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        煤礦智能化建設指南(2021年版)

        湖南第一工業設計研究院 2022-03-29 分享到:
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        為貫徹落實《關于加快煤礦智能化發展的指導意見》(發改能源2020283號,以下簡稱《指導意見》),科學規范有序開展煤礦智能化建設,加快建成一批多種類型、不同模式的智能化煤礦,制定本指南。

        一、總體要求

        (一)指導思想

        以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導,認真貫徹黨的十九大和十九屆二中、三中、四中、五中全會精神,深入落實四個革命,一個合作能源安全新戰略,堅持新發展理念,加快新一代信息技術與煤炭產業深度融合,推進煤炭產業高端化、智能化、綠色化轉型升級,實現煤炭開采利用方式的變革,提升煤礦智能化和安全水平,促進煤炭行業高質量發展。

        (二)基本原則

        ——分類建設,分級達標。針對我國煤礦智能化建設基礎與生產條件復雜多樣、發展不平衡不充分等現狀,堅持分類建設和分級達標相結合,建立健全智能化煤礦建設、評價、驗收與獎懲機制,全面推進煤礦智能化建設。

        ——因礦施策,培育典型。創新智能化煤礦建設與管理模式,重點突破適用于不同條件的智能化技術與裝備,培育建設一批智能化示范煤礦,形成可復制、可推廣的建設模式和經驗,發揮智能化示范煤礦的帶動作用。

        ——系統規劃,全面推進。加強煤礦智能化頂層設計,科學制定實施煤礦智能化建設與升級改造方案,加大煤礦智能化技術資金投入、人才投入和政策支持力度,提升煤礦智能化技術裝備的成熟度與可靠性,全面提升煤礦智能化水平。

        ——以人為本,安全高效。堅持把煤礦減人、增安、提效和提高職工的幸福感與獲得感作為智能化煤礦建設的根本目標,通過實施新一代信息技術提高煤礦智能化水平,促進煤礦安全、質量、效率與效益的穩步提升。

        (三)建設目標

        按照《指導意見》提出的三階段目標,重點突破智能化煤礦綜合管控平臺、智能綜采(放)、智能快速掘進、智能主輔運輸、智能安全監控、智能選煤廠、智能機器人等系列關鍵技術與裝備,形成智能化煤礦設計、建設、評價、驗收等系列技術規范與標準體系,建成一批多種類型、不同模式的智能化煤礦,提升煤礦安全水平。

        1.井工煤礦智能化建設目標

        對于晉陜蒙等大型煤炭基地的生產煤礦,應全面進行智能化升級改造,重點提高采煤工作面智能化水平、掘進工作面減人提效和遠程控制、智能安全生產水平,井下水泵房、變電所等固定崗位全部實現無人值守作業,形成基于綜合管控平臺的智能一體化管控;對于中東部礦區等建設基礎較薄弱的生產煤礦,重點進行基礎信息系統、機械化+智能化的采掘系統、重大安全隱患的智能預警系統、智能安全監測系統等建設,實現減人、增安、提效;對于云貴基地的煤礦,應盡快實施智能化改造,重點進行危險、繁重崗位機器人替代,提升礦井本質安全水平。新建煤礦應先行開展煤礦智能化頂層設計,采用先進生產工藝、技術與裝備,全面建設信息基礎設施、智能化生產系統、智能化綜合管控平臺等,形成完整的智能化煤礦安全高效運維體系。

        2.露天煤礦智能化建設目標

        生產煤礦重點提升基礎網絡、數據中心、感知系統、智能裝備、機器人等建設,重點建設遠程操控系統、無人駕駛系統、遠程運維系統、綜合管控系統等,實現開采環境數字化、剝采裝備智能化、生產過程遙控化、信息傳輸網絡化和經營管理信息化。新建露天礦應高起點建設信息基礎設施,構建露天礦信息傳輸、處理、存儲平臺和集中管控體系,開采過程實現遠程智能控制,建設露天煤礦智能化綜合管控平臺,實現基于大數據分析、云計算、數字孿生為基礎的智能開采。

        3.選煤廠智能化建設目標

        已建選煤廠應進行基礎設施升級,以主要工藝環節、重要裝備、安全防控智能化為建設重點,開展無人操作設備、無人值守系統的研發與應用,提高洗選工藝過程的智能化水平。鼓勵新建選煤廠開展基于BIM技術的數字化設計與施工管理,建設選煤專家知識庫,開展重點生產單元、管理過程的智能化,形成完善的洗選過程智能感知、智能控制、智能管理與智能決策,主要工藝環節、主要操作崗位及重要設備實現智能無人操控,建成安全、節能、環保的智能化選煤廠。

        二、煤礦智能化總體設計

        智能化煤礦將人工智能、工業互聯網、云計算、大數據、機器人、智能裝備等與現代煤炭開發技術進行深入融合,形成全面感知、實時互聯、分析決策、自主學習、動態預測、協同控制的智能系統,實現煤礦開拓、采掘(剝)、運輸、通風、洗選、安全保障、經營管理等全過程的智能化運行。新建煤礦及生產煤礦應根據礦井建設基礎,制定科學合理的煤礦智能化建設與升級改造方案,明確智能化煤礦建設的總體架構、技術路徑、主要任務與目標。

        智能化煤礦應基于工業互聯網平臺的建設思路,采用一套標準體系、構建一張全面感知網絡、建設一條高速數據傳輸通道、形成一個大數據應用中心,面向不同業務部門實現按需服務。井工煤礦、露天煤礦開展智能化建設可參考圖1所示技術架構。


        1  智能化建設參考技術架構


        (一)井工煤礦智能化總體設計

        1.總體技術要求

        井工煤礦應建設智能化綜合管控平臺,圍繞監測實時化、控制自動化、安全本質化、管理信息化、業務協同化、知識模型化、決策智能化的目標進行相應的業務模塊應用設計,實現煤礦地質勘探、巷道掘進、煤炭開采、主輔運輸、通風、排水、供液、供電、安全防控、經營管理等各業務系統的數據融合與智能聯動控制。

        2.生產煤礦智能化建設技術路徑

        生產煤礦應根據礦井的地質條件、建設基礎、建設目標制定科學合理的智能化升級改造方案,可以按照基礎系統高容量采掘系統高可靠感知系統全覆蓋保障系統高適應的思路,自下而上逐步實現智能化改造。

        產煤礦進行智能化升級改造可以分為三步進行:首先,根據煤礦實際情況與建設需求,對具體業務系統進行技術與裝備升級,提高單個設備、系統的自動化、智能化水平,并逐步實現核心裝備控制系統國產化安全可信、自主可控;其次,開展網絡平臺、數據中心等升級改造,匯聚生產工藝、環境過程信息等;最后,通過大數據、人工智能等建立相關業務智能工作流,再進行系統的整體集成,實現基于智能化綜合管控平臺的一體化智能協同管控。

        3.新建煤礦智能化建設技術路徑

        根據礦井的地質條件與建設目標,按照基礎系統全兼容業務系統全關聯裝備系統高可靠數據應用多場景的思路,在礦井設計中對煤礦智能化進行專題設計,按照高起點、高標準、高水平進行智能化煤礦建設,應涵蓋信息基礎設施、智能化生產系統、智能化安全管控系統、智能化綜合管理系統等,明確階段任務目標及驗收指標,分步分階段開展智能化煤礦建設。

        (二)露天煤礦智能化總體設計

        1.總體技術要求

        智能化露天煤礦是將信息化技術與露天煤礦開采工藝進行深度融合,建設智能化露天礦綜合管控平臺,將露天礦生產系統、安全系統、管理系統等相關數據作為基礎數據源,進行露天礦生產、經營、管理全鏈數據集成;逐步推進露天礦智能化應用系統的建設,實現露天礦全流程的少人化、無人化生產;逐步推進核心裝備控制系統國產化安全可信、自主可控。

        2.生產露天煤礦智能化建設技術路徑

        根據露天煤礦實際業務特點和支撐配套條件,結合礦山智能化現狀、實際需求、基礎條件等因素制定煤礦智能化建設方案,明確任務目標、預期成果及詳細規劃內容,分期、分批開展建設。

        開展露天煤礦信息化標準化建設工作,制定數據標準、流程標準、操作標準;對設備、系統進行升級改造,實現全礦區網絡覆蓋;開展露天煤礦智能生產系統建設,實現現場集中操控、固定崗位無人值守、遠程監控運維、生產過程自動控制等;建設露天煤礦智能綜合管控平臺,進行系統整體集成,實現基于智能綜合管控平臺的一體化智能協同管控。

        3.新建露天煤礦智能化建設技術路徑

        根據新建煤礦建設條件,編制露天煤礦智能化建設總體規劃,優先采用先進工藝、裝備、信息技術,制定高標準、高起點、高水平的智能化建設方案。

        1)基建階段完成網絡、信息化基礎設施等建設,構建露天礦信息傳輸、處理、存儲平臺和集中管控體系。

        2)基建后期到投產期內,同步開展露天礦智能生產系統建設,實現露天礦資源數字化、采選生產過程智能控制、智能生產管理與執行等,實現礦山全流程的少人化、無人化生產。

        3)投產后,逐步建設工業大數據分析平臺,充分挖掘數據潛在價值,實現過程參數優化、生產流程優化、數字仿真優化、設備故障智能診斷、經營決策優化等。

        (三)選煤廠智能化總體設計

        1.總體技術要求

        智能化選煤廠可參考圖2所示技術架構,劃分為設備層、控制層、執行層、決策層四層。設備層主要包括機電設備及檢測儀表、保護裝置等;控制層主要包括生產集中控制系統、設備狀態監測系統、視頻監控系統、調度通訊系統、安全監測系統等;執行層主要包括生產管理、機電管理、安全管理、經營管理、節能與環保管理、安全與職業健康管理等;決策層主要包括:智能控制、智能管理、智能分析、輔助決策等。


        2選煤廠智能化建設參考技術架構


        2.選煤廠智能化建設技術路徑

        第一階段:重點開展智能化選煤廠標準建設、關鍵技術攻關、基礎裝備完善工作,適時進行成熟技術推廣,開展示范工程建設。

        第二階段:強化大數據技術與選煤專業知識的深度結合與應用,建設選煤專家知識庫,推進重點單元的智能化研究,建成完善的選煤廠生產執行系統,實現生產過程控制和管理智能化。

        第三階段:全面實現智能化,對主要工藝環節、主要管理崗位及重要設備實現智能感知、智能決策、自動執行的智能化體系;全面建成安全、高效、節能、環保的智能化選煤廠。

        1)新建選煤廠智能化建設

        新建選煤廠的智能化建設應與選煤廠主體工程同時策劃、同時設計、同時施工。對于條件成熟度不足的新建選煤廠,可先行策劃,分期實施,預留后期建設接口。

        鼓勵采用BIM等先進的數字化設計、施工管理技術,資料交付形式逐步由二維圖紙向數字信息模型轉變。鼓勵數字孿生技術在項目策劃、設計、施工、運維、改造、拆除的全生命周期管理中發揮作用,鼓勵大數據、物聯網、云平臺、5G、機器人等技術與選煤廠生產、運維的深度融合,為選煤廠的建設與管理增值。

        2)已建選煤廠智能化改造

        已建選煤廠應完善智能化改造基礎,通過分選工藝及裝備技術調研,制定合理的工藝改造實施方案,確保分選工藝及技術裝備先進合理。優先以主要工藝環節、重要裝備、安全防護為升級改造對象。鼓勵數字孿生、大數據、物聯網、云平臺、5G等技術與現有選煤廠生產、運維的逐步融合,實現節能降耗、生產過程優化、作業條件改善等。

        (四)井工煤礦、露天煤礦和選煤廠建設要求

        1.數據規范

        鼓勵建立統一標準規范的數據體系,規范主數據、數據索引格式、元數據格式、數據表結構、布局方式、存放格式、精度要求、時效設置和編碼方案等,其中元數據和數據索引主要包括各類數據概述、用途、存放路由、數據庫、訪問引擎和索引結構等,體現數據的層次結構。鼓勵建立完善的數據質量管理組織架構,明確數據權屬、管理者、使用者等,制定規范的數據質量改善流程,形成面向多樣化煤礦數據應用場景的數據質量管理閉環。

        2.通訊接口

        能夠支持多種數據服務、通訊協議和接口,能夠從各類儀表、模塊等多種軟件、硬件中獲取數據,并能夠通過開放接口向各種應用提供數據。能夠從各種服務系統、應用系統和控制端獲取命令,并能自動轉發和執行命令,保證命令的可靠性與時效性。

        3.信息安全性

        智能化煤礦應開展網絡、信息和系統等安全建設,可參照GB/T 22080—2016、GB/T 22239—2019、GB/T 30976.1—2014、GB/T 30976.2—2014等標準,能夠實現從角色到用戶、從系統到功能模塊等訪問權限的統一認證,對于監測監控系統、傳感系統、工業自動化系統、軟件系統等應用平臺,各業務系統之間既要滿足按需訪問、又實現安全隔離,滿足信息安全要求。

        4.系統靈活性和可擴展性

        鼓勵采用微服務架構,將復雜的應用拆分為多個共享服務和獨立業務服務,做到各個服務資源的合理分配,采用先進的技術或者工具不斷優化架構,實現系統升級,使企業平臺不斷演進、優化。

        三、煤礦智能化建設內容

        (一)井工煤礦智能化建設內容

        1.智能化系統基本建設內容

        1)信息基礎設施

        統籌建設網絡系統和數據中心,打通數據傳輸和利用通道,統一規劃網絡和數據安全系統,保障信息內外傳輸利用的安全冗余,同時強化網絡和數據安全意識。

        網絡基礎設施建設包括但不限于辦公區網絡、生活福利區網絡、工業控制網絡、視頻監控網絡、安全監控網絡、無線網絡和融合調度通信系統,鼓勵逐步開展5G+礦山物聯網系統建設,建設多系統融合的無線接入網關,提升礦山無線基礎設施兼容水平,提升煤礦各系統的綜合感知能力、融合交互能力,滿足煤礦智能化全面感知、自主決策和敏捷響應的需求。

        能化煤礦應建設大數據服務中心,統一數據采集、傳輸、存儲和訪問接口標準。大型煤業集團可分級建設多個數據服務中心,構建煤礦數據治理體系,并在平臺沉淀礦山行業模型和知識,包括設備、工藝、安全等信息模型和行業專家知識,形成模型庫和知識庫。上級中心可偏向計算能力及多業務數據融合分析,底層中心偏向存儲、小規模計算和快速響應。

        智能化煤礦應建設智能綜合管控平臺,進行多部門、多專業、多管理層面的數據集中應用、交互共享和決策支持,實現煤礦地質勘探、巷道掘進、煤炭開采、主輔運輸、通風排水、供液供電、安全防控等業務系統的數據融合、分析決策與智能聯動控制,井上下各系統實現監測、控制、管理的一體化及智能聯動控制。

        2)智能地質保障系統

        基于數據驅動”“數字采礦的理念,將地質數據與工程數據進行深度融合,采用地質數據推演、地質數據多元復用、地質數據智能更新等方法,研究建立實時更新的地質與工程數據高精度融合模型,實現礦井地質信息的透明化。推廣智能采掘工作面的隨采智能探測、隨掘智能探測與監測的技術裝備,鼓勵積極研發應用智能鉆探、智能物探、智能探測機器人等新技術與新裝備,形成以靜態為基礎,融入自動更新的高精度動態地質模型。

        專欄1:透明地質

        地質數據管理系統:以地質、物探、鉆探、采掘、測量和水文監測等數字化信息為支撐,構建統一的綜合地質信息數據庫,支持C/S、B/S架構的空間信息可視化,具備空間數據、屬性數據以及時態數據的存儲、轉換、管理、查詢、分析和可視化等功能,實現煤礦生產過程地質信息的高效管理和數據共享。

        高精度地質模型:以三維地質靜態模型為基礎,不斷融入煤礦生產過程中的實時、動態、高精度地質信息,實現三維地質模型的自動更新、規劃切割、交互漫游、屬性查詢等。

        地質大數據云平臺:鼓勵建設地質大數據云平臺,具備數據分類、分析、挖掘、融合處理等功能,實現各系統之間數據的互聯互通、融合共享和時空分析。

        3)智能掘進系統

        根據礦井掘進地質條件與工藝要求,因地制宜確定合理的掘進技術與裝備,配套高效的輔助作業系統,逐步實現掘支平行作業;鼓勵應用智能探測、自動定向及導航、巷道斷面自動截割成形、自動錨護、高效除塵等先進技術與裝備,使掘進工作面生產系統具有智能感知、自主決策和自動控制的功能,實現掘進迎頭少人或無人、系統高效協同運行。

        專欄2:智能掘進系統

        智能超前探測系統:采用鉆探、物探等技術與裝備,對巷道待掘區域的地質構造、水文地質條件、瓦斯等進行超前探測,根據掘進過程中揭露的實際地質信息與工程信息對模型進行實時動態修正。鼓勵采用智能鉆探、物探技術與裝備,實現遠距離一體化綜合探測。

        掘進設備導航和定位截割系統:掘進設備具有自適應截割、自動截割與遙控操作功能,能夠實現記憶截割。鼓勵采用掘進設備精準導航和位姿監測系統,根據位置、姿態變化進行自主調整和糾偏,適應巷道斷面變化及底板起伏等地質條件,實現自主定位截割。

        錨桿、錨索自動化鉆裝系統:鼓勵研究和應用具有自動化鉆錨功能的鉆臂,實現錨桿、錨索全斷面機械化支護、自動化鉆錨和質量自檢測等功能。鼓勵采用具有電液控功能的鉆機、錨索自動進給器等裝備,實現自動確定錨護位置、自動鉆孔、自動鋪網等。

        多機協同控制系統:采用掘進工作面設備群和人員精確定位系統,實現設備間相對位置的精確監測和安全防護,不同設備之間實現智能協同控制。

        裝備狀態監測及故障診斷系統:掘進、錨護、運輸等設備具備完善的單機狀態監測和故障自診斷功能。鼓勵有條件的煤礦建設掘進工作面綜合監測系統,實現各設備狀態的實時監測。

        視頻監測系統:掘進頭和各轉載點應設置高清攝像儀,具備視頻增強功能,鼓勵采用AI技術實現人員入侵、違規操作識別報警、災害預警等功能。

        掘進工作面遠程集控平臺:融合掘進工作面環境(粉塵、瓦斯、水、有害氣體)、視頻監測和人員信息,進行掘進工作面真實場景再現,實現單機可視操控、成套設備一鍵啟停和多機協同控制等;鼓勵應用數字化孿生技術,實現人機協同控制。

        4)智能采煤系統

        根據煤層賦存條件、工作面設計參數、產能指標等要求,建設不同模式的智能化采煤工作面:薄煤層和中厚煤層智能化無人開采模式、大采高工作面環智能耦合高效綜采模式、放頂煤工作面智能化操控割煤+人工干預輔助放煤模式、復雜條件智能化+機械化開采模式。其中,條件適宜的薄及中厚煤層實現智能化少人開采,逐步推廣應用采煤機自適應截割、液壓支架自適應支護、智能放頂煤、刮板輸送機智能運輸、智能供液、綜采設備群智能協同控制等技術。鼓勵條件適宜的工作面應用基于地質模型的智能化開采實踐。

        專欄3:智能采煤系統

        采煤機智能截割系統:采煤機具備啟停、牽引速度和運行方向的遠程控制,實現運行工況及姿態檢測、機載無線遙控、精準定位、記憶截割、三角煤機架協同控制割煤、遠程控制、故障診斷和環境安全聯動控制,鼓勵利用機載視頻、無線通信、直線度檢測、智能調高、防碰撞檢測、煤流平衡控制等技術,實現采煤機智能控制。

        液壓支架自適應支護系統:工作面液壓支架具備遠程控制、自動補液、自動反沖洗、自動噴霧降塵功能,實現自動移架、推溜,鼓勵利用高度檢測、姿態感知、上竄下滑控制、工作面直線度調直、壓力超前預警、群組協同控制、自動超前跟機支護、頂板狀態實時感知、煤壁片幫預測、伸縮梁(護幫板)防碰撞、智能供液等技術手段,實現液壓支架的智能控制。放頂煤液壓支架采用割煤智能化結合自動放煤或人工輔助干預進行放煤控制。端頭支架具有就地控制與遙控控制功能,與工作面液壓支架聯動,實現工作面端頭區域安全支護。超前支架具有就地控制與遙控控制功能。

        刮板輸送機智能運輸系統:刮板輸送設備具備軟啟動控制、運行狀態監測、鏈條自動張緊、斷鏈保護、故障診斷、遠程協同控制、三機協同控制等功能,實現刮板輸送機的遠程監測和控制;鼓勵應用煤流負荷檢測、工作面自動巡檢機器人等技術手段,實現采、裝、運協同控制。

        帶式輸送機智能運輸系統:帶式輸送機應具備運行工況監控與綜合保護功能,實時監測膠帶運行工況,并將堆煤、煙霧、縱撕、跑偏、自動灑水、周邊環境等監測信息實時上傳到工作面智能集控中心及地面智能集控中心,實現帶式輸送機的遠程監測和控制;鼓勵應用煤流量監測、異物識別、自動變頻調速、自動巡檢機器人、膠帶空載、大塊煤、人員違規穿越膠帶等特征信息識別技術,實現智能感知、自主調速、節能運行。

        順槽監控中心:智能化采煤工作面智能集控中心具備對液壓支架、刮板輸送機、轉載機、破碎機、帶式輸送機啟停、閉鎖控制功能,實現采煤機、液壓支架、刮板輸送機、破碎機、轉載機、帶式輸送機、乳化液泵站、噴霧泵等工作面綜采設備遠程控制;地面監控中心具備工作面設備一鍵啟停功能,實現在地面對采煤工作面綜采設備進行遠程監視。

        5)智能主煤流運輸系統

        采用帶式輸送機進行主煤流運輸的礦井,主煤流系統中帶式輸送機應具備單機自動控制、多機協同聯動、遠程集中控制、煤量自動平衡、粉塵濃度檢測和自動噴霧降塵、運行工況檢測及故障智能預警等功能。鼓勵應用基于AI煤量智能識別、人員違規作業智能監測、大塊煤/堆煤/異物識別與預警等功能,實現帶式輸送機的智能運輸。

        采用立井箕斗進行煤炭提升的礦井,提升系統具備提升速度、提升重量等智能監測功能,具備智能裝載與卸載功能,且能夠與煤倉放煤系統實現智能聯動控制;應具備完善的智能綜合保護功能,實現立井箕斗提升的自動化遠程控制。

        6)智能輔助運輸系統

        針對井工礦軌道運輸、無軌膠輪車等運輸方式,建設具有智能規劃、任務分配功能的輔助車輛智能調度管理系統,逐步實現物料運輸、人員運輸等輔助運輸車輛的智能管控、智能規劃路徑與智能調度。

        煤礦智能輔助運輸系統應建設以車輛精確定位信息為基礎,以車載智能終端為核心,輔助井下信號燈控制系統、智能調度系統、語音調度系統和地理信息系統,實現車輛監控、指令下達、運輸任務調配、失速保護、報警管理、應急響應等功能,優化作業流程,實現輔助運輸業務信息化全覆蓋。鼓勵斜井軌道運輸利用精確定位、智能視頻等技術,實現行人不行車、行車不行人,自動道岔變換等功能。

        鼓勵具備條件的礦井探索應用無人駕駛相關技術,研發應用地面遠程遙控駕駛和智能化自動駕駛技術,采用環境感知、定位導航、路徑規劃等技術,實現車輛自動啟停、自主避讓、自動跟車等功能。鼓勵開展井下輔助作業的機器人替代。

        7)智能通風系統

        采用通風系統智能精準感知技術與裝備,實現對風阻、風量、風壓等參數的智能感知,對通風網絡阻力進行實時監測與解算。風速、溫度、濕度、氣壓、瓦斯、一氧化碳、二氧化碳、粉塵等傳感器的數量和位置應滿足精確測風、瓦斯涌出量計算和環境狀態識別的需要,并提供遠程監測接口。鼓勵井下主要進回風巷間、采區進回風巷間采用自動風門,正常通風時期可靠閉鎖,災變時期可遠程解除閉鎖。礦井主通風機、局部通風機具備遠程集中控制功能,局部通風機可具有遠程啟停功能,實現無人值守。通風系統應具備故障自診斷與預警功能,并與其它系統實現智能聯動控制,實現災害的智能預警與避災路線智能規劃。

        專欄4:智能通風系統

        通風系統感知技術:通過精確阻力測定和平差計算獲得主要井巷和通風設施的風量、風壓、摩阻系數、原始風阻和局部風阻等參數,通過風機測定獲得主要通風機、局部通風機的準確特性曲線。利用獲得的各風機的特性曲線、各風道的風阻和自然風壓等,解算各風道風量。

        通風設備:主要通風機、局部通風機鼓勵實現在線變頻調速;主要通風機應安裝精確的風量、風壓傳感器,局部通風機應安裝風筒風速傳感器。過車風門、主要行人風門、關鍵通風節點的風窗應實現人工、自動和半自動開關,并安裝人車識別裝置、視頻監控系統、聲光報警器和視頻傳感器,監測、監視和監控裝置應提供遠程接口。

        智能通風軟件系統:將地理信息系統與風機、風門、風窗監控系統、安全環境監測、瓦斯抽采監測系統、采掘工作面位置及狀態監測系統以及人員和車輛定位系統進行集成,實現自然分風解算、通風網絡實時解算及災變狀態下風流模擬仿真,能夠進行通風系統優化、風速傳感器和調節設施的優化布置以及可控性評價,實現通風系統狀態識別和故障診斷、用風點需風量預測及災變狀態下的調風、控風的智能控制。在授權狀態下,正常狀態礦井風流、風量按照安全高效原則遠程調節,災變時期按照控制災變及有利救援原則智能控風、調風,并實現三維動態可視化。

        8)智能供電與供排水系統

        建設基于供電系統數據、電纜監測數據、繼電器保護數據、故障監測數據和電能計量數據的煤礦供電系統安全高效運行保障體系,對供電系統進行全面監測與分析,實現煤礦供電系統的全面智能化無人值守、智能監控管理;建設基于大數據分析的智能供電決策系統,實現故障的預判和預處理、快速故障隔離;建設煤礦能耗監測和智能化能耗優化調度系統,動態調節煤礦大型用電耗能設備的供電方案和作業計劃,降低煤礦整體能耗水平,優化能耗成本。

        建設基于壓力、液位、流量、溫度等監測傳感器和電動閥的智能排水系統,實現主排水系統設備的智能運行,智能排水系統可按照水量實現排水用電自動削峰填谷,智能優化排水方式,實現能耗自評估和故障自診斷,具備智能報警、智能統計分析排水量等功能。

        建設主供水智能控制系統,實現主供水系統設備的智能運行,供水用電自動削峰填谷及管網調配,自動選擇最優電量;通過水泵運行等參數的監測,實現水泵控制及監測的智能化,實現對系統異常低壓現象的預警;通過多傳感器和各系統數據融合實現按需供水,并能實現對用水量的預分析功能。

        建設污水智能處理系統,通過監測水泵及管路的運行參數、設備狀態、運行時間等信息,實現能耗及產能分析和故障診斷;通過監測污水處理系統的各流程環節,及時調節污水處理的各項參數,降低系統運行成本,保證污水排放質量達標。

        9)智能安全監控系統

        根據礦井地質條件和生產條件,建設井下融合通信系統及配套裝備,實現煤礦安全監控系統、人員定位管理系統、通信聯絡系統、智能視頻分析系統、智能通風系統、供電監控系統、沖擊地壓監測系統、水文監測系統等系統的統一承載、共網傳輸,進行人、機、環的安全檢測與防護,提高安全監控、人員定位、通風、供電、應急廣播等系統的抗電磁干擾水平;建設具備水、火、瓦斯、頂板、粉塵等災害監測與防治的綜合防控系統,具備重大安全事件的應急處置管理能力,可依據災變發展趨勢,自動觸發排水、滅火與除塵等系統;建設基于綜合監測的災害防治平臺,具備災害風險監測預警、智能分析模擬、應急救援輔助指揮、事故原因分析、礦井災變狀態下避災路線智能規劃等功能。

        專欄5:智能安全監控系統

        智能融合安全監控系統:建設基于一網一站的智能融合安全監控系統,實現井下環境監控、人員定位、無線通信系統、應急廣播、有線調度系統、通風監控、水文監測、供電監測、視頻監測等多功能的一站式高度集成、統一承載,系統數據通過一網接入高速環網傳輸通道,實現多個子系統的井下融合聯動。

        煤礦安全監測系統:采用激光檢測、低功耗無線自組網、多系統融合聯動等技術與裝備,建設具備激光、紅外等先進檢測傳感器、無線傳感器、多參數一體化傳感器等先進設備的監控系統,實現煤礦井下重點區域移動固定結合的全覆蓋監測,實現系統低功耗、超遠距離傳輸、高抗干擾能力。并通過大數據分析,構建煤與瓦斯突出、火災預警模型,實現瓦斯及火災的超前預警。

        動目標精確定位系統:采用精確定位技術,實現井下人、車等目標的精確定位、人員狀態分析、考勤、調度管理,滿足井下復雜巷道的全覆蓋需求,具備軌跡數據展示及分析功能。

        智能電力監控系統:運用機器人、先進傳感、雙網雙系統冗余熱備等技術,建設智能供電監控系統。系統具備地面調度中心對煤礦井上下各級變電所內的高開、移變、高爆、饋電等供電設備的遙測、遙控、遙信、遙調、遙視五遙功能;具備故障錄波與諧波分析功能,實現設備故障可追溯;能夠實現變電所環境、安防、消防一體化監控,具備遠程對講與視頻聯動功能,智能識別、切換至故障位置;系統配備智能巡檢機器人,能夠代替人工巡檢作業,實現關鍵供電場所的智能化監控與無人值守。

        沖擊地壓監測系統:采用多種技術對沖擊地壓相關參數進行實時監測,實現煤礦井下沖擊地壓的智能預測、預警。

        水害預警系統:建設多參數實時水文動態監測系統,實時在線監測井下水位、水壓、水量等指標,具備井下水害智能預測、預警功能,并與排水系統聯動。

        智能火災監控系統:建設束管監測、分布式光纖測溫等系統,實現對井下采空區自然發火情況的實時監測、數據分析及上傳;在電氣設備、帶式輸送機等易發生火災的區域,建設煙霧、一氧化碳等綜合火災監測設備,配備智能噴淋、自動噴粉噴氣等自動消防滅火裝置,實現火災參數的智能監測、分析、預測、預警及聯動控制。

        智能粉塵災害監控系統:實現對粉塵濃度的實時監測、數據分析、上傳及超限自動報警,在礦井粉塵易超限區域建設呼吸性粉塵及總塵監測設備、智能噴霧裝置及智能降塵裝置,實現粉塵濃度智能監測及遠程降塵控制。

        10)智能綜合管控平臺

        基于模塊化、組件化的技術架構設計思路建設智能綜合管控平臺,集成各業務系統數據及感知層數據,運用新一代信息技術建設業務中臺和數據中臺,形成具有自感知、自決策、自執行的智能化平臺,為上層業務應用提供統一的數據匯聚與技術支撐。建設智能生產服務和調度平臺、業務綜合管理系統、煤礦智能化綜合協同控制平臺,實現礦井各業務系統的數據共享服務與智能協同管控。

        專欄6:智能綜合管控平臺

        應用層(云平臺):包含智能模型訓練、數據計算引擎、協同管理、生產管理、安全管理、能效管理、經營管理、決策分析、應用門戶等業務應用,為用戶提供高效、便捷的應用。

        使能平臺(邊緣側):使能平臺包括業務使能(綜合智能管控平臺及智能化應用服務)、數據使能(煤礦工業大數據平臺)及集成使能(煤礦生產協同執行控制平臺)。業務使能主要負責對接上層業務,為上層業務提供接口及應用支撐;數據使能負責數據存儲及分析;集成使能負責與第三方子系統進行通信,集成第三方子系統的數據、接口及消息并將信息存儲至數據使能。

        業務子系統層(端側):是整個系統的數據來源基礎。包括綜采協同控制、綜掘監控、全煤流平衡控制、輔運智能調度、一通三防安全協同控制、水處理系統、設備故障診斷等現場作業過程數據,以及攝像機、麥克陣列、機電設備監測傳感器、環境監測傳感器、位置傳感器等監測監控設備商提供的數據訪問接口。

        智能生產服務和調度平臺:該平臺基于微服務架構,包括應用融合平臺、數據服務平臺、技術研發平臺。應用融合平臺以統一設計的應用架構為基礎,提供功能完善、流程統一、體驗一致的業務應用環境,提供了標準接口的集成環境;數據服務平臺以數據架構為基礎,提供數據存儲、數據應用、數據分析和大數據挖掘能力;技術研發平臺以技術架構為基礎,統一技術規范和標準,提供開發、測試、運維一體化的技術研發服務,并提供建模工具、算法編排工具、頁面組態工具、流程表單等可視化低代碼開發工具,支撐應用構建。

        業務綜合管理系統:建設立足于煤炭企業管理和經營職能的業務綜合管理系統,實現對煤礦相關生產、安全、運輸、生產計劃、物資統配、配煤、經營的管理、監測、統計、分析和預測,為煤礦的統籌管理提供科學的決策依據。包括生產數據、安全數據和經營數據的統計、分析、存儲和應用。圍繞煤礦生產情況,實現礦井生產、安全、經營數據的統計與分析。

        煤礦智能化綜合協同控制平臺:建設煤礦智能化綜合協同控制平臺,打通安全監測監控、人員定位、融合通信、工業視頻、礦壓監測、電力監控等多個子系統間的數據傳輸壁壘,實現自動決策、災害隱患實時監測預警。

        11智能化園區

        整合園區的消防、安防、停車、訪客、會議管理、考勤、購物、餐廳等業務系統,形成全面感知、實時互聯、分析決策、自主學習、動態預測、協同控制的智能園區管控系統。

        專欄7:智能園區

        智能園區智能運營中心:向園區管理和決策人員實時展示煤礦各項業務的關鍵指標,實現園區的統一管控。

        智能園區數字平臺:包括AI智能分析、智能邊緣子平臺、物聯網子平臺、地理信息系統子平臺、位置服務子平臺、數據集成子平臺、業務子平臺和數據服務等子系統,實現數據接入、數據分析存儲、業務邏輯服務和開發服務;建設智能園區云平臺,提供高可靠的云服務,部署數字平臺和應用系統。

        ICT(信息與通信技術)基礎設施:包括智能園區專用網絡、通信網絡和邊緣節點;建立智能園區辦公網、視頻網、運營商通信網絡、WiFi等網絡基礎設施;根據園區實際應用狀況,部署邊緣節點的物聯網關、邊緣視頻管理和智能分析。

        12)經營管理系統

        建立統一的智能化經營管理平臺,支持煤礦各業務應用的全面一體化集成,打通管理孤島、數據孤島;構建人財物一體、產運銷一體、業務全面互聯互通的智能化經營管理平臺,覆蓋煤礦的管理決策、財務、生產、人力、物資、機電、計劃預算、安環、調度、項目管理等領域;建設數字化決策體系,實現經營數據、生產數據、績效數據、管理分析數據等實時展現,為經營決策提供參考、經營管理提供依據、生產提供數據、績效提供指導;建設煤礦設備全生命周期管理系統,整合設備臺賬管理、設備運行數據、設備維護記錄等,針對特定設備提供專家運維建議和超前預測,實現設備的全生命周期管理;強化運銷體系智能化管理,構建完整運銷體系,實現一體化集中運銷;利用移動應用、條碼技術,提高業務效率,降低人工成本,實現礦山管理的智能化。

        2.分類重點建設內容

        1)建設基礎條件較好的智能化煤礦重點建設內容

        對于煤層賦存條件相對較簡單、智能化建設基礎條件較好的礦井,應全面開展智能化建設。建設智能化綜合管控平臺,實現煤礦各主要業務系統的數據融合共享、網絡互連互通與協同聯動控制;建設大數據中心,實現數據的分類存儲、關聯分析、深度挖掘與利用;建設高速高可靠數據傳輸網絡;建設完善的井下精準定位系統,滿足井下人員、設備定位精度要求;建設完善的視頻監控系統,實現基于機器視覺的多場景應用;建設GIS+BIM系統,實現地質信息、工程信息的有效融合及高精度建模;建設智能快速掘進系統,煤層巷道月進尺大于1000m,實現巷道掘進過程的遠程智能控制;建設智能化采煤工作面,薄及中厚煤層工作面實現常態化無人開采,厚及特厚煤層綜采工作面實現常態化少人開采(每班作業人員不超過5人),綜放工作面實現智能化放頂煤(每班作業人員不超過7人);主煤流運輸系統實現智能無人操控,機器人巡檢作業;探索應用無軌膠輪車、單軌吊實現輔助駕駛、智能調度,物料供應實現連續化運輸;通風、排水、供電等固定作業崗位全部實現無人值守、機器人巡檢作業,建設完善的煤礦災害智能監測預警平臺與應急管理平臺,實現危險源、危險場景的智能分析、預測、預警;建設煤礦智能經營管理系統,實現產、供、銷全流程的智能決策與精益管理。

        2)建設基礎條件一般的智能化煤礦重點建設內容

        對于具有一定智能化建設基礎條件的礦井,應建設智能化綜合管控平臺,建設高速高可靠數據傳輸網絡,實現煤礦各主要業務系統的數據融合共享、網絡互連互通與協同聯動控制;建設完善的井下精準定位系統,滿足井下人員、設備定位精度要求,建設地質信息與工程信息時空大數據庫,為各業務系統提供統一的地理信息服務;建設智能快速掘進系統,煤層巷道月進尺大于500m,巷道掘進過程部分實現智能控制;建設智能化采煤工作面,薄及中厚煤層工作面實現常態化少人開采(每班作業人員不超過3人),厚及特厚煤層綜采工作面每班作業人員不超過7人,綜放工作面每班作業人員不超過7人;主煤流運輸系統實現遠程操控;無軌膠輪車實現輔助駕駛,單軌吊、機車實現精準定位、連續運輸;通風、排水、供電等固定作業崗位實現無人值守;建設完善的煤礦災害智能監測預警平臺與應急管理平臺,實現危險源、危險場景的智能分析、預測、預警;建設煤礦智能經營管理系統,實現產、供、銷全流程的智能決策與精益管理。

        3建設基礎條件復雜的智能化煤礦重點建設內容

        對于煤層賦存條件相對復雜、智能化建設基礎相對薄弱的礦井,主要以減人、增安、提效為目標。建設智能化綜合管控平臺,實現煤礦各主要業務系統的數據融合共享、網絡互連互通;建設地質信息與工程信息時空大數據庫,為各業務系統提供統一的地理信息服務;建設快速掘進系統,滿足采掘接替需求;建設機械化+智能化采煤工作面,實現遠程集中控制;主煤流運輸實現遠程集中控制,輔助運輸實現連續運輸;通風、排水、供電等固定作業崗位實現無人值守;建設完善的煤礦災害智能監測預警平臺與應急管理平臺,實現重大災害的超前預測、預警;建設煤礦智能經營管理系統,實現產、供、銷全流程的智能決策與精益管理。

        (二)露天煤礦智能化建設內容

        1.智能化系統基本建設內容

        1)信息基礎設施

        結合露天礦生產工藝流程,應用自動控制、智能感知等技術對鉆機、挖掘機、自卸卡車、破碎機、帶式輸送機、排土機、推土機等設備及其它基礎設施進行數字化改造,完善工業網絡及信息安全建設,通過生產設備的自動化、集成化、智能化改造逐步替代人工操作,實現節能減排、減員增效,提高勞動生產率和資源綜合利用率。

        智能感知

        鼓勵礦山企業加快部署環境感知終端、智能傳感器、智能攝像機、無線通信終端、無線定位終端等數字化工具和設備,融合圖像識別、振動感知、聲音感知、射頻識別、電磁感應等技術,實現礦山環境數據、采礦裝備狀態信息、工況參數、移動巡檢數據等的全面采集。

        網絡建設

        整體規劃部署礦山控制網、生產網、辦公網、監控網等網絡,優先保障控制網的通信暢通與冗余安全,實現主要辦公區、主要采區、受控區域、裝備作業區等重點區域的網絡全覆蓋。

        鼓勵有條件的煤礦開展新型技術的規?;囼灪蛻貌渴?,鼓勵煤礦配備高系統容量、高傳輸速率、多容錯機制、低延時的高性能網絡設備,實現網絡資源優化配置。

        2.分類重點建設內容

        1)智能地質、測量、開采保障系統

        建設集地質資源管理、測量管理、采礦智能設計等功能于一體的礦山資源數字化管理系統,實現礦山地質資源模型的精確構建與實時更新,通過數據存儲、傳輸、深加工和融合等數據處理環節,使地質信息在礦山地質、測量和開采之間數字化流轉,實現礦山地質信息的精準統計、高效處理和實時共享,為安全綠色智能開采提供地質保障。

        專欄8:智能化地質、測量、開采保障系統

        地質資源管理系統:實現原始勘探數據、生產勘探數據和煤質數據的數字化管理與可視化展示,構建露天礦高精度三維模型,實現模型的實時更新、資源/儲量的動態管理。

        測量管理系統:快速處理經多種儀器、多種測量方法取得的測量數據,建立地表、采區、排土場等三維模型,應用于動態生產管理等。

        采礦智能設計系統:通過參數設置自動生成設計模型,實現穿爆智能設計,根據開采條件、開采工藝,實現短期及中長期智能排產。

        2)智能穿爆系統

        鼓勵應用智能鉆機、智能裝藥車等進行穿孔、爆破作業;智能鉆機具備實時監測控制功能,實現智能定位、智能穿孔;智能裝藥車具備自主尋孔、自主裝藥等功能。爆破工作應能通過終端設備獲得警戒范圍內人員和設備的位置信息,實現遠程操控。

        3)單斗卡車間斷工藝智能化系統

        因地制宜確定合理的采裝運設備型號和數量,配套高效的卡車調度管理系統,實現合理配車、優化配車,提高設備的生產效率;鼓勵應用高精度北斗或GPS模塊、防碰撞安全預警系統、設備數據采集、數字孿生、自動駕駛等技術,使單斗卡車間斷工藝系統具有智能感知和自主決策功能,實現生產少人、無人,系統高效協同運行。

        專欄9:單斗卡車間斷工藝智能化系統

        設備安全預警平臺:建設挖掘機斗齒監控系統,實時監測斗齒健康狀態;開發礦卡輪胎在線監測系統,實時監測卡車輪胎胎壓、溫度數據,保障生產安全運行;開發卡車燃油監控系統,實時監控卡車燃油狀況;開發卡車防碰撞系統,實時提示司機周圍障礙物狀態信息。

        多機協同操作系統:建設挖掘機、卡車和人員精確定位系統,實現設備間相對位置的精確監測、人員警報和安全防護,為挖掘機、卡車配合裝車過程提供協同信號,通過各自提示系統協同完成采裝工作。

        裝備狀態監測及故障診斷系統:采裝、運輸等設備具備完善的單機狀態監測和故障自診斷功能。鼓勵有條件的煤礦建設采裝工作面綜合監測系統,實現各設備狀態的實時監測及各信號交互和連鎖控制。

        視頻監測系統:電鏟、卡車設備前方、駕駛室內應設置高清攝像儀,具備視頻增強功能,鼓勵采用圖像AI處理實現安全預警等功能。

        綜合監控與應急指揮系統:融合采裝工作面環境(粉塵、邊坡、工作面障礙物等)、視頻監測和人員信息,根據采集的相關設備信息進行采裝工作面真實場景再現,具備單機可視操控、成套設備一鍵啟停和多機協同工作、無線數據網絡管理及遠程集中控制等功能;鼓勵應用數字化孿生技術,實現人機協同控制。

        智能卡車調度管理系統:實現挖掘機、卡車及輔助設備實時精準定位技術、自動計量功能,卡車調度系統數據及業務的互聯互通,實現卡車的智能調度管理。

        4)半連續工藝智能化系統

        鼓勵露天礦采用半連續工藝系統,提高自動化水平。實現破碎站、帶式輸送機、排土機等設備的自動化集中控制,自動采集生產數據、設備周邊環境(聲、光、粉塵)數據。多套系統宜實現集中控制、遠程操控,系統設備宜實現自動啟停/調速,智能故障診斷,可采用巡檢機器人作業,實現少人或無人值守。

        專欄10:半連續工藝智能化系統

        破碎站智能控制系統:半固定式破碎站智能控制系統與卡車調度系統實現智能聯動,實現車流密度遠程監控,卸載臺位智能分配;實現上料量智能判斷、破碎機遠程操控、自動啟停/調速、物料塊度智能監測;實現物料、用能、電氣和機械運行參數、周邊環境參數的實時監控;通過破碎全流程視頻監測、基于物料塊度圖像分析等技術實現故障報警、故障自診斷功能。自移式破碎站建設挖掘機、人員精確識別及監測系統,實現設備間相對位置的精確監測和人員的安全防護,為挖掘機卸料過程提供協同控制信號。

        帶式輸送機智能控制系統:與破碎站智能控制系統實現智能聯動,根據破碎站來料自動啟停/調速;通過固定網絡通信設備、遠程操控臺、控制服務器、無線通信終端、運動控制器、數字攝像機、專業軟件等,實現遠程作業控制、電氣、機械及環境參數采集、設備故障預警;沿線巡檢宜采用機器人作業,少人或無人值守。

        排土機智能控制系統:與帶式輸送機智能控制系統實現智能聯動,根據帶式輸送機來料自動啟停/調速;通過智能化建設,實現對物料性質、運行參數、環境數據的自動采集與智能分析,通過遠程操控平臺實現作業區域的選擇與排棄程序優化。鼓勵實現智能排土機自主行駛、自主作業等。

        5)輪斗連續工藝智能化系統

        鼓勵地質條件適合的露天礦采用連續工藝系統,實現采、運、排環節的連續作業,提高露天礦自動化、智能化水平,逐步實現無人操作;鼓勵實現輪斗挖掘機、排土機自主行駛、自主作業、自動對位等。

        專欄11:連續工藝智能化系統

        輪斗挖掘機智能控制系統:輪斗挖掘機系統宜配置智能監測系統,對設備周邊環境參數(氣溫、風力、粉塵等)、物料參數、設備運行參數實時監控,具備智能分析功能;宜配置視頻監控系統,實現作業區域的無死角覆蓋;鼓勵利用智能攝像儀,實現智能分層挖掘;具備特征信息識別、自動特征提取和預警聯動功能,實現輪斗挖掘機系統的遠程智能控制。有條件的可實現輪斗挖掘機智能識別煤、巖,記憶采掘。

        鼓勵有條件的礦山建設監測預警控制聯動四位一體管理平臺及系統,實現半連續、連續工藝系統裝備預維護,降低系統停車故障,提高系統運行效率。

        6)智能輔助生產系統

        根據露天礦水文地質條件、開采工藝系統,鼓勵露天礦利用自動控制、人工智能等手段,應用先進工業控制軟件,實現各輔助生產系統的自動控制、自主運行、無人值守。

        專欄12:智能輔助生產系統

        生產輔助設備:裝載機、推土機、平路機、壓路機、灑水車、加油車、油脂車等采掘場及排土場生產輔助設備,應進行智能化改造,與主采設備智能化系統實現智能聯動,逐步實現無人化操作。

        地下水控制及防排水系統:建設地下水智能化計量控制管理設施,促進水資源的優化配置。實現對采掘場內、疏干井內水位的智能探測、分析,鼓勵露天礦應用智能潛水泵、智能暴雨泵等設備。

        機電設備維修系統:建立設備故障數據庫,根據數據平臺反饋設備運行狀況,智能診斷設備故障,分析故障原因。對歷史故障信息進行智能分析,生成報告及提示信息,實現故障預測。

        供配電系統:設置電力監控與調度系統,對變電站、線路等變輸配系統和設備的在線參數檢測,實現調度中心對供電設備的遙測、遙調和遙控。鼓勵有條件的礦山企業實時監控各個開關柜的電壓、電流、功率等參數及開停狀態,實現故障自動檢測、定位、預警,通過加裝煙感和電纜溫度檢測系統提高安全生產水平,各級變配電站應實現無人值守,系統宜實現智能配電功能。

        通訊、調度系統:露天礦行政通訊、調度通訊、無線通訊系統之間互聯互通,優先建設5G通訊網絡,搭建礦山物聯網平臺,提升網絡的布局布點與覆蓋范圍;實現對采、運、排生產系統的調度指揮、遠程監控功能,實現安全生產、調度管理等信息的顯示、報警、記錄,實現車輛實時定位、行車管理、配礦、車輛調度、信息發布、運輸計量、違規違章監測、軌跡查詢、統計報表等功能。

        給排水與供熱通風系統:給排水控制系統實現自動運行、無人值守、遠程集中監控功能。具備水倉(池)水位、給水排水流量、設備運行工況、環境參數、安防、消防等在線監測功能,實現設備故障診斷分析、安全預警預報功能。具有合理選擇水泵啟停數量和管路運行數量功能;配備視頻監控系統。

        供暖系統根據地理位置、季節氣溫變化及節能需求,實現智能控溫;主供熱設備應具有在線監測及控制功能,并配備視頻監控系統。通風系統設備應具有一鍵啟停功能;具有在線監測及控制功能;可根據煙霧、溫度等環境參數智能控制風量及風速。系統用電自動削峰填谷及管網調配,自動選擇最優電量。

        能源管理系統:采用先進的智能化集成技術,建設由能耗計量裝置、數據傳輸系統及監控平臺組成的礦山能耗實時監測系統,實現礦山固定設施及大型作業裝備等的實時能源消耗監測、能耗統計、故障分析、數據追溯。鼓勵企業建設礦山能耗優化調度系統,以企業能源實時成本、產能指標、生產計劃為決策依據,建立礦山能耗優化模型,動態調節礦山大型耗能設施、裝置的作業計劃,降低礦山整體能耗水平,優化生產能耗成本。

        設備運維和管理系統:建設煤礦設備運維和全生命周期管理系統,基于云端和移動端的完整運維流程管理,大幅提高運維效率、降低運維成本,實現重要設備的全生命周期管理。

        7)智能安全監控系統

        針對露天礦坑下作業人員、邊坡穩定、設備運行、環境及災害等方面,從集成化、系統化的角度出發,將安全生產要素集成和智能化提升,建立完善的主動安全管理保障體系,實現面向人員設備環境管理的全方位主動安全管理。

        專欄13:智能安全監控系統

        人員安全監控系統:人員裝備應具備無線語音通話功能;條件適宜的煤礦應具備實時視頻采集、上傳及調看遠程視頻的功能;應具備精準定位功能;采掘及運輸設備應具備作業過程中實現人員非法進入和違規誤入危險區域自動預警。

        邊坡安全監測系統:建設邊坡預警系統,對采掘場邊坡及排土場邊坡進行監測。根據邊坡工程監測等級,綜合考慮邊坡工程實際監測需求,分別進行地表變形監測、地下變形監測、應力監測、降雨量監測、地下水監測、爆破震動監測等,實現數據采集、分析與風險預警。鼓勵有條件的露天煤礦建設自動化監測系統,實現實時監測、數據輸出及預警預報。

        設備安全監控系統:建設設備運行實時監測系統,實現設備損耗性部件更換提示功能,根據在線監測的大數據分析,制定科學的維護策略,不斷優化設備運維管理模型,實現設備的預測性維護,降低故障率。

        環境安全監控系統:建設由信息采集、數據傳輸及監控平臺組成的生態環境保護管理智能感知系統,利用智能監控手段、定位技術和物流系統,實時跟蹤監控礦山生產作業過程中的廢水廢氣排放情況及固體廢物環境管理情況,實時采集三廢產生量及廢水廢氣中的污染物監測等數據,對潛在的突發環境事件及時分析預警,利用無人機巡航及時監控礦山生態破壞和修復情況,實現礦山生產作業過程中生態環境保護的數字化、智能化管理。

        災害管理監控系統:鼓勵有條件的露天礦山建設應急通信系統,實現緊急模式下的快速組網。根據露天煤礦的災害類型(自燃、滑坡、水、采空區塌陷等),具備相應災害的實時在線監測能力、監測數據的綜合分析功能,監測異常信息可自動推送至廣播系統和信息綜合管控平臺。

        8)智能化園區

        根據露天礦功能分區建立相應識別系統,實現對園區內人、車、財、物的全面掌握、智能分析預警和敏捷控制,實現物聯網在園區內的應用。

        9)生產經營管理系統

        建設集成的智能化生產經營管理平臺,實現數字化、可視化、智能化,實時查詢生產運營數據,通過對生產數據的智能分析,全面掌握當前企業的運營狀況,并通過對關鍵指標設定適當閾值,使系統能快速察覺企業運作中的不足,在企業運營狀況綜合評價的基礎上,實現對階段性生產過程的狀態、成本、效益以及年度整體生產情況等的智能分析與決策,為生產經營管理提供依據。

        10)信息智能綜合管控平臺

        實現集生產系統、安監系統、智能保障系統、智能決策分析系統、智能經營管理系統、智能化園區等數據與功能于一體,統籌安排各類生產要素和資源分配,動態調節裝備作業計劃和調度決策的信息智能綜合管控平臺。

        專欄14:信息智能綜合管控平臺

        數據采集系統:實現對礦山地、測、環、采、剝、機、運、通、調度、計劃等全環節、全周期、全過程實時數據采集。

        信息管理系統:具備元數據管理功能,能提供統一的數據接口、統一編碼體系、統一數據庫的技術架構。

        平臺技術基礎及結構:搭建統一技術平臺,統一安全管理機制。通過組織結構管理、工作流機制、權限管理等提供相關業務協同;平臺應支持C/S、B/S、大屏顯示、移動端等多形式展現。

        (三)選煤廠智能化建設內容

        1.智能化系統基本建設內容

        智能化建設主要分為基礎平臺建設、基礎自動化建設、智能控制建設、智能管理與決策建設。

        1)基礎平臺建設

        基礎平臺建設包括網絡平臺建設、云平臺建設、數據中心建設、專家知識庫建設、系統安全保障、交互平臺建設等內容?;A平臺建設應統籌考慮礦井、電廠等智能化建設規劃,合理確定云平臺建設方式,使智能化建設方案具有較強的適用性和較好的前瞻性。

        2)基礎自動化

        基礎自動化建設內容主要包括設備及儀表監測與保護、生產環節基礎自動化、輔助環節自動化等。

        設備及儀表檢測與保護建設應實現電機、減速機、液力耦合器等設備及儀器的電流檢測、溫度檢測、振動檢測及信息共享。

        生產環節基礎自動化建設主要包括集中控制系統、視頻監控系統、調度通信系統、人員定位系統、設備狀態在線監測系統、配電監控系統、在線測灰系統、產量計量系統、物料監測系統、能源計量系統、環境安全監測系統等內容。

        輔助環節自動化建設主要內容包括照明控制、泵類與風機系統控制、沖洗水及通風、除塵等自動化建設等。

        3)智能控制

        智能控制包括生產過程智能控制、輔助環節智能控制、生產保障智能化等。

        智能控制建設要求。能自主分析加工對象的性質,建立生產組織模型;采用大數據分析方法進行數據建模,利用機器學習算法自主分析、預測工藝參數;通過多種控制方法,自主調節操作參數,實現各工藝環節智能控制;通過對典型選煤工藝的智能控制,實現精準分選,穩定產品質量,提高精煤產率,增加經濟效益;根據產品和工藝要求,按照最大產率原則與最大經濟效益原則,自行調節各工藝環節生產參數。

        智能控制建設內容。生產過程智能控制包括智能分選、智能濃縮、智能壓濾等;輔助環節智能控制包括智能倉儲與配煤、智能裝車等;生產保障智能化包括智能集控、智能視頻、智能停送電等。

        4)智能管理與決策要求

        智能管理包括生產管理、機電管理、經營管理、安全與職業健康管理、節能與環保管理、協同管理等。智能決策包括生產情況分析、經營情況分析、工藝效果評價、生產指標預測、產品結構優化、經濟效益預測、設備運行分析、生產組織決策、綜合輔助決策及不同管理層面的統計分析。

        2.分類重點建設內容

        智能化選煤廠建設應根據選煤廠的類別、服務年限、煤質特征、產品定位、規模大小、工藝技術特征,因地制宜、分步實施。

        1)煉焦煤選煤廠智能化重點建設內容

        以產率最大、效益最優為原則,選擇配置先進、合理、可靠的工藝技術方案及技術裝備。開展有壓、無壓重介旋流器等智能化主洗工藝系統建設,加強洗選過程智能檢測、計量技術的應用,建立可靠的洗選過程智能模型,實現浮選過程智能控制及自主決策。充分分析尾煤濃縮及壓濾特點,開展尾煤的智能濃縮、智能壓濾等建設。

        2)動力煤、化工用煤選煤廠智能化重點建設內容

        以靈活適配、效益優先為原則,配備可靠的精準洗選及配煤系統,加快推進基礎平臺、智能控制、智能管理與決策的研究應用,開展重介旋流器、重介淺槽、跳汰等主洗工藝系統的智能化建設,加強動力煤智能在線檢測、智能脫粉、計量裝備、智能儲煤、智能裝車、煤泥減量等系統應用,建設可靠的智能配煤系統,保障產品質量穩定,增強產品靈活性。

        四、保障措施

        (一)組織保障

        發揮煤礦智能化建設工作專班在智能化煤礦建設中的組織、協調、督促指導作用,統籌推進全國智能化煤礦規范有序建設。煤炭生產企業應成立智能化專職機構,強化一把手工程,鼓勵煤礦企業一把手擔任專職機構負責人,確保煤礦智能化建設各項工作有序推進。建立完善的決策咨詢機制,通過內部遴選和外聘相關領域技術、管理專家,加強對智能化煤礦建設的咨詢指導。

        (二)制度保障

        加快推進智能化煤礦技術規范與標準體系建設,開展基礎共性、關鍵核心標準的制修訂工作,制定煤礦智能化建設、驗收等相關技術規范與實施細則。推進管理理念、管理制度、運營模式的創新與應用,建立健全智能化煤礦設計、建設、運行管理制度和獎懲措施。建立智能化煤礦分類分級評價機制,地方煤炭行業管理部門和煤礦生產企業應定期開展智能化煤礦建設效果評估等工作。根據煤礦智能化發展水平與建設情況,及時修改安全管理、監管的相關法規。

        (三)技術保障

        鼓勵和支持煤炭企業與相關高校、科研院所等協同合作,加強智能化煤礦核心技術與成套裝備的研發應用,遴選推廣一批先進適用的重大技術裝備成果,持續提升各類技術裝備和應用平臺間的集成性、交互性、兼容性,消除技術壁壘,整體推進煤礦智能化建設與迭代升級。加強共性關鍵技術領域的高質量、高價值專利培育和保護,做好知識產權布局和申請。鼓勵創新專業化運維服務模式,建立健全智能化煤礦運維保障體系。

        (四)資金保障

        煤炭企業應落實智能化煤礦建設的主體責任,以提質增效、減人強安為目標,加大資金投入,重點實施智能化技術與裝備研發、技術改造、工程建設等項目,提高資金產出效益。鼓勵地方有關部門研究制定相關扶持政策,將煤礦相關智能化改造納入煤礦安全技術改造范圍,探索研究將相關投入列入安全費用使用范圍;引導金融機構加大對智能化煤礦的支持力度,支持企業發起設立相關市場化基金,形成支持煤礦智能化發展的投入長效機制。

        (五)人才保障

        培育壯大煤礦智能化人才隊伍,鼓勵高校和煤炭企業合作創新人才培養模式,拓展產用人才路線,共建示范性實習實踐基地,培養煤礦智能化相關專業高技能人才。加大煤礦智能化培訓力度,開展在職人員智能化和信息化培訓,建立健全煤礦智能化相關技術人員職業發展通道,優化知識型、技能型、管理型人才發展體系。

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