2026智慧矿山建设方案

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智能生产 / 智能灾防 / 高效协同 / 大数据决策 智慧煤矿解决方案 01 行业理解 Industry understanding 行业理解 建设问题 加入星球获取更多更全的数智化解决方案 行业理解 Industry understanding 安全生产 是第一位的，智慧矿山建设需要紧紧围绕 安全、提效、降本：坚持把 煤矿减人、增安、提效和 提高职工的幸福感与获得感 作为智能化煤矿建设的根本目标，通过实施新一代信息技术提高煤矿智能化水平，促 进煤矿安全、质量、效率与效益的稳步提升 综合自动化、数字矿山、智慧矿山、智能矿山、智能机械化 不同的厂商由于自身的发展历程和从事的主业不同，导致从不同的角度阐述对矿井两化（自动化、信息化）建 设的理解，从而也会采用不同的名称 常见名称 我们的理解 行业理解 Industry understanding 信息化基础设施： AI 大模型、机房、数据中心、地面网络、井下网络…… 信息化标准：代码标准、数据交换标准…… 生产 管理 安全 行政 经营 客户 党团 人 事 法 事 外 事 后 勤 财 务 预 算 计 划 销 售 关 系 服 务 市 场 组 织 党 建 工 会 社 团 以建立现代企业制度为目标 以 OA 、 ERP 、 CRM 、 SCM 等系统为 手段 采 煤 掘 进 机 电 运 输 通 风 地 测 调 度 洗 煤 机械化—实现机械化生产 自动化—实现单一系统的控制 信息化 -- 实现所有系统的集中监测 智能化—实现所有系统的集中智能控制 瓦 斯 人 员 产 量 视 频 矿 压 水 文 设 备 三 维 应 急 以提高企业安全生产水平为目标 以对人、机、环、管的全面监测监控为手段 煤炭企业核心竞争力 供 应 链 信息化的认识 行业理解 项目分类 项目明细 基础部分 X1 矿用有线宽带传输网络 （基于有源 / 基于无源） X2 矿用无线宽带传输网络 X3 数据中心 X4 调度控制中心 X5 机房 X6 地面行政通信系统 X7 矿用有线调度通信系统★ X8 煤矿移动通信系统 X9 矿用广播通信与信息发布系统★ X10 煤矿可视化调度及统一通信系统 煤矿监控 与自动化系统 X11 煤矿安全监控系统★ X12 煤矿井下作业人员管理系统★ X13 煤炭产量远程监测系统 X14 煤矿图像监视系统★ X15 采煤工作面监控系统 X16 掘进工作面监控系统 X17 带式输送机运输监控系统 X18 立井提升监控系统 X19 斜井提升监控系统 X20 矿用无轨胶轮车运输监控系统 X21 架空乘人运输监控系统 X22 电机车运输监控系统 X23 煤矿供电监控系统 X24 煤矿排水监控系统 X25 压风机监控系统 X26 主要通风机监控系统 X27 瓦斯抽采（放）监控系统 （高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井） X28 煤矿火灾监控系统 X29 矿山压力监测与预警系统 X30 煤矿水文监测系统 （水文地质条件复杂及以上的矿井） 100 X31 煤矿自动化综合监控平台 煤矿安全生产 经营管理 信息系 统 X32 煤矿安全风险分级管控信息系统 X33 煤矿隐患排查管理信息系统 X34 煤矿安全质量标准化管理信息系统 X35 煤矿应急救援指挥管理信息系统 X36 煤矿风险预警与防控系统 X37 煤矿信息化综合监控系统 X38 煤矿探放水视频智能分析系统 X39 煤矿瓦斯钻场视频智能分析系统 （高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井） X40 煤矿安全风险智能感知系统 X41 煤矿安全监管执法与决策支持系统 X42 煤矿防治水管理信息系统 X32 煤矿安全风险分级管控信息系统 X33 煤矿隐患排查管理信息系统 X34 煤矿安全质量标准化管理信息系统 X35 煤矿应急救援指挥管理信息系统 X36 煤矿风险预警与防控系统 X37 煤矿信息化综合监控系统 X38 煤矿探放水视频智能分析系统 X39 煤矿瓦斯钻场视频智能分析系统 （高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井） X40 煤矿安全风险智能感知系统 X41 煤矿安全监管执法与决策支持系统 X42 煤矿防治水管理信息系统 X43 煤矿调度管理信息系统 X44 煤矿地测空间管理信息系统 X45 煤矿三维地理信息系统 X46 煤矿生产技术综合管理信息系统 X47 煤矿设备管理系统 X48 煤矿能耗监测管理信息系统 X49 煤矿财务管理信息系统 X50 煤炭销售管理信息系统 X51 煤矿物资供应管理信息系统 X52 煤矿人力资源劳动工资管理信息系统 1. 煤炭行业应用比较多，一般矿有几十个应用系统，能源局针对煤炭企业信息化建设列出了下表对应的基本要求。 Industry understanding 建设问题  行业上存在的问题 信息化体系的行业标准不健全，矿井信息化建设各自为政、企业没有统一的数据标准，摸索建设，造成智能化矿 井建设五花八门，阻碍了智能化矿井的发展。 解决方案：制定统一的数据标准体系，统一规划，分布实施  承建商存在的问题 对煤矿安全生产各子系统的认知与软件开发水平存在差异，导致对数据挖掘利用的深度参差不齐、矿井综合自动 化平台不能真正体现矿井安全生产的实际要求。 解决方案：大量的行业专家及矿井自己的技术人员参与到建设团队中，核心开发人员都有丰富的矿山行业经验。  矿井自身存在的问题 综合自动化平台与矿井现有管理模式不匹配，无法实现有效结合。专业维护人员的设置及人员技术水平与综合自 动化平台的运作不协调。 解决方案：对矿井的流程进行梳理，提出配套的管理新模式；在项目建设时采用“共同开发、共同实施”的实施 方案 行业存在的问题 承建商存在的问题 煤矿自身存在的问题 Construction issues 02 建设规划 Construction planning 统一标准 技术架构 整体规划 分布建设 建设目标 统一标准 Uniform standards 统一的数据定义标准 统一的系统集成标准 统一的数据安全标准 统一的控制策略标准 统一的数据定义标准是指对 各类矿山生产数据（实时数据和 业务应用数据）的数据格式进行 规范化和标准化的描述和存储， 以减少数据存储对上层应用系统 的依赖，便于各系统之间的信息 共享和协同。 通过对各类生产控制系统的公 有信息进行归纳和抽象，可以定义 出一套可扩展的实时数据定义标准。 实时数据定义标准分为两部分：测 点属性信息和测点基本信息。 根据矿井的现场实际，最大限 度实现上位机的定制化控制，各 控制子系统能够接收平台与中心 数据融合分析的结果，并根据参 数、流程的优化建议，实现迅速 定制化控制。 数据安全标准是指在对数据进 行分类的基础上，确定数据的权限 级别，在此基础上制定数据各种权 限的分配原则。数据的权限主要有 读取、签入、签出、锁定、管理权 限等。 信息化标准体系建设是矿井综合信息化建设的核心与基础，将直接关系到矿井综合自动化系统的数据共享、系统集成、信 息融合与联动应用的成功与否，关系到矿井建设的持续接入与应用扩展等。 技术架构 Technical architecture 智慧煤矿应基于一套标准体系、构建一张全面感知网络、建设一条高速数据传输通道、形 成一个大数据应用中心、开发一个业务云服务平台，面向不同业务部门实现按需服务。 设计基本原则：网络融合安全、信息互联互通、数据共享交换、功能协同联动 分步建设 Build step by step 建立统一标准 01 基础设施建设 02 各类信息化子系统建设 03 形成数据仓库 04 建设综合管理平台 05 建立符合矿井实际的标准化体系（数据定义、系统集成、控制策略、网络安全、 运行维护）及业务流程 工业环网、边缘云、 4/5G 、视频分析、调度大屏、数据中心机房。 新建、升级、改造各子系统。达到对子系统少人值守、远程控制的目的。 实现矿井所有子系统的数据接入，形成统一的数据仓库。 整合现有子系统到综合管控平台上，实现对整个矿井的实时监测与控制； 通过对数据的融合、联动、分析，实现矿井的智能化。 整体规划 Overall planning 11 智慧煤矿管理 平台 形态：移动 / 网页 / 设备 1 、基础设施 1.1 网络传输系统（ 5G ） 1.2 数据中心 1.3 中心机房 1.4 调度指挥中心 1.5 大屏幕显示系统 1.6 矿井通信系统 2 、生产控制系统 2.1 综采工作面智能化采煤系统 2.2 掘进工作面自动化系统 2.3 主煤流运输智能控制系统 2.4 辅运智能控制系统 2.5 井下主排水自动化系统 2.6 主通风监控系统 2.7 配煤装车自动化系统 3 、生产监控系统 3.1 关键设备故障诊断与远程维护平台 3.2 矿井供电监控系统 3.3 电源管理系统 3.4 智能矿灯管理系统 4 、主动安全防御系统 4.1 井下人员精确定位及体征检测系统 4.2 井下火灾束管监测系统 4.3 矿井水文监测系统 4.4 矿井高清工业电视系统 4.5 粉尘监测与防止系统 4.6 矿山周界安防系统 4.7 煤矿重大灾害预警与专家决策系统 4.8 应急救援管理系统 5 、企业经营管理系统 5.1 办公管理系统 5.2 设备及资产管理系统 5.3 客户管理系统 5.4 生产管理系统 5.5 运销系统 5.6 APP 消息推送 6 、 智能分析决策系统 6.1 基于“数字孪生技术”一张图决策管 理 6.2 基于“大数据”形成智能决策支持系 统 建设目标 Construction goals • 在物联网技术基础上，实现矿山“人、机、环”数据智能化精 准采集、网络化传输、规范化集成； • 建立 统一的集成控制平台 ，实现生产全过程一体化智能控 制、经营全流程一体化协同管理； • 建设基于大数据的安全生产云服务系统； • 实现煤炭无人（少人）开采与灾害防控一体化的智能化采 矿； • 实现原煤运输、供电、排水、通风、压风等环节远程智能 控制、无人值守； • 最终建设为安全、高效、智能、绿色的世界一流煤矿； 以建设世界一流煤矿为目标 04 建设内容 Project Overview 基础设施 生产控制系统 主动安全防御系统 生产监控系统 企业经营管理系统 企业经营管理系统 Simple 4.1 基础设施 基础设施 infrastructure 网络传输系统（ 5G ） 矿井基础网络工程系统规划遵循如下原则：  万兆骨干、千兆汇聚、百兆到桌面，办公生活区 WIFI 覆盖。  采用单模光纤为基础网络系统的通讯载体，敷设地面光纤系统、井下 光纤系统，覆盖矿井地面建筑物和井下生产环 节。  网络结构采用“工业以太环网 + 现场总线 +WIFI/5G” 模式，采用标准 TCP/IP 传输协议。  工业控制网络、安全监控网络、视频监控网络物理上独立成环网。  所有的环网主干传输光缆路由进出必须保证不再同一物理路径上，保证环网光纤资源的物理资源冗余。 建设原则 基础设施 infrastructure 网络传输系统 业务名称 通信需求 5G 网络 时延 带宽 时延 带宽 采掘自动化 ≤50ms ≥10Mbps 20ms 1Gbps 车载调度 ≤1s ≥2Mbps 传感器采集 ≤1s 1~2Mbps 视频监控 ≤200ms 30~100Mbps 移动办公 ≤200ms 4~10Mbps 应急救援 ≤200ms 4~10Mbps 网络传输系统是智慧矿山的血管，数据的传输、采集，指令的下达，都要求有 1 套高速稳定的网络传输系统 基础设施 infrastructure 数据中心 为了更好的将矿井智能化应用业务系统进行有效的管理，保证业务系统的稳定、高可用、可迁移、 可适应未来的高负载运行要求，本设计针对所有的业务系统进行整合，业务系统中总共有安全生产 控制层，经营管理层两个区域。管控层和管理层建立一个虚拟化云计算数据中心，即安全生产云计 算数据中心和经营管理云计算数据中心，采用网闸 + 防火墙的方式进行隔离。系统结构如下图所示：  数据中心的建设要求 1 、计算平台 生产运营管控平台按照 40 个应用系统的进行布署。要求每个 应用系统的得到的内在资源不少于 8G ， CPU 资源不少于单核 2.0GHz 。 企业经营管控平台按照 20 个应用系统的进行布署。要求每个 应用系统的得到的内在资源不少于 8G ， CPU 资源不少于单核 2.0GHz 。 2 、存储平台 办公网与控制网共用一套存储，分区管理。总容量为 500T 。 灾备系统采用实时压缩存储技术，总容量为 100T 。 2 、管理平台 采用目前业界领先的、用户群体数量大的虚拟化软件系统， 并配备资源管理系统，满足用户专业技术人员水平低、数量少、应 用系统要求高的应用环境。 4 、病毒防护 配置一套满足云环境运行的防病毒系统，为每个资源池提供病 毒防护功能，保证整个系统可靠运行。  建设数据中心的必要性 基础设施 infrastructure 中心机房 遵循《数据中心机房标准规范》要求， 把煤矿数据机房建设成高标准、高质量的 信息化机房，划分 10 个功能模块，如右图 所示，为通信网络、虚拟化云计算、数据 异地灾备、信息化服务器等重要设备提供 一个安全、可靠的运行环境，实现机房管 理的智能化，满足现代化机房建设要求。 基础设施 infrastructure 调度指挥中心 建设智能化矿井调度控制指挥中心包括：调度中心、控制中心及会议中心。 • 调度中心作为调度通信指挥平台； • 控制中心为煤矿生产各环节集中智能控制、协同工作； • 会议中心为多级视频联网、应急指挥决策中心的多维调度，实现智慧煤矿的综合调度指挥。 调度中心 调度人员工作区：实现调度指挥人员的日常办公、调度指挥功能及生产系统的集 中控制。配置调度办公台、调度通信系统、空调系统、照明系统、门禁及安防系 统等。 信息综合显示区：建设一套大屏显示系统，作为数字化矿山的展示平台，是矿井 调度指挥中心的重要组成部分。可以实时显示与监控系统有关的各种信息，包括 GIS 电子地图、实时工业视频监控信号、各种管理信息系统数据、各种历史数据 图像等多种信息。 控制中心 控制中心包括：综采工作面分控中心、主煤流运输分控中心、辅 助运输分控中心、供配电分控中心、安全保障分控中心及生产辅 控分控中心六个分控中心。 各分控中心以安全保障信息为辅，根据该环节生产工艺要求， 实现的“管 - 控 - 监”一体化协同工作，保证该环节生产过程有人巡 视、无人值守。 会议中心 会议中心实现多媒体会议功能，系统集音响、通讯、自动控制、多媒体等 多种现代科技于一体，主要包括四大部分，讨论发言部分、扩音部分、视 频部分和控制部分。 矿井会议中心可按照“集团 - 矿井”多级会议中心建设模式统一建设， 最终建成多级高清多媒体会议系统，实现以下目标： （ 1 ）多组发言、会议系统； （ 2 ）语音、视频多媒体展示会议； （ 3 ）高清晰视频显示； （ 4 ）多功能智能控制。 基础设施 infrastructure 大屏幕显示系统 结合矿井自身特点和需求，大屏幕显示系统划分为 调度指挥区、自动化系统操控区、工程师维护区 三类功 能区。具有生产调度集中处理、自动化系统集中控制、煤矿形象展示、集中指挥决策功能。 调度中心大屏幕系统采用超窄边液晶拼接屏幕（ DID ） + LED 电子显示屏模式进行设计。 基础设施 infrastructure 矿井通信系统  矿井有线调度通信系统和矿井行政通信系统分别设置，并应能互通；通信线缆应分设两条，从不同的井筒或一个井 筒保持一定间隔的不同位置进入井下配线设备；交换机的处理机、电源应采用热备份结构，具有告警、故障自动诊 断、倒换等功能；具有备用电源，电网停电后，系统中设备的备用电源连续工作时间应不小于 2h ；系统最大通信距 离应不小于 15km 。  移动通信选用 WiFi 或 5G 等技术的矿用通信系统；能自动识别手机终端，对未经认证的手机不提供服务功能，对未 经许可带入的手机，系统应具有报警提示功能。 建设要求 基础设施 infrastructure 矿井通信系统 信息发布子系统  常规信息发布：实现井下环境参数、关键设备状态、区域环境评估、 人 员分布、通知等常规信息的快速、实时发布，了解矿井作业环境、 设备、人员分布等情况  移动信息发布：可通过矿用 PDA 实现对井下环境参数、生产数据、 人员信息等实时监测及查询，便于了解煤矿的整体生产及安全状况  应急救援指挥：对煤矿已制订的救援预案进行信息化处理，通过电 子牌、声光报警、 IP 广播等多种方式及时进行井 下逃生引导  井下安全教育：通新闻、宣传报道、安全教育等信息的循环发布， 安全教育  IP 语音广播：可扩展井下 IP 语音广播、语音对讲和背景音乐播放 等功能  具有联网功能：实现分析数据共享，并可实现与矿井安全监控系统 联网，且为数字化矿山决策分析提供依据 基础设施 infrastructure 矿井通信系统 一体化调度平台  融合程控电话网、移动通讯网、人员定位网、应急广播网、局部扩 播网等通信联络系统，实现“多网”通信的集中调度指挥和互联互通， 在紧急情况时能够实现对各系统的统一调度，一键呼叫广播，为应 急救援提供保障。  实现与安全监测及综合自动化系统的联动控制，当某一地点出现瓦 斯超限报警时，能自动通知调度员报警信息，调度员可自动或者人 工通过该区域广播系统扩音广播报警信息，通知人员撤离。  实现与人员定位系统的联动控制。可通过调度台人员紧急呼叫或者 一键呼按钮实现对井下人员定位卡的呼叫，人员定位卡接收到呼叫 时报警灯闪烁，提醒井下人员发生紧急情况，需马上撤离。 Simple 4.2 生产控制系统 生产控制系统 Production control system 生产控制系统由控制、调度、决策三大部分组成，以工作面自 动化、主煤流运输、辅助运输、供配电、安全保障、生产辅控、 动目标运维、调度通信等八大环节为纽带，协同控制，实现整 个矿井生产过程“有人巡视、无人值守”，完成生产调度、设备 及人员等管理，提供矿井安全的通风、防瓦斯、防火灾、防水 害、防顶板灾害等决策。 系统实施后，能够实现矿井如 生产自动化系统、安全监测 系统、人员定位管理