煤矿智能化系统包含哪些

这个不需要下载别的软件的，直接在车集煤矿智慧管控平台就可以直接观看的，但是要和自己本地的视频监控器连接上，才可以看。

拓展延伸：1车集煤矿智慧管控平台相关：

基于移动终端进行煤矿安全生产数据查询、统计、报表浏览，实现移动检查，随时随地获取安全生产信息，通知公告，移动办公。

2视频监控与车集煤矿智慧管控平台的连接：如果开通了宽带的话，将摄像机接上网线电源线，不用做任何设置，在手机安装好的APP客户端上，输入摄像机的ID号，就可以用手机监控了。

科创板煤炭工业软件龙头企业龙软 科技 （688078.SH）是一家基于LongRuan GIS +互联网+大数据+云计算,并为智能煤矿信息化领域提供整体解决方案的高 科技 公司。其中，公司最硬核的技术及相关专利之一，是龙软 科技 凭借多年行业积累，基于自主研发的LongRuan GIS 打造的智能煤矿“一张图”。

如同百度、高德和谷歌等民用地图改变人们的出行方式一样，LongRuan GIS “一张图”综合解决方案，通过技术创新推动了煤矿传统的管理模式变革，为构建智能煤矿的信息化管理模式提供了高 科技 支持。

什么是“一张图” ？

龙软 科技 “一张图”是GIS（地理信息系统）技术在煤矿行业的创新应用。“一张图”是一种创新管理模式, 是煤矿的BI（商业智能）, 也是煤矿技术人员的SVN/GIT（分布式版本控制系统）。

“一张图”及智能管控平台是一个面向行业数据库的大型数据仓库，它通过综合信息监管来提取对业务的分析信息，且无论是原始数据还是挖掘分析后的信息，都可以通过基础服务平台向外提供服务访问和交互。具体到煤矿方面，实现了矿山“采、掘、机、运、通”相关的安全生产、监测监控、安全管理等业务和数据与基础地理数据的叠加集成、汇交更新。各业务单位分工协作、各司其职，共同构建起矿山一张图，为安全生产、动态监控、经营决策等提供多维数据支持。

突破关键技术 释放创新能量

一直以来龙软 科技 在自主创新研发方面投入巨大。截至目前，公司取得煤矿信息化、智能化领域相关专利权54项（其中发明专利31项）、软件著作权242项。研发团队瞄准了行业痛点，已逐步形成了“四大”核心专利技术组：（1）GIS协同“一张图”及智能管控平台相关专利组；（2）智能综采综掘工作面相关专利组；（3）透明化矿山相关专利组；（4）矿山新型开采方式及装备的相关专利组。

其中，第一大专利组GIS协同“一张图”及智能管控平台相关专利主要涉及六项高价值的创新型专利：（一）“煤矿分布式协同一张图系统及协同管理方法”（二）“一种矿井信息化管理多专业巷道图形的动态更新方法”（三）“一种基于时态GIS的煤矿可视化管控系统”（四）“一种交互式注记等值线数值的方法和装置”；（五）“一种参数式煤矿井下供电设计方法”（六）“一种快速生成煤层小柱状的方法和装置”。

据了解，该组专利涵盖了煤矿时空数据“一张图”协同处理及管控平台应用。

专利一“煤矿分布式协同一张图系统及协同管理方法”， 提出了煤矿多专业数据统一管理、动态即时更新和共享的方法，奠定了煤矿“一张图”系统的关键技术基础，最早形成了煤炭行业信息化建设“一张图”模式。2017年龙软 科技 基于项目研发成果申请了发明专利，并于2019年获得授权。项目技术成果“煤矿空间信息服务与管理关键技术研究及产业化应用”，获2018年中国煤炭工业科学技术一等奖。

专利二“一种矿井信息化管理多专业巷道图形的动态更新方法”， 基于煤矿“一张图”技术体系，围绕煤矿数据规范化管理和自动化处理应用问题，提出了基于协同思想的煤矿巷道图形动态更新方法，解决了煤矿地测专题图形、一通防专题图形、机电设备布置专题图形、监测监控专题图形中必不可少的巷道动态更新难题。由于巷道数据是煤矿各类专题图形的最基础内容，该专利适应于几乎所有应用“一张图”模式的煤矿专题图处理和更新，是该领域必不可少的技术方法。龙软 科技 于2020年获得该项发明专利授权。

专利三“一种基于时态GIS的煤矿可视化管控系统” ，提出了基于时态地理信息系统TGIS“一张图”和透明化矿山的煤矿二三维一体化管控平台技术和方法，奠定了煤矿可视化管控平台及透明化智能开采的关键技术基础，融合地理空间场景构建、传感数据采集与通讯、脚本化模型驱动等技术，形成了以实时、动态地理信息为支撑的矿井二维、三维可视化管控新模式。2021年龙软 科技 获得该项发明专利授权。

此外，结合煤矿地理信息系统及“一张图”平台应用中的日常需求，针对等值线生成、小柱状绘制、供电系统设计等问题，创新提出并形成了“交互式注记等值线”、“快速生成煤层小柱状”、“参数式煤矿井下供电设计”等发明专利。基于以上系列专利，公司产品可以为煤矿时空数据的处理提供更高效、便捷的处理支持，进而形成统一、规范、完整、动态更新的煤矿“一张图”时空数据库和管控平台，并最终建立“基于多维GIS或图形处理技术的煤矿可视化管控系统”，实现煤矿自动化、智能化工业控制和可视化多维地理信息的一体化集成。

公司始终从煤矿智能化需求出发，通过分布式协同一张图的理念，改变了煤炭行业传统的单机工作模式，建立了煤矿多专业业务数据的统一管理、协同处理、动态更新、可视化管控体系，并通过创新的巷道多专业更新等技术方法，提高煤矿时空数据处理的效率及完整性，解决了阻碍煤炭行业信息化、智能化建设的数据孤岛严重、跨专业无法协同、跨部门管理困难、数据实时性不高等难题，解决行业痛点，为煤炭行业信息化、智能化建设开辟了基于时空地理信息系统的“一张图”综合管控和自适应智能开采模式，给煤炭企业带来一种全新的、适应“智能矿山”信息化建设要求的新型信息化管理模式。

多应用领域推动产业升级

“一张图”协同处理及管控平台应用对象可以是单个煤矿，也可以是多级架构的煤矿企业集团，分布式架构的自身特点决定了“一张图”系列产品具有极强的适应性，可应用于多个领域与场景。无论对于大型煤矿企业集团，还是中小煤矿企业，“一张图”产品解决的统一空间数据存储和分析应用平台问题均是煤矿信息化建设中的核心问题之一，也是当前实现煤矿智能开采必须面对和解决的基础问题。

目前，公司凭借着“一张图”协同处理及管控平台相关专利技术已成功已应用于陕西陕煤黄陵矿业有限公司一号煤矿“黄陵一号煤矿矿井智能综合管控云平台”、河南煤化集团永煤集团新桥煤矿“安全生产智慧管控平台”、江苏徐矿能源股份有限公司张双楼煤矿“智能GIS“一张图”平台”、国家能源集团新疆能源乌东煤矿“基于急倾斜煤层的一张图智能管控平台”、山东能源兖煤股份东滩煤矿“智能矿山综合信息管控系统”、中煤陕西榆林能源化工有限公司大海则煤矿“生产执行系统”等智能化建设示范矿井。

实践表明，基于GIS协同“一张图”、虚拟矿井、大数据安全动态诊断等核心技术专利的研发，解决了高度一体化管控的智慧、高 科技 矿区的关键问题。“一张图”管理系统的推广与实施，将为我国智能矿山建设奠定坚实的基础，不仅能够减员增效，而且还能进一步保障矿井安全生产。龙软 科技 作为专注于行业发展的高新技术企业，具有持续、强大的创新能力，对推动我国煤炭工业安全生产技术的信息化管理具有重要的 社会 效益。

关于图扑软件(Hightopo)

图扑软件自主研发了基于 HTML5 的 2D、3D 图形渲染引擎。广泛应用于 2D、3D 可视化、工业组态与数字孪生领域。为工业物联网、楼宇、场馆、园区、数据中心、工厂、电站、医院、农业、学校、仓储等行业客户提供优质数字孪生解决方案。

本文介绍智慧选煤厂可视化解决方案及重点应用场景。

国家“十四五”规划，中国要实现“2060”目标，需要优化产业结构和能源结构。煤炭是我国重要的基础能源，为国民经济和社会发展提供了可靠的能源保障。在智能化发展大潮之下，煤炭行业亟待借势转型。

图扑软件应用自主研发的 HT for Web 产品，搭建了选煤厂区建筑及生产设备、管线等设施的三维场景，将生产数据采集、安全监测监控与生产时空有机结合，构建了集智能巡检、设备安全监测、预警功能、企业管理于一体的三维可视化管理系统。全方位推动选煤厂精细化管理工作，实现减人增效的目的。

通过 Hightopo 构建 Web 智慧选煤系统。整体场景采用航拍建模方式获取，利用飞机或无人机搭载多台传感器，对选煤厂进行拍摄采集，快速高效获取真实反映厂区情况的数据信息。通过纠正、平差、多视影像匹配等一系列的内业处理操作，最终获得三维模型。航拍建模的成果数据具有地理坐标系信息，可以准确地和 GIS 匹配。

HT 和 GIS 的集成方案中可提供根据经纬度和海拔数据构建漫游线路，让用户以第一人称的视角按照指定线路对厂区进行巡检漫游，在制定线路的时候可以参考重点区域或智能化水平较高的区域进行制定，给用户呈现选煤厂重点发展区域以及智能化发展成效。

在线监测核心设备运行情况，对选煤厂智能管控实现全覆盖，避免监控不到位、工作人员疏忽等问题所造成的各类事故的出现，确保了选煤厂机电设备的正常、平稳、持续、高效的工作。

本次三维选煤厂可视化项目，从日常管控、企业历程、应急管控为主体进行展示。系统聚焦产品运输、洗选加工关键流程管控，化繁为简，从根本上堵塞管理漏洞，通过精准监督推动企业高质量发展。

日常管控

大气监测

在生产过程中，选煤带来的环境污染非常严重，这一问题已经引起社会各界的重视。图扑软件运用丰富的可视化图表和动画效果，实时统计各厂区、监测点的监测设备数据，数据涵盖当日室外温度、湿度、压力、二氧化硫和颗粒物等多个关键指标。为制定对控制污染源无组织排放、减少大气污染等综合管理方案，提供可靠的数据信息。

水环境监测

结合图扑软件 Web 2D 组态功能，再通过数据采集，实现水环境监测可视化。数据包括 ph 值、化学需氧量、生物化学需氧量以及细菌总数等水体资源保护及污染控制的重要指标。技术员可及时掌握洗水变化规律，做出适当调整。

固体废弃物占比监测

煤炭固体废弃物是指煤炭在生产、加工和消费过程中不再需要或者暂时没有利用价值而被遗弃的固态或半固态物质。利用图扑软件可视化图表，将固体废弃物以及占比进行等关键数据进行可视化呈现。防止固体废弃物污染环境，保障人体健康，维护矿区环境景观。

主厂房数据管控

主厂房是选煤厂生产系统的核心建筑物，选煤工艺的大部分的流程都要在此完成。图扑软件将 BIM 技术应用到主厂房建设中，BIM 技术将模型进行细化及深化之后，配合图扑软件 HT 引擎，进行贴近现实的三维渲染动画。2D 面板联动三维场景，动态更新设备指标，时刻对选煤工艺进行安全监管。

图扑软件 HT 的轻量化方式是在传统的 GIS 和 BIM 技术上做出了全新的改变：HT 具有轻量化、低成本的优点，企业无需再购置笨重昂贵的 GIS 和 BIM 软件；而且起点低、效果好，传统 Web 开发人员可轻松上手，借力 HT 强大的 3D 渲染效果即可做出高仿真场景。

点击“楼层隐藏”切换透视效果，呈现厂房内三维设备在厂房分布情况，点击“楼层展开”切换查看不同楼层内场景的设备运行情况。

3D 主厂房

主厂房设备监控系统通过 HT 3D 效果，1：1 制作 3D 可视化仿真互动模型，并将重介洗煤工艺流程整合融入，将原煤进行洗选加工和综合处理的全过程信息监控。

系统可实时显示重介旋流器、精煤皮带、振动筛、原煤皮带等重要设备的动态数据，当点选不同楼层设备时，自动弹出设备多重信息，创建多参数实时在线监测。

数据信息包括运行设备的振动频率、温度、故障信号、趋势信号等数据，管理人员可通过此功能，进行调用查看设备运行状态、故障属性及导致故障发生的相关联信息历史数据。

2D 主厂房

选煤厂主厂房负责把主井提升上来的精煤进行分选加工成原煤、块煤和矸石等产品。图扑软件以二维组态图方式搭建的选煤生产线，界面中可对用户所关注的产能信息、设备运行关键指标进行监测展示。覆盖精煤、中煤、矸石、煤泥的产品形成全过程。

场景内可对脱介筛、磁选机、泄介筛、离心机等设备布局进行可视化展示，不同的产物生产线路采用不同颜色的线条标识，为作业人员提供图形注释。

同传统界面相比，图扑满足工业物联网现代化的、高性能的、跨平台（桌面 Mouse /移动 Touch /虚拟现实 VR）的图形展示效果及交互体验。同时还支持结合 VR/AR 进行展示，让用户能够沉浸在虚拟环境中进行体验，尤其对工厂、车间、生产线等大型场景更具有优势。

密控系统

通过图扑软件实现可交互的 Web 密控三维系统，针对重介系统的密度控制和数据监控而开发，可使测量密度值跟踪、趋近直至等于设定值。密控系统分为精煤密控、中煤密控和矸石密控三大板块，实现煤泥含量及旋流器入口压力的稳定控制。

浓缩车间数据管控

浓缩车间适用于选矿厂的精矿和尾矿脱水处理。图扑软件基于 HTML5 标准的组件库，构建车间三维场景。

设备可视化

浓缩设备具有以下特点：

添加絮凝剂增大沉降固体颗粒的粒径，从而加快沉降速度

装设倾斜板缩短矿粒沉降距离，增加沉降面积

发挥泥浆沉积浓相层的絮凝、过滤、压缩和提高处理量的作用

配备有完整的自控设施

其中絮凝加药机设置高亮显示，点击即可隐藏其他设备显示。

蓄水动画演示

通过图扑软件将 2D 和 3D 无缝融合，搭配数据面板以及动画驱动制作了蓄水工艺可视化。场景支持常规的旋转、平移和视角缩放。蓄水工艺包括蓄水、加药搅拌（添加絮凝剂）、放水、泵体放水等操作的演示，营造具有真实沉浸感的体验。

压滤车间数据管控

压滤车间负责压滤处理煤泥、回收分离介质水，压滤机负责处理浓缩机底流。传统的压滤生产主要依靠人工操作，需人工查看并判断压榨程度，工作效率低下，产品水分无法得到保证，存在液压系统破损或压滤喷料伤人的安全隐患。

图扑软件搭建的压滤车间可视化管理系统，通过 HT 引擎将压滤车间的压滤机以及楼层分布进行 1:1 还原，可随时查看设备基本信息、运行信息、故障信息等。点击左侧面板压滤机以及楼层展开，即可查看车间楼层分布情况以及压滤机工作状态。

实时监测系统内压滤机状态信息，包括松开、压紧、进料等各进程状态，打破压滤机与压滤机之间、压滤机与智能压滤检测系统相关辅助设备之间的信息孤岛。实现智能压滤检测系统内所有设备及相关信息的统一集中监管，降低岗位巡检工的劳动强度，方便生产监管。

每台压滤机增设故障信息以及运行信息，通过实时监测压滤机电流电压，结合本台压滤机运行状态、基本信息，可自动判断压滤机是否达到进料结束时机，保障压缩车间正常运行。

汽车装车站可视化

传统的汽车装车采用人工操作装车。人工调度车辆位置和放料闸板开关存在人车精准配合难度大，容易出现溜槽磕碰、撒煤、超偏载等问题，装车工作效率低下。

图扑软件基于 Web 端的 UI/2D/3D、GIS、BIM 及 VR/AR 等可视化工具及应用，可以在浏览器上流畅展示，实现对车辆状态、料位状态、装载设备状态等关键信息的采集，并对设备进行控制，对司机进行提示，有效解决所需岗位人员多，职工劳动强度大等问题。

其中使用模型贴图的 UV 偏移动画模拟了煤矿运输过程。场景中还有与图纸按钮的功能交互，如溜槽展示、煤储动画以及栈桥动画的启停动画及演示，以及运输设备的单独查看。

能源管控

图扑软件自主研发的 HT 选煤厂能源管控系统，展示了厂区所有建筑用能、重要设备或工艺的能源消耗。点选内场景建筑图标，可以清晰明了地看出对应建筑当日及一周内用水、用电、用气的累计值以及变化趋势，能源管理一键触达。

用电管控

接入削峰、填谷实时数据形成峰谷时段用电柱状图表，选煤厂据此可实施"避峰就谷"生产用电管理模式，在完成生产任务的前提下，通过合理组织安排生产时间，降低电费平均价格，从而实现降低生产用电成本。

吨煤介耗

介质消耗是重介质选煤厂的主要辅助材料消耗之一，也是评价重介质选煤的一项主要技术经济指标。图扑软件通过对接数据接口，将本月吨煤介耗以及环比数值进行可视化表达，在后台，管理员可以对工厂用能进行全面检查，并及时反馈相关问题。

生产管控

选煤厂的生产是连续性很高的过程，连续的生产过程是由多个执行不同任务的工艺环节和多种工艺设备及相应的辅助设备来完成。

图扑软件通过对接生产线上所有设备数据，构建选煤厂生产管控系统。2D 面板展示实时产量、库存量以及生产数据等关键数据指标，利于明确各车间的生产任务及生产进度，实现车间生产现场管理透明化；协助车间生产管理人员及时处理突发状况，确保生产稳定进行。

传送带集中控制

煤矿输送带的运输方式与其他井下运输相比在运输速度、运输效率等方面具有十分明显的优势，可以实现短期内对大量煤炭物资的运输。图扑软件针对煤矿运输环节容易出现的各种问题，对传送带运输在线监测，降低煤矿运输成本的同时，保障运输人员的安全性，提升运输的整体速度。

支持模拟无人机视角漫游，当经过厂区建筑时，可自动弹出对应设备信息及瞬时带煤量变化趋势、在线统计设备故障数量，值班人员根据实时显示的数据进行复查留存，实现对煤炭产量的实时准确监管，有效解决职工不履职、工作疏忽容易造成事故隐患的现象，防止皮带断带等事故的发生。

参观模式

企业历程及荣誉

图扑软件依托自主研发的 HT 产品，对企业的品牌文化进行整体设计，展示企业的发展历程、成就以及业务等。通过数据可视化、分布式数据展示，既能客观真实地展示出企业经营状态、未来发展前景，也能更好地赋能企业发展，助推企业的进一步升级。

企业管理

人力资源管理是现代企业管理中的一个重要环节，随着企业信息化的不断推进发展，企业人力资源管理对大数据的应用也成为必要趋势。图扑软件搭建的企业管理平台，支持通过自定义的数据指标，展示如员工数量、职位结构、公司股东等情况，清晰的展示企业组织内部人才资源的基本概况，让管理人员对企业的人才组织现状有全方位动态的掌握。

经营绩效

图扑软件建立的以经营绩效为中心的可视化面板，实时展示企业的支出、收入金额、上缴税金，实现企业运营的穿透管理，满足领导“看得见、看得清、看得远”的需求，为企业资产经营管理、生产运营管理、产业结构调整等决策提供支持。

应急管控

安全四色图

图扑软件对选煤厂所有风险进行辨识分级，不同危害级别区域选用不同的颜色显示，建立安全四色图。方便建立安全风险分级管控工作体系，明确负责安全风险分级管控工作的管理部门。

不同风险和危害级别制定具体的防控措施进行管理。在图扑软件 2D 面板展示应急预案，应急物资、剩余应急物资信息。规范厂区应急救援工作，提高应对风险和防范事故的能力，保证职工安全的健康，最大限度的减少财产损失。

疏散路线

场景内通过流动线条标示输送路线，指向疏散出口方向。支持模拟多条疏散路线并预测时间，测出最佳逃生路线。

安全监测

选煤厂内车间设备分布不规律、跨楼层，涉及的监测点多达两百多个，因此需要根据监测点位置分布特点合理设置监测子站的位置，以及每个监测子站的监测范围。通过图扑软件 HT 打造的三维可视化系统支持根据现场摄像头实际点位，接入所对应的摄像头视频画面，实现场景还原。

一旦管辖区域内的监控摄像头拍摄到异常现象，系统会把摄像头信号调到显示大屏上，同时报警装置响起，提醒相关人员查看、解决问题。

预警统计

设备在线监测与预警是现阶段选煤厂“智能化”普遍建设内容，现场使用效果较为理想。但普遍存在浅尝辄止，数据监测类型单一，没有对在线预警数据进行深度挖掘、分析等问题。图扑软件对接多类传感器，多数据的监测与健康评估，实现故障定性、定量、定位诊断，包括燃气、电气、节能等运行参数。

融合红外成像和 AI 摄像头，系统可自主设置电子围栏内容、生效范围，实时监测设备关键部位温度，通过电子围栏看板，职工可实时查看现场中的设备情况以及设备统计。

重点监测

针对选煤厂重点区域，图扑软件依靠三维可视化技术划定重点监控对象，联动 HT 视频融合技术，将监控画面以 2D 方式融合到场景的三维模型中，为操作人员提供直观的视频图像和简单的视图控制，保证选煤生产的高效、有序进行。

采煤工艺全流程可视化

图扑软件还搭建了 2D 采煤工艺全流程监控可视化解决方案，对采煤工艺流程相关的设备和操作进行展示。实现设备全量全要素的模拟仿真反演。

相较于 InTouch/IFIX/WinCC 这些传统组态软件，图扑基于 Web 的平台更适合 C/S 向 B/S 转型的大趋势，多元素丰富的可视化组件和支持快捷的数据绑定方式，可用于快速创建和部署。实现零代码、低代码生成页面，可以快速搭建可视化页面生产平台，大大降低页面生产成本。为各类工业场景提供 2D、2.5D、3D 多种清晰美观的可视化服务模式。

其中，图扑软件搭建的智慧电力可视化解决方案，可帮助决策者从微观到宏观地掌握全省电网运行态势，形成数据和服务闭环。虚拟电厂既可以作为“正电厂”向系统供电调峰，又可作为“负电厂”加大负荷消纳配合系统填谷。

打造健康舒适厂区

系统对接环境监测系统，实时采集厂区内各监测指标，以及选煤厂房内各有害气体，并选用图扑软件丰富的图表、平面图等形式形象展示，通过设置环境数据预警值和告警值实现平台环境监测的自动告警。

优化选煤厂用能

HT 能耗监测系统的监测范畴涵盖厂区的电、水、气，通过智能设备对能源消耗进行全面感知，对各类能耗进行采集统计，并经过能耗分析挖掘对厂区生产生活的整体用能优化。

完善选煤厂安全建设

通过搭载智慧化物联网设备，对厂区资产信息进行统计分析，实现厂区资产的数字化管理。同时也能进行物资定位与盘点，实现管理人员对物资的全生命周期管理。

保障厂区生产生活安全

图扑软件对每日巡更计划的实施情况进行有效监测，并可联动 3D 场景查看巡更计划在厂区中路线、视频点位等信息。同时图表化展示巡更过程中的异常上报趋势，分析出巡更异常的高发时间段与区域。

目前，随着人工智能、5G 等新一代信息技术的迅猛发展，正处于从工业经济向数字经济转型过渡的大变革时代。图扑软件以“黑色煤炭、绿色发展、高碳能源、低碳利用”的管理理念，以精细化的管理模式，建立的智能化洗煤厂平台，最大限度以用户需要提供优质信息，发掘业务协同价值，多维度多层次展现，帮助用户迅速做出决策，提高选煤厂业务效率及质量。未来，图扑软件将紧跟 5G 时代的脚步，为选煤厂管理及技术创新、减人提效、降低成本、转型发展注入新动能。

①地下精准定位导航系统

②随掘随采精准探测地质信息系统

③智能快速掘进和采准系统，矿井通风、供排水、主副运智能系统

④工作面智能开采系统

⑤危险源智能预警与灾害防控系统

⑥矿井全工位设备设施健康智能管理系统

⑦煤矿地面分选运销与生态建设智能系统

⑧煤矿物联网综合智能管理系统。

煤矿智能化是指煤矿开拓设计、地测、采掘、运通、洗选、安全保障、生产管理等主要系统具有自感知、自学习、自决策与自执行的基本能力。

针对控制中心页面的建设，运用丰富的可视化图表和动画效果，集成供水、通风、运输、掘锚机运作及井内三维漫游画面，形象的对井下多元应用场景进行详尽的数据解释；Hightopo可视化可融合智能感知设备数据，实现对矿井的生产环境、工作视角、设备分布、工艺流程、产量走势、巷道划分、设备运行实时状态

采用物联网、云计算、大数据、人工智能、自动控制、智能装备等与煤炭开发技术装备进行深度融合，形成全面自主感知、实时高效互联、自主学习、智能分析决策、动态预测预警、精准协同控制的煤矿智能系统。

智能化煤矿可实现矿井地质保障、煤炭开采、巷道掘进、通风排水、生产经营等全过程的安全高效智能运行。三维立体的巷道监管效果，有利于改善矿山环境及工程实施设计，能将巷道工程变迁情况客观无误的记录和展现。

点击按键可随意切换工作区视角和井内视角，方便运维人员从不同角度观察到每条巷道的名称、视点位置、设备分布及对应的数据。巷道内部漫游设有前进、倒退等功能，易于实时了解视点位置。此外，增添聚光灯的设计会让巷道整体更加真实，仿佛身临其境。

记忆割煤、滚筒换向、自动往返及故障诊断的联动控制功能，针对采煤机故障诊断提供切实的数据依据，加速扼杀故障的萌芽。通过地面调度室即可远程遥控操作，由此达成井下少人化作业，加大煤炭资源的开采效率，为采煤机的高效安全生产奠定基础。

通过强大的渲染功能，真实还原采煤机井下运动工况的行进效果，利用 HT 可视化图表将采煤机运行的关键数据进行直观呈现。

到 2025 年，大型煤矿和灾害严重煤矿基本实现智能化；到 2035 年，各类煤矿基本实现智能化，构建多产业链、多系统集成的煤矿智能化系统，建成智能感知、智能决策的煤矿智能化体系，实现安全绿色、高效、智能化生产。

由此可见，在矿业开采政策的呼吁下，对矿山以破坏环境的粗放开采形式都将面临淘汰。若要实现可持续发展，则需基于 5G、物联网、大数据等高新技术手段，将矿山的多类型传输网络、管理、自动化等系统进行高度集成，铸造“矿山大脑”。

随着国家环境保护力度的持续加大及能源消费结构的转型，正倒逼煤炭产业必须走绿色智能的清洁化生产之路，智慧矿山可视化解决方案恰到好处的助力实现低碳循环发展：将各生产线的控制集中于此，各生产环节信息共享、横向协作，辅助运维人员构建自主感知、智能分析、科学决策、集约高效的数字化矿山。

煤炭智能精准开采3.0关键技术简述如下：

1、远程人工干预技术液压支架自动化运作

液压机运作环境较为复杂，为了使液压机能够正常运作，一般需要大量技术员工对液压机进行实时动态监控，那么这必然会造成大量人力资源的浪费以及公司成本的增加，更重要的是针对出现的问题不能够及时发现，就会导致信息反馈不及时。

最终会造成整体煤炭开采工作的整个运作效率低下。如果可以实现液压机的运作能够处于实时的监控状态之下，那么这将会大大提高煤炭开采工作的运作效率。

2、视频监控技术实现综采工作面实时监控

对于煤矿企业来说，在煤矿开采的过程当中，必然会面临开采人员的人身安全问题，尤其是地下煤矿开采活动，为了能够降低安全事故的发生概率，并且对已发生的事故能够做出及时的响应，就需要在综采工作面安装监控系统，从而对地下环境实现实时动态监控。

通过监控中心与指挥中心的互联互通以及相互协作，不仅能够实现工作面的可视化，同时还提高了井下作业的安全性，实现了地面指挥中心对井下作业相关情况的及时捕获，并针对突发事故做出及时的反应。

3、综采自动化集中控制技术实现设备全面监控

我国大多数煤矿企业已经建立起了一套比较完整的自动化综采集中控制系统，在煤炭开采过程中，可以实现机械设备处于全面控制并且被实时监控的状态。例如，采煤专用设备，液压支架、供电设备等。此外，根据实际工作环境，设计合理的施工工序。

实现井下作业控制系统与地面控制中心控制系统集中控制综采工作面，不仅可以实现煤炭开采流程全自动，还可以实现井下作业的可视化，从而在很大程度上提升了井下作业的安全性以及提高煤炭开采的工作质量。

什么是智慧矿山：

智慧就是对事物能迅速、灵活、正确地理解和处理的能力。

智慧矿山就是对生产、职业健康与安全、技术和后勤保障等进行主动感知、自动分析、快速处理的无人矿山。智慧矿山是本质安全矿山、高效矿山、清洁矿山矿山的数字化、信息化是智慧矿山建设的前提和基础，智慧矿山的建设是逐步实现的，具有明显的阶段性。

1.智慧矿山的基本构架

智慧矿山包括了矿山的各个方面，按照通常的划分方法，可以分为三个方面，就是智慧生产系统、智慧职业健康与安全系统、智慧技术与后勤保障系统。

1.1智慧生产系统

包括智慧主要生产系统和智慧辅助生产系统，智慧主要生产系统包括采煤工作面的智慧化和掘进工作面的智慧化，对于煤矿来讲，就是以无人值守采煤掘技术为代表的智慧综采工作面和无人掘进工作面。对于非煤矿山来讲，可能是以智慧爆破采矿为代表或者以自动机械采矿技术为代表的无人采矿工作面和无人掘进工作面系统。

1.1.1智慧主要生产系统包括：

1.1.1.1智慧采煤工作面方面可以分为：

智慧薄煤层无人工作面系统、智慧中厚煤层无人工作面系统、智慧综采放顶煤无人工作面系统、智慧充填开采工作面系统等。

1.1.1.2非煤矿山智慧采矿工作面

智慧任务爆破爆破采矿方面和智慧无人机械开采工作面。

1.1.1.3智慧掘进工作面主要有：

智慧机械无人掘进掘进工作面，和智慧炮掘无人工作面。

1.1.2智慧生产辅助系统

就是以无人值守为主要特征的智慧运输系统（含皮带运输、辅助运输）智慧提升系统、智慧供电系统、智慧排水系统、智慧压风系统、智慧通风系统、智慧调度指挥系统、智慧通讯系统等。

1.2智慧职业安全健康系统

近年来，我国矿山安全水平已经获得了巨大提高，安全管理的目标也从“减少事故，减少死亡”，提高到“洁净生产，关爱健康”的高度。从对于职业生命的关注，上升到对职工健康、幸福关爱。矿山的职业健康与安全包含了环境、防火、防水、等多个方面，子系统众多包含如下子系统：智慧职业健康安全环境系统，智慧防灭火系统、智慧爆破监控系统、智慧洁净生产监控系统、智慧冲击地压监控系统、智慧人员监控系统，智慧通风系统、智慧水害监控系统、智慧视频监控系统，智慧应急救援系统，智慧污水处理系统等等。

1.2.1智慧技术与后勤保障系统

为了煤矿生产安全提供技术保障和支持的系统，我们称为保障系统。保障系统分为技术保障系统、管理和后勤保障系统。

智慧技术保障系统是指地、测、采、掘、机、运、通、调度、计划、设计等的信息化、智慧化系统等。

智慧管理和后勤保障系统，智慧化的矿山管理后后勤保障系统，是指针对矿山的智慧化ERP系统、办公自动化系统、物流系统、生活管理、考勤系统等。

智慧矿山的主要特点

2.1“无人”是智慧矿山的最高形式

智慧矿山的显著标志就是“无人”，就是开采面无人作业、掘进面无人作业、危险场所无人作业、大型设备无人作业，直到整座矿山无人作业。整个矿山的各个方面都在智慧机器人和智慧设备下操作完成。

2.2智慧矿山建设的阶段性

2.2.1矿山技术发展的阶段性

矿山技术的发展大体经历了四个阶段，就是原始阶段--机械化化阶段--数字化信息化阶段--正在向智慧化阶段迈进。

一、原始开采阶段：人们主要通过手工和简单的工具稿刨、锨挖进行矿山的采掘活动，生产主要靠人力，效率极低。

二、机械化阶段：矿山在采掘、运输、提升、以及生产辅助方面采用大量机械设备和爆破施工，生产效率得到大大提高，矿井用人数量大大减少。

三、数字化信息化阶段，计算机技术的飞速发展，给传统的产业的发展带来了巨大机遇，“用信息技术改造传统产业，提升传统产业实现跨越式发展”也成为国家的战略，煤矿开展的“两化融合”、“三网合一”等工作就是这一阶段的的典型代表。从字面意义上来讲，数字化简就是将“书面”信息转变成电子信息数字信息；信息化主要是解决数据传输、数据呈现问题。

四、智慧化阶段，当前发到国家在各个领域都快速的向智慧时代飞进！尤其在军事领域，例如无人飞机、机器战士，无人战车等等。

智慧就是具有人类一样的思维能力，就是可以代替人处理复杂的工作，就是“无人”，智慧矿山能够主动的感知、自动分析、并能够正确快速地处理的矿山系统。

信息化数字化与智慧化的区别标志就是是否实现了“无人”。

2.2.2 智慧矿山发展的阶段性

智慧矿山的发展是是一个不断进步的过程，而且随着科技水平的提高，智慧化的程度也将不断提升。

我们认为智慧矿山的建设可划分为四个阶段。

一是单个系统、单项技术的智能化，实现一个系统、一个岗位的“点上的无人”。

二是多个系统的智慧化，实现部分系统的集成，实现”面上的无人”。

三是实现“一个矿井的无人”。就是井下生产、安全、后勤系统的全面无人。

四是实现“矿区系统的无人”。实现包括矿井生产安全、洗选、运输等矿区一级系统无人作业。

在此条件下，随着技术的进步，各个环节的无人技术还将不断进步和优化，达到更高的效率。

3.我国智慧矿山建设的基础与现状

3.1 智慧无人开采技术的现状

引进了一些国外的无人采面工作面系统，代表煤矿是

2000年铁法小青矿、2003年马兰、2005年大同引进DBT刨煤机自动工作面。2005年神化神东公司先后建成榆家梁煤矿哈拉沟半截深、补连塔全截深工作面。

自主知识产权的研发，山西科达自动化等公司为代表的国内厂家，积极投入无人采面工作面的研发，取得可喜成绩，已经有十多个工作面装备。

存在问题，一是我国煤矿地质条件复杂（例如具有特厚、厚、中厚、薄煤层等不同条件），需要针对不同地质条件研发不同的设备，在远程控制、环境探测、数据分析等方面还有一些关键技术需要突破。

在非煤矿山方面，主要采用爆破采矿技术。实现智慧化的方向应该是智慧无人爆破系统和智慧机械开采两个方向。

3.2 智慧无人掘进技术的现状

当前岩石掘进作业生产线，煤巷综掘技术代表着掘进技术的现有水平。在智慧化方面，缺少无人掘进机械，也缺少无人爆破掘进工作面技术。但是，在掘进机的信息化、喷浆机器、智能爆破技术等方面具有一批新的成果。

3.3智能辅助生产系统的的现状

辅助系统的智慧化工作，近年来发展迅速，无人排水系统、无人供电系统、无人皮带集中控制系统、无人压风系统、无人提升系统、主风机无人系统等在一些煤矿安装使用。山东能源集团等在矿井调度指挥、通讯方面进行了智能化建设，实施了“e”矿山工程、矿井“一卡通、物联网”工程，在通讯技术方面，装备了井下无线通讯、有线通讯、广播通讯以及井下千兆光纤环网通讯系统。山西、河南、安徽等省，以及神化、中煤等大型国有煤矿也推出了一些智能辅助系统。

3.4智能职业健康与安全监控系统的现状

一、智能激光感知技术，由激光驱动的传感技术，实现了现场无电无人工作，无电传输，免维护。是传感技术的革命性进步。

二、智能二氧化碳防灭火系统，在易操作性，防灭火效果等方面大大超过了氮气防灭火技术。

三、智能爆破技术，依照本质安全理念，智慧控制的理念，实现了对爆破全过程的自动监控自动控制，实现了“爆破本质安全，不安全就不能爆破”。数码雷管技术、智能炸药技术也取得了快速发展。

四、无线传感与物联网技术，物联网就是一种基于无线传输、自动组网技术的传感器组合系统，传感器的无线化和自动组网功能大大提高了安装使用的效率和适应性，为监控数据的获取传输、利用，提供了更加方便的技术手段，开拓了更加广阔的空间。

五、智能清洁生产技术方面，主要发展了智能防尘技术，包括注水技术和设备、净水技术和设备、喷雾添加剂、风流控制技术、粉尘监控技术等等，对于综采、综掘、普掘、普采作业工作面的防尘、降尘、除尘都产生了非常好的效果，使煤矿的生产安全环境由重污染，快速向洁净生产方向转变。六、智能冲击地压防治技术，冲击地压是最近几年才越来越突出的一种灾害，在山东等开采深度大的矿井引起了多起事故。在这方面，一方面引进波兰等一些国家的先进技术，另一方面北京科大、山东科大、中国矿大等，做出了深入的研究，形成了基本成熟的理论体系模型和相应的监控系统，正在使这一新的灾害获得控制。

七、智能人员监控技术，正在发展的精确定位系统，将改变现有人员管理系统定位不准或者不能定位的缺点，扩大人员管理系统的应用范围。

八、智能通风系统方面，在自动风门、主扇风机变频自动控制、局扇自动控制、通风参数监测、通风网络自动解算和整个系统自动控制等方面，都进行了一些深入研究，其目标就是实现全矿井通风系统的智慧化，无人值守，自动调节。

九、智能水害监控的技术，有水文监控系统、水害探测系统、自动排水系统等进步。

十、智慧视频监控系统，发展了基于无线传输的系统、光纤数码传输系统、海量图片的储存识别系统，并向高速摄像、自动脸谱识别方向快速发展。

十一、应急救援智能化、通讯、人员探测等技术方面也有较好的发展。

十二、在环境保护方面，快速发展了污水处理、矸石处理、除尘等技术。

十三、在安全距离智能监控方面，正在向自动实时监控、自动成图方面发展。

3.5智能技术、后勤保障系统的现状

矿山的保障系统我们认为有技术保障、后勤保障等方面。在技术保障方面发展了地测、通风、设计、供电等软件管理系统，后勤方面有财务管理、设备管理、库房管理等等多个系统。但是，缺少对全部信息的综合分析处理系统。例如将现场采集的数据与已有的数据进行的综合分析处理，拿出处理意见，并实施处理。

智慧矿山建设的任务

智慧矿山是矿山技术发展的根本方向。适应了世界科学技术发展的潮流和方向。在当前世界经济危机深重，我国全力应对危机，调整经济结构的形势下，推动矿山技术的智慧化，一方面，为众多的设备制造厂商指明了技术进步和产品转型的的方向和时机。另一方面，也为矿山技术发展指明了方向。

智慧矿山建设当前的主要任务有三个：一是，组建全国智慧矿山产业技术创新战略联盟（简称智慧矿山联盟）；二是确立智慧矿山框架，明确现阶段的关键技术难题并组织攻关，并建设若干个全国性的智慧矿山示范样板，推广智慧矿山技术；三是，建立智慧矿山技术标准体系。

4.1组建全国性智慧矿山技术创新产业联盟，引领智慧矿山的产业发展

根据发达国家的成熟经验和我国科技部等六部委的文件要求，结合我国矿山多样化的实际，没有一个政府部门能够领导智慧矿山的工作，只有组建产业联盟，结合矿山、研发、设备制造、大学与科研单位、银行与投资公司、媒体、协会、政府（安全生产监管总局、煤监局、科技部、工信部、发改委、教育部等）等多方力量，实现“用、产、学、银、媒、会、府”用一条龙，才能更好地、更快的促进智慧矿山的建设。建立全国智慧矿山产业联盟。

智慧矿山包含了矿山的数十个方面的智慧化，是一个非常庞大，意义深远的浩大工程。智慧矿山的建设，必将极大的促进我国矿业技术的提高，为国民经济建设作出巨大贡献，甚至为人类的进步作出很大贡献。如此浩大的工程需要千千万万的人员、机构积极参入，需要各行各业的人员参入。建立全国联盟的方法，是当前形势下的一个最好方法。

联盟应该设立顾问委员会、专家委员会、理事会、秘书处、协调处等常设机构。同时，要针对不同的子系统设立工作组或者技术组。联盟的设立将带来如下优势：

一、政府支持优势，国家和各级政府明文确支持联盟工作。联盟在向国家申报项目时具有很大优势。并且有关政府部门在联盟里是顾问。

二、银行信用优势，各大银行公开表示优先给联盟信用贷款，联盟的信用指标，联盟成员可以分享。

三、技术优势，联合了国内绝大部分研究单位和生产研究单位。

四、综合公关优势，联盟内部分工合作，利于综合公关。

五、标准制定优势，国家标准管理部门和标委会是联盟成员单位或者个人成员。

六、推广优势，联盟大，有标准在握，煤矿就是联盟成员，推广能力巨大。

七、人才优势，联盟内部具有大量的德才兼备人才，便于交流合作，抢占人才先机。

八、媒体优势，联盟内部媒体单位，并自办媒体。有利于宣传。

九、价格与采购优势，联盟可以打包集团采购，有利于降低成本。矿山是联盟的成员，根据联盟章程可以优惠10%。

4.2确立智慧矿山框架，明确现阶段的关键技术难题并组织攻关，并建设若干个全国性的智慧矿山示范样板，推广智慧矿山技术

通过多年的建设，矿山在智慧生产系统、智慧职业安全健康环境系统、智慧保障系统，形成了一定基础。当前的主要方向和课题是：

一、智慧主生产系统方面，重点是方向：一是，提升现有智慧无人采煤工作面(厚、薄、中厚煤层、充填开采等）智慧化水平，制定标准并实现技术、生产、使用管理的标准化，快速在全国推广。二是，智慧机械化掘进工作面，加快智慧化综掘技术研究，提高自动化水平，实现无人值守。三是，提升智慧普掘工作面（面对大量的普掘面，不能实现机械化的现实，要必要开展普掘面智慧化研究，实现安全）、四是，非煤矿山以智慧爆破为主的智慧采矿技术。

二、智慧辅助生产系统方面，提升排水、供电、通风、运输、提升、压风等辅助生产系统的无人值守的可靠性，制订相应的技术、生产、使用管理的标准，使技术快速在全国推广。

三、智慧职业安全健康环保系统，推动以安全和洁净生产，关爱健康为目标的有关系统建设。在激光传感器技术、物联网技术，二氧化碳防灭火技术、智慧爆破监控系统，智慧防尘监控系统、智慧冲击地压监控系统、智慧人员精确定位系统智慧通风系统方面实现通风系统的自动分析和自动调节、智慧水害监控系统、智慧视频监控系统实现对人员的自动识别等。

四、智慧保障系统方面

智慧技术保障系统发展三维系统和智能化系统，智慧经营管理和后勤保障系统发展智慧化、自动化、一体化。

4.3建立智慧矿山技术标准体系

将先进企业的标准升级为国标（行标），进而推动全行业的技术水平，这在发达国家已经成为惯例。在智慧矿山建设方面，我们也要借鉴这一成熟的经验。

智慧矿山的标准体系，包含两类。一类是对整个矿井的智慧矿山系统标准，一类是子系统标准，每一类都要包含技术标准、应用标准。

在对整个智慧矿山系统方面，应该分不同的矿种、不同的采矿条件建立不同的标准。

例如，对于煤矿来讲，要建立智慧薄煤层开采矿井系统、智慧厚煤层放顶煤开采系统，智慧中厚煤层开采系统、智慧普掘普采开采系统等系统，其中的智慧辅助生产系统许多东西可以统一，智慧安全环保系统、智慧保障系统应根据开采条件和自然条件等条件选择。

对于智慧金矿系统，智慧铁矿（磷矿）系统等也要建立标准体系。

对于子系统的标准，应该集合最先进的厂家的标准升级而成，成熟一个做好一个。

5.智慧矿山建设中注意的几个问题

5.1矿山的智慧化是一个不断进步的过程，这就像人类的智慧的发展是一个不断提高的过程一样。智慧矿山的建设过程是一个科技创新的过程，科技创新既是生产力、生命力、也是驱动力。因此，智慧矿山建设不能一刀切，要根据矿井的条件不同、技术水平不同，发展智慧化技术，只要能够通过智慧化实现提高效率、促进安全、促进管理就要发扬。

5.2 智慧矿山技术的发展可以按照三个阶段进行，近期（2-3年内）可以实际应用的技术作为第一阶段目标，中期（5年左右）可以应用的技术作为第二阶段目标，长期（10年左右)可以应用的技术作为长期目标。制定规划和方案是，按照实现的容易程度进行划分，便于技术的快速推广应用。

5.3智慧矿山系统技术的发展，主要立足于自主产权技术，也不能拒绝外来先进技术和经验。

总之，智慧矿山是矿山技术的发展方向，智慧矿山技术的发展，一方面为我国矿山设备制造业提供了大好的时机，从而快速实现技术的跨越，成为引领世界采矿技术的排头兵；另一方面，智慧矿山的建设将使煤矿生产效率提高50-100%以上，安全效率提高50-90%以上。

孙守富

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