè)、調(diào)度、控制等各生產(chǎn)及附屬環(huán)節(jié)針對(duì)其無線通信的痛點(diǎn)，提供語音、視頻、數(shù)據(jù)三大智能化通信業(yè)務(wù)整體解決方案。統(tǒng)一規(guī)劃和設(shè)計(jì)地面及井下全部區(qū)域，實(shí)現(xiàn)智能采掘工作面5G無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

5G核心網(wǎng)部署1套極簡(jiǎn)5GC核心網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了輕量化控制面和用戶面全部下沉部署到準(zhǔn)東二礦礦區(qū)，保證5GC專網(wǎng)專用、物理隔離、低時(shí)延，全面滿足準(zhǔn)東二礦5G網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立、自主、可控的業(yè)務(wù)需求。

準(zhǔn)東二礦智能化建設(shè)亮點(diǎn)

3.1 基于一張圖共享平臺(tái)

三維展示系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了三維可視化環(huán)境下的礦山生產(chǎn)遠(yuǎn)程指揮與控制、生產(chǎn)過程管理數(shù)字化與智能化；三維基礎(chǔ)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了礦井基礎(chǔ)信息存儲(chǔ)、組織管理、專業(yè)表現(xiàn)算法封裝功能，為上層專家系統(tǒng)及專業(yè)分析提供礦用對(duì)象數(shù)據(jù)支持，一張圖三維展示系統(tǒng)界面如圖9所示，一張圖三維展示系統(tǒng)界面如圖10所示。

圖9 一張圖三維展示系統(tǒng)界面

圖10 一張圖三維展示系統(tǒng)界面

3.2 VR安全培訓(xùn)中心

VR技術(shù)應(yīng)用于煤礦安全培訓(xùn)，通過實(shí)景模擬和沉浸感，高互動(dòng)性和參與度，為學(xué)員提供了更為生動(dòng)、實(shí)際和交互性強(qiáng)的培訓(xùn)體驗(yàn)，在虛擬環(huán)境中模擬災(zāi)害應(yīng)急避險(xiǎn)、災(zāi)害發(fā)生預(yù)兆、發(fā)生強(qiáng)度和破壞程度，融入自救避險(xiǎn)知識(shí)并引導(dǎo)安全逃生，提升安全培訓(xùn)效果，實(shí)景培訓(xùn)中心如圖11所示。

圖11 VR實(shí)景培訓(xùn)中心

3.3 智能工作面透明地質(zhì)

煤礦地質(zhì)是礦井生產(chǎn)的基礎(chǔ)，與瓦斯、水害、頂板、火災(zāi)等災(zāi)害事故密切相關(guān)，是實(shí)現(xiàn)煤炭資源高效安全智能綠色開采的基礎(chǔ)和前提。準(zhǔn)東二礦透明地質(zhì)保障平臺(tái)以物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)和GIS協(xié)同技術(shù)為支撐，構(gòu)建了一體化礦井地質(zhì)保障系統(tǒng)，搭建了水文地質(zhì)、火區(qū)地質(zhì)、瓦斯地質(zhì)、掘進(jìn)工作面和回采工作面的透明化地質(zhì)場(chǎng)景，滿足各類地質(zhì)信息數(shù)據(jù)化管理，實(shí)現(xiàn)了全生命周期地質(zhì)大數(shù)據(jù)分析；應(yīng)用先進(jìn)建模技術(shù)，構(gòu)建了精細(xì)化礦井三維地質(zhì)模型，結(jié)合地質(zhì)數(shù)據(jù)分析，生成采煤機(jī)規(guī)劃截割曲線，并預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)未來采掘工程地質(zhì)，為煤礦智能開采及災(zāi)害預(yù)警提供了透明化地質(zhì)信息基礎(chǔ)，明地質(zhì)保障系統(tǒng)首頁界面如圖12所示，發(fā)火三帶劃分界面如圖13所示，透明地質(zhì)回采界面如圖14所示。

圖12 透明地質(zhì)保障系統(tǒng)首頁界面

圖13 發(fā)火三帶劃分界面

圖14 透明地質(zhì)回采界面

智能化建設(shè)面臨的技術(shù)難題

（1）安全集中監(jiān)測(cè)平臺(tái)及生產(chǎn)集中控制平臺(tái)接入多個(gè)子系統(tǒng)數(shù)據(jù)時(shí)，存在同系統(tǒng)廠商不同，部分協(xié)議無法通用，需根據(jù)相應(yīng)廠商及各子系統(tǒng)定制化開發(fā)數(shù)據(jù)接入?yún)f(xié)議，為適應(yīng)產(chǎn)品功能需和廠商多次對(duì)接、調(diào)試、數(shù)據(jù)核對(duì)。

（2）煤礦數(shù)據(jù)各板塊應(yīng)用系統(tǒng)多、數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性要求高且增長(zhǎng)快、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。缺乏對(duì)數(shù)據(jù)的整體資源化管理，導(dǎo)致數(shù)據(jù)分析利用、深度挖掘不充分，難以發(fā)揮數(shù)據(jù)價(jià)值，嚴(yán)重制約了數(shù)據(jù)融合共享、挖掘應(yīng)用。

（3）受限于綜放工作面工作環(huán)境、設(shè)備體積大等因素影響，實(shí)現(xiàn)設(shè)備高精度智能化控制存在技術(shù)難題；綜掘工作面生產(chǎn)可見度低，難以實(shí)現(xiàn)高精度實(shí)時(shí)控制設(shè)備和智能AI分析；帶式輸送機(jī)系統(tǒng)復(fù)雜，獨(dú)立控制的帶式輸送機(jī)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)控制整體系統(tǒng)，無縫銜接存在技術(shù)難點(diǎn)。

結(jié)語

準(zhǔn)東二礦已建成的智能礦山系統(tǒng)在實(shí)踐中取得了顯著的應(yīng)用實(shí)效，尤其在煤層埋深較大且采用放頂煤工藝條件下，推廣應(yīng)用意義更為突出，證明了智能礦山建設(shè)的必要性和可行性，為未來礦山行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)提供了有益的借鑒和參考。

下一步的建設(shè)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)一體化集中控制，綜掘工作面通過工作面集控中心和地面集控中心可實(shí)現(xiàn)對(duì)工作面設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制功能；地面集控中心實(shí)現(xiàn)綜采和主運(yùn)2套系統(tǒng)深度融合，根據(jù)綜放源頭煤流信息及上級(jí)輸送帶煤量，逐級(jí)控制主運(yùn)帶式輸送機(jī)速度，通過主運(yùn)帶式輸送機(jī)沿線布置視頻攝像機(jī)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)煤量算法調(diào)速為主、機(jī)器視覺調(diào)速輔助手。

END

編輯丨李莎

審核丨趙瑞

煤科總院出版?zhèn)髅郊瘓F(tuán)成立于2015年，擁有科技期刊21種。其中，SCI收錄1種，Ei收錄5種、CSCD收錄6種、Scopus收錄7種、中文核心期刊9種、中國(guó)科技核心期刊11種、中國(guó)科技期刊卓越行動(dòng)計(jì)劃入選期刊4種，是煤炭行業(yè)最重要的科技窗口與學(xué)術(shù)交流陣地，也是行業(yè)最大最權(quán)威的期刊集群。

《智能礦山》

Journal of Intelligent Mine

月刊CN 10-1709/TN，ISSN 2096-9139，聚焦礦山智能化領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研用新進(jìn)展的綜合性技術(shù)刊物。

主編：王國(guó)法院士

投稿網(wǎng)址：www.chinamai.org.cn（期刊中心-作者投稿）

聯(lián)系人：李編輯 010-87986441

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