煤矿智能化建设标准研究与实践

煤矿智能化建设标准研究与实践

耿燕飞

江苏省矿业工程集团有限公司 邮编:221000

摘要：矿业是人类经济社会发展中不可替代的基础产业，矿山开发建设是矿业发展的中心任务，现代矿山建设是需要高科技支撑的产业，建设智能矿山是世界矿业发展的大趋势。新技术革命促进矿业向绿色、安全、智能、高效转型，推动全球矿业价值链转变，倒逼矿业领域改变传统的高强度作业方式，从业人员不足也倒逼矿业实现少人化无人化生产。5G、大数据、人工智能、区块链、物联网、遥感探测等新技术与矿业开发技术进行深度融合，为矿山数字化、智能化运行奠定了坚实基础。我国是世界采矿大国，矿山开发建设与工程技术水平已处于世界前列，矿山智能化建设已成为新时期我国矿业高质量发展的主题，近年来我国煤矿智能化建设取得了显著成效，为全面推进矿山智能化建设提供了可借鉴的经验。

关键词：煤矿智能化；建设标准研究；实践

引言

在全国煤矿智能化蓬勃发展的浪潮中，强力推进煤矿智能化建设，实现了传统煤炭产业的高质量发展。经过多年的探索建设和创新实践，对智能化示范矿井全部通过验收。煤矿智能化，将始终坚持“安全、高效、绿色”的发展理念，以煤矿智能化建设助推企业高质量发展，为煤炭行业智能化发展做出更大贡献。

1重大技术变革中认识和理念的冲突

近年来，随着5G、大数据、人工智能等新一代信息技术与煤炭开采技术的融合发展，煤炭开采技术逐渐向智能化、无人化方向迈进，煤矿智能化已成为我国煤炭工业实现高质量发展的核心技术支撑。在煤矿智能化建设的重大技术变革中，尤其是当前智能化发展尚处于初级阶段，存在认识和理念的冲突是必然的。近3年来，煤矿智能化的快速发展和成效使全行业基本统一了对煤矿智能化发展大方向的认同，争议与理念冲突主要在于煤矿智能化技术创新与实用主义的冲突，建设内容、技术路径、质量要求、效益评价等认识的分歧，有人认为液压支架采用电液控制系统就是智能化了，或者认为建成智能化工作面就等于建成了智能化煤矿；也有人过于纠缠“智能化”字眼，否定现阶段煤矿智能化发展成绩。煤矿智能化建设应当以国家八部委《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》和《智能化煤矿建设指南（2021版）》等文件为基础，统一认识，特别是要充分发挥“一把手工程”的定盘作用。煤矿智能化是一个迭代发展进步的过程，不是一次性工程。煤矿智能化建设不是点、线的建设，而是一个复杂的系统工程，应大力推进矿山智能化建设由单个系统智能化向全面智能化、全生命周期、全产业链智能化迈进，推进系统智能与人文智慧的融合。

2煤矿智能化建设原则

坚持统筹规划、分步实施的原则。加强煤矿智能化建设一盘棋的整体思路，强化顶层设计的规划引领作用，明确煤矿智能化建设目标，分解建设任务，建立健全相关支持政策与奖惩机制，营造煤矿智能化建设的良好环境。坚持因矿施策、分类建设的原则。根据煤层赋存条件、建设基础、建设目标等，分类推进、一矿一策，建设适用于不同条件的智能化开采模式与智能化煤矿管理体系，提升智能化煤矿系统集成水平，建成具有资源条件特色的、不同等级的智能化煤矿。坚持示范带动、全面推进的原则。优先选择资源条件较好的典型矿井进行智能化示范煤矿建设，凝练出一批可复制推广的智能化开采模式、适用装备、管理经验等，并在同类型条件矿井推广应用，全面推进智能化煤矿建设。坚持自主创新、开放合作的原则。加强在煤矿智能化技术、装备、管理等方面的创新，加大资金投入和人才培养力度，全面推进新一代信息技术与煤炭产业融合发展；加强科技体制机制创新，鼓励多元合作、跨界联合、开放共享，构建煤矿智能化建设新生态。

3建设管理体系

“四个数”的结合，即矿工、救援人员、现场人员和入井人数的实时关联。为了实现“四位数字”的统一，必须建立矿灯和自救装置的自动实时管理系统。矿灯智能充电柜就是满足这一要求的产品。现有的智能充电柜不仅可以监控矿灯和自救人员的状态，还可以通过煤气表进行充电和监控。那么如何让不合格人员远离井口？首先，有必要建立井下人员的证书管理系统，输入从受过培训的矿工那里收到的各种证书信息，进入该系统并建立工单管理系统。进入井前，矿工必须完成作业许可证后方可参与作业，领取矿灯、自救装置等设备，最后进入井口参与作业。填写工作订单时，请将订单内容链接到证书，然后选择证书和订单。为了防止未经授权的人员进入油井，在许可证或证书到期之前，不得完成工作指令。工作场所管理→证书管理→考勤管理→矿灯→救援人员→手动工具（特殊工种）→在场→井位系统是井下人员管理的过程。同时，要注意两个方面：员工的独特性和生物识别设备的统一性。

4智能选煤厂标准设计

智能选煤厂对仪器仪表、保护装置、工艺流程、生产过程智能控制方面提出要求。按需配置完善检测仪表、保护装置，实现生产环节监测、控制、人员定位、供配电、计量等全过程的实时感知和自动控制，能够满足全过程数据统一汇聚。通过智能化基础平台赋能整体工艺流程，实现选煤厂初级智能化要求（智能调节、智能分选、智能计量）。鼓励机器人的常态化使用（巡检、捡矸），鼓励探索煤质在线监测、智能加药、提高筛分效率等方面的科技创新。

5智能化建设实现了煤矿本质安全

（1）通过智能化升级改造，大力推进“替人换人减人”工作，使“少人则安、无人则安”得以实现。在全面实施对智能化采煤、快速高效掘进和辅助系统集中控制后，持续强推巷道系统“三优两提高”工作，使传统的、一直处于作业环境差、劳动强度高的岗位工得以解脱和替换。（2）实现了安全监控、风险预控，使隐患排查预防更加实时、精准、及时。建成并运行了覆盖所有矿井的安全生产信息共享平台，实现了生产运行实时监控、异常运行状态判断、重大危险源实时监控和预测预警等智能化功能。（3）大幅提高了煤矿灾害超前探查、超前预警和超前治理的智能化水平。按照灾害治理“一超三治三提升”理念，不断加强对水、火、瓦斯和冲击地压等灾害治理技术的攻关力度，应用大直径钻孔、地面智能定向钻孔分段压裂、超高压水力割缝和液态CO2驱替置换瓦斯等新技术实施区域预抽、卸压。

6数据服务器架构

由于煤矿安全管理所涉及的工序多、流程繁琐，各类监测信息的数据量大，因此对安全管理信息化系统的数据服务器提出了更高的要求，不仅需具备快速对数据分类和处理的能力，而且能够对数据进行标定，设置优先等级，当瞬时数据量超出系统可正常计算的能力时，对标定数据进行优先处理，确保数据系统的应用可靠性。为了满足快速、精确地数据信息处理需求，该安全管理信息化系统的数据服务器采用了递进式的数据分析架构。数据信息通过各个监测系统汇总到“缓冲池”内，进行数据标定分析，然后根据数据的优先等级进行传递和数据处理，数据在服务器内完成处理后，根据不同的分析结果将其传递到业务逻辑处的中间层进行分类，然后将安全监测信息处理结果显示在监测中心的界面上，实现对煤矿安全信息管理的监测和控制要求。

结束语

加强适用于复杂地质条件的智能化技术装备研发和实践，落实和完善使用首台(套)技术装备等鼓励政策，鼓励企业建立智能化建设专项资金，落实技术研发费用加计扣除、高新技术企业等税收优惠政策，积极研究完善煤矿智能化建设企业孵化器税收政策。

参考文献

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[2]涂兴子.老煤矿智能化建设关键技术及实施[J].中国煤炭工业,2020

[3]王国法.加快煤矿智能化发展建设智能+绿色新煤矿[Z/OL].2020

[4]王翀,魏立科,张冬阳,徐志明.煤矿智能化建设目标和总体框架的研究与设计[J].2020

[5].关于加快煤矿智能化发展的指导意见[N].中国煤炭报,2020