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山西省煤矿智能化建设典型案例汇编（2023年）
鑫岩煤矿5G智慧矿山建设
吕梁东义集团煤气化有限公司鑫岩煤矿
（一）矿井概况
吕梁东义集团煤气化有限公司鑫岩煤矿主体企业为吕梁东义集团煤气化有限公司，由铁法煤业（集团）有限责任公司和山西孝义东义煤电铝集团有限公司共同出资组成，企业性质为国有控股，其中铁法煤业集团有限责任公司持股60%，山西东义煤电铝集团有限公司持股40%。井田面积19.601km²,煤炭资源储量为20920万吨，剩余可采储量16099万吨。煤种以中灰、低至高硫分、高热值的焦煤为主。矿井核定生产能力240万吨/年，属于高瓦斯矿井，各煤层属于自然、容易自然煤层，煤尘均具有爆炸危险性，水文地质条件中等，开拓方式为主斜副立。现采5号煤和10号煤，5号煤可采厚度为0.70~1.61m，平均1.04m，顶板岩性多为泥岩，偶见炭质泥岩伪顶，底板多为泥岩、砂质泥岩；10号煤可采厚度为3.20~5.40m，平均4.56m，顶板为泥岩、砂质泥岩，底板多为泥岩。采煤工艺为综合机械化采煤，掘进为综合机械化掘进，采掘比为2:6。
（二）建设内容
1.信息基础设施
（1）有线网络
构建了万兆工业以太环网，为全矿的智能化建设提供了信息基础保障。
图1工业以太环网拓扑图
（2）5G通信系统
目前已建成覆盖井上、下的5G无线通信网络，可接入基站容量满足矿井通信全覆盖需求。利用5G+工业以太网技术，准确、全面、清晰地获取井下安全生产数据和环境视频，实现井上井下高清音视频通话、各种数据快速传输、设备远程智能控制等多种应用，为矿井减人提效、安全生产奠定基础。
图2井下5G设备
（3）数据中心
建设了数据中心，依托集团公司大数据中心，实现数据分类、数据分析、数据融合功能，满足矿井数据服务与安全要求。
图3数据中心机房
（4）综合管控平台
建设了矿井安全生产综合自动化集中管控平台，具有统一的系统接口标准、综合监控中心、数据采集、存储分析等功能，基于虚拟化应用技术，各智能化子系统在虚拟化平台独立部署并互联互通，实现“采、掘、机、运、通”等主要生产环节、井下环境安全等全流程综合集成监控。
图4综合管控平台综合界面
（5）精确人员定位系统
井下精确人员定位系统采用先进的UWB精确定位技术,实现静态定位精度不大于0.3米,并可对井下定位目标动态跟踪与轨迹回放。
图5精确人员定位系统
2.地质保障系统
（1）地测信息管理系统
实现地质数据可视化建模，基础信息、关联信息的数字化存储、融合分析、可视化展示等功能。
图6地测信息管理系统
（2）先进的地质探测装备
具有瞬变电磁仪、无线电坑透仪、无人机、等先进的地质探测装备。
图7部分地质探测装备
矿井采用瞬变电磁仪、无线电坑透仪完成智能物探，能够降低人工劳动强度，提高勘探数据的精度与广度。
图8物探数据
利用无人机进行地表数据采集，通过大疆制图软件实现三维建模，生成基于真实影响纹理的高分辨率实景三维模型。
图9地面三维模型
3.掘进系统
建设了智能化快速掘进系统，系统采用“掘、支、运”三位一体的快速掘进模式，可实现掘进、支护、运输平行连续作业。
图10智能掘进系统
4.采煤系统
建成五煤薄煤层智能化综采工作面和十煤大采高智能化综采工作面。智能化综采系统实现了采煤机记忆截割、支架自动跟机移架推溜、运输机支架自动找直、顺槽皮带自动缩带张紧等功能；实现了泵站、皮带机、转载机、破碎机、运输机、采煤机“一键启停”功能；在井下集控中心、井上调度集控指挥中心均可实现远程监控；采煤工作面智能化开机率达到90%以上，实现工作面“无人跟机作业，有人安全巡视”的生产模式。
图11综采工作面真实场景
5.主煤流运输系统
主煤流运输系统实现主运输胶带机的远程集控和无人值守，实现顺逆煤流“一键启停”功能，增强了系统的安全可靠性。
图12主煤流运输系统
6.辅助运输系统
（1）轨道电机车无人驾驶系统
矿井建设有轨道电机车无人驾驶系统，通过5G网络实现远程实时调度、视频显示、无人驾驶、精准定位等功能。
图13轨道电机车无人驾驶系统
（2）主、副井提升无人值守系统
主、副井提升系统均已完成智能化改造，实现集中控制、自动运行、无人值守。
图14主、副井提升无人值守系统
（3）无极绳绞车运输系统
轨道无极绳绞车完成智能化改造，实现无极绳绞车运输的远程控制和无人值守。
图15无极绳绞车运输系统
7.通风与压风系统
（1）主通风机系统
建设主通风机在线监控系统，实现通风机在线监控、调度远程控制启停、故障自动倒机和“一键”倒机等功能，主通风机房实现无人值守。
图16主通风机系统
（2）煤矿局部通风机监控系统
建设煤矿局部通风机监控系统，此系统能够通过地面监控平台实时监测局部通风机的运行工况参数，实现远程开停、“一键”自动切换和故障报警等功能。
图17局部通风机监控系统
（3）瓦斯抽放系统
建设瓦斯抽放泵站无人值守监控系统，实现瓦斯泵站两台高负压、两台低负压瓦斯泵的自动控制功能，瓦斯排放各种相关阀门的开、关控制，环境、管路、工况参数监测等功能，实现瓦斯泵站的远程监控、自动运行。
图17瓦斯抽放系统
（4）压风系统
空压机无人值守系统实现高低压自动投切、空压机远程控制、无人值守。
图18压风系统
8.供电与供排水系统
（1）供电系统
井下中央变电所、采区变电所安装电力监控系统，具备远程分合闸、试漏跳、防越级跳闸等远程集中监控功能，实现了无人值守。
图19供电系统
（2）供排水系统
建设了矿井净化水自动化系统，实现供水、污水、净水、排水全过程自动化集控，取消了手动加药、开阀等人工工序。整套系统具备负荷调节、管网调配、能耗分析、自动运行、故障报警等功能。
图19锅炉房及生活水处理系统
矿井排水系统，中央水泵房、盘区水泵房均建设了自动排水系统，实现自动排水，远程集控、无人值守。
图20供排水系统
9.安全监控系统
（1）安全监控系统
KJ70X矿井安全监控系统能够实现对井下主要作业环境瓦斯浓度变化的实时在线监测，根据瓦斯监测数据对瓦斯积聚区进行智能预测、预警，并进行瓦斯超限区域智能断电。实现了安全监控、人员定位、应急广播的三网融合联动。
（2）煤矿水文动态监测系统
建设煤矿井下水文动态监测系统，实现对主要含水层、井下主要出水点、井下重点密闭、中央水仓、盘区水仓等重点部位水文变化的实时动态监测，具备监测数据实时分析与预测、预警功能。
（3）井筒报警灭火控制系统
主斜井安装有ZMK127井筒用报警灭火控制装置，采用矿用隔爆兼本安型光纤测温主机和双通道测温光纤检测皮带温度，采用矿用烟雾传感器监测井筒内各类火灾隐患产生的烟雾，根据实时温控和烟控自动进行洒水灭火。
图21井筒报警灭火控制系统
10.智能化园区与经营管理系统
（1）智能指挥中心
鑫岩煤矿建有智能化调度应急指挥中心，集成智能化指挥、调度、管控、办公、展示等功能，实现对井上井下各系统的统一协调管控。
图22智能指挥中心
（2）自动化煤炭销售系统
鑫岩煤矿建有无人值守煤炭销售计量系统，实现自动排队、远程控制、自动装车、计量、结算等一体化流程作业。
图23煤炭运销管理系统
针对新建矿井的特点，从矿井设计上考虑智能化建设问题，运用信息化、数字化、智能化理念，进行矿井整体的规划布局和智能化设计。
建设了井上下5G通讯系统，将5G、工业以太网技术与生产系统深度融合，采用分组切片技术，利用5G通讯技术的低延时、高带宽，同各智能化系统深度融合，保证了各智能化子系统的可靠性的同时，解决了各智能化子系统远控时延问题，保证各个智能化子系统能够安全稳定高效运行。
应用新一代快速掘进系统，优化形成了适合高瓦斯矿井的“掘、支、锚、运”平行作业的快速掘进工艺，降低工人的劳动强度，安全系数显著提升，能有效缓解接续紧张的局面。
通过六个智能化综采工作面的投入使用，实现了采煤全过程的少人无人化，不仅节约了可观的人力成本，极大的降低了工人的劳动强度，减小安全事故发生的可能性，为企业带来的综合效益不可估量。
建成了主、副井提升智能化监控系统，解决人为手动开车存在误操作情况，大大提高了行驶过程中的安全性，运行状态能够实时监控，能及时发现设备故障和问题，及时处理，保证了设备运行的稳定，绞车房为无人值守智能运行，节约了可观的人力成本。
采用5G、工业视频、智能矿灯等技术装备，打造了安全监控智能平台，实现了重要作业场所、重点岗位全流程监督和可视化管理，达到“无监控不作业”的安全管理模式。
现有矿井5G智慧矿山所有智能化子系统，均采用国内先进智能化技术建设而成，具备掌握自主核心技术的能力。
（一）安全效益
矿井通过智能化建设，使“少人则安、无人则安”的管理理念真正在实践中得以践行。智能化综采投入使用后，工作面由原来的12人减少到现在的2人巡检，使大部分工作人员远离危险的一线作业环境。以“本质安全”为目标，至今已经完成6个智能化综采工作面回采，未发生一起安全事故，智能化建设有力保障了员工的生命安全，为企业带来最大的安全效益。
（二）社会效益
通过智能化建设，“以人为本”的安全理念得以更好的诠释，一线工人的劳动强度得到明显改善，由过去的“脏累险苦”变成现在可以坐在调度指挥中心和远离生产一线的井下集控中心进行按键采煤，鑫岩煤矿工人的社会地位提高了、影响力扩大了，社会美誉度和知名度得到不断提升，在吕梁地区煤炭行业树立了良好的社会形象，为同行业智能化矿山建设提供了参考和积极推动作用。
（三）经济效益
智能化综采工作面实现减员50%，截止目前全矿智能化系统共计实现减少人员153人，吨煤成本降低15元/吨，初步估算年可以节约人力成本3000万元，减人降本效果显著。
近年来，山西省煤炭企业认真贯彻落实“四个革命、一个合作”能源安全新战略，创造性推进煤矿智能化建设，涌现出了一大批技术先进、管理科学、运行可靠的煤矿，为推动煤炭行业技术进步、装备提升、管理创新、效益改善做出了重要贡献。
为充分发挥典型煤矿的示范引领带动作用，推动煤矿智能化建设迈向更高水平，山西省能源局从全省范围内征集了124项煤矿智能化建设案例，经组织专家评选，共有65项案例入选。入选的案例兼顾国有企业和民营企业、采煤和洗选、井工和露天煤矿以及各种不同地质灾害、采掘工艺、运输方式等条件，涵盖信息基础设施、智能掘进系统、智能综采系统、全矿井智能化、其它智能化系统、露天煤矿智能化、智能洗选共计7个方向，确保具有可复制、可推广性。现编辑形成《山西省煤矿智能化建设典型案例汇编（2023年）》，供各地市、各有关企业和研究机构在工作实践中学习借鉴。
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