2021智能化煤矿建设指南

智能化煤矿建设指南 （2021年版） 2021年3月 目录 一、总体要求 1 （一）指导思想 1 （二）基本原则 1 （三）建设目标 2 1.井工煤矿智能化建设目标 2 2.露天煤矿智能化建设目标 3 3.智能化选煤厂建设目标 3 二、智能化煤矿总体设计 3 （一）井工煤矿智能化总体设计 4 1.总体技术架构要求 4 2.生产矿井智能化建设技术路径 5 3.新建矿井智能化建设技术路径 5 （二）露天煤矿智能化总体设计 6 1.总体技术架构要求 6 2.生产露天矿智能化建设技术路径 6 3.新建露天矿智能化建设技术路径 7 （三）智能化选煤厂总体设计 7 1.总体技术架构要求 7 2.智能化选煤厂建设技术路径 8 （四）井工、露天煤矿和选煤厂的设计要求 9 1.数据格式 9 2.通讯接口 10 3.信息安全性 10 4.系统灵活性和可扩展性 10 三、智能化煤矿建设内容 11 （一）井工煤矿智能化建设内容 11 1.智能化系统基本建设内容 11 2.分类重点建设内容 25 （二）露天煤矿智能化建设内容 27 1.智能化系统基本建设内容 27 2.分类重点建设内容 28 （三）智能化选煤厂建设内容 37 1.智能化系统基本建设内容 37 2.智能化选煤厂分类重点建设内容 39 四、保障措施 40 （一）组织保障 40 （二）制度保障 40 （三）技术保障 41 （四）资金保障 41 （五）人才保障 41 为贯彻落实《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》（发改能源﹝2020﹞283号，以下简称《指导意见》），指导各地科学规范开展煤矿智能化建设，加快建成一批多种类型、不同模式的智能化煤矿，制定本指南。 一、总体要求 （一）指导思想 以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，认真贯彻党的十九大和十九届二中、三中、四中、五中全会精神，深入落实“四个革命，一个合作”能源安全新战略，坚持新发展理念，加快实施新一代信息技术与煤炭产业深度融合，推进煤炭产业高端化、智能化、绿色化转型升级，实现煤炭开采利用方式的变革，提升煤矿智能化和本质安全水平，促进煤炭行业高质量发展。 （二）基本原则 ——分类建设，因矿施策。针对我国煤矿智能化建设基础与生产技术条件复杂多样、发展不平衡不充分等现状，加强煤矿智能化建设顶层设计，科学制定实施煤矿智能化建设与升级改造方案，分类开展智能化煤矿建设。 ——培育典型，示范引领。创新智能化煤矿建设与管理模式，重点突破适用于不同条件的智能化技术与装备，培育建设一批智能化示范煤矿，形成可复制、可推广的建设模式和经验，发挥智能化示范煤矿的引领带动作用。 ——全面推进，分级达标。坚持全国一盘棋和分类分级达标建设相结合，建立健全智能化煤矿建设、评价、验收与奖惩机制，加大煤矿智能化技术资金投入、人才投入和政策支持力度，全面推进煤矿智能化建设。 ——以人为本，安全高效。坚持把煤矿减人、增安、提效和提高煤矿职工福祉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。 （三）建设目标 按照《指导意见》提出的三阶段目标，重点突破智能化煤矿综合管控平台、智能综采（放）、智能快速掘进、智能主辅运输、智能安全监控、智能选煤厂、智能机器人等系列关键技术与装备，形成智能化煤矿建设、评价、验收等系列技术规范与标准体系，建成一批多种类型、不同模式的智能化煤矿。 1.井工煤矿智能化建设目标 对于基础条件较好的生产煤矿，应全面进行智能化升级改造，重点提高采煤工作面智能化水平、掘进工作面减人提效和远程控制、智能安全生产水平，固定岗位全部实现无人值守作业，形成基于综合管控平台的智能一体化管控；对于基础条件一般的生产煤矿，重点进行基础信息系统、机械化+智能化的采掘系统、重大安全隐患的智能预警、智能安全监测系统等建设，实现减人、增安、提效。对于新建煤矿，应充分进行煤矿智能化顶层架构设计，采用先进开拓和生产工艺、技术与装备，全面建设信息基础设施、智能化生产系统、智能化综合管控平台等，形成完整的智能化煤矿安全高效运维体系。 2.露天煤矿智能化建设目标 生产煤矿重点提升矿井网络、数据中心、感知系统建设，重点建设远程操控系统、无人驾驶系统、远程运维系统等，实现开采环境数字化、采掘装备智能化、生产过程遥控化、信息传输网络化和经营管理信息化。新建露天矿应高起点建设信息基础设施，构建露天矿信息传输、处理、存储平台和集中管控体系，开采过程实现远程智能控制，建设露天煤矿智能化综合管控平台，实现基于大数据分析、云计算、数字孪生为基础的智能开采。 3.智能化选煤厂建设目标 现有选煤厂应进行基础设施升级，以主要工艺环节、重要装备、安全防控智能化为建设重点，开展无人操作设备、无人值守系统的应用，提高洗选工艺过程的智能化水平。鼓励新建选煤厂开展基于BIM技术的数字化设计与施工管理，建设选煤专家知识库，开展重点生产单元、管理过程的智能化，形成完善的洗选过程智能感知、智能控制、智能管理与智能决策，主要工艺环节、主要管理岗位及重要设备实现智能无人操控，建成安全、节能、环保的智能化选煤厂。 二、智能化煤矿总体设计 智能化煤矿是将人工智能、工业互联网、云计算、大数据、机器人、智能装备等与现代煤炭开发技术进行深入融合，形成全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的智能系统，实现煤矿开拓、采掘（剥）、运输、通风、洗选、安全保障、经营管理等全过程的智能化运行。新建煤矿及生产煤矿应根据矿井建设基础，制定科学合理的煤矿智能化建设与升级改造方案，明确智能化煤矿建设的总体架构、技术路径、主要任务与目标。 （一）井工煤矿智能化总体设计 1.总体技术架构要求 智能化煤矿应基于工业互联网平台的建设思路，采用一套标准体系、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，面向不同业务部门实现按需服务，可参考图1所示的技术架构。 图1 智能化井工煤矿技术架构 智能化煤矿应建设智能化综合管控平台，围绕监测实时化、控制自动化、管理信息化、业务流转自动化、知识模型化、决策智能化的目标进行相应的业务应用设计，实现煤矿地质勘探、巷道掘进、煤炭开采、主辅运输、通风、排水、供液、供电、安全防控等各业务系统的数据融合与智能联动控制。 2.生产矿井智能化建设技术路径 生产矿井应根据矿井的地质条件、建设基础、建设目标制定科学合理的智能化升级改造方案，可以按照“基础系统高容量-采掘系统高可靠-感知系统全覆盖-保障系统高适应”的思路，自下而上逐步实现智能化改造。 生产矿井进行智能化升级改造可以分为三个层次：首先，根据煤矿实际情况与建设需求，对具体业务系统进行技术与装备升级，提高单个设备、系统的自动化、智能化水平，并逐步实现核心装备控制系统国产化安全可信、自主可控；其次，开展网络平台、数据中心等升级改造，汇聚生产工艺、环境过程信息等；最后，再进行系统的整体集成，实现基于智能化综合管控平台的一体化智能协同管控。 3.新建矿井智能化建设技术路径 根据矿井的地质条件与建设目标，按照“基础系统全兼容-业务系统全关联-装备系统高可靠性-数据应用多场景”的思路，在矿井设计中对煤矿智能化进行专题设计，按照高起点、高标准、高水平进行智能化煤矿建设，应涵盖信息基础设施、智能化生产系统、智能化安全管控系统、智能化综合管理系统等，明确阶段任务目标及验收指标，分步分阶段开展智能化煤矿建设。 （二）露天煤矿智能化总体设计 1.总体技术架构要求 智能化露天煤矿是将信息化技术与露天煤矿开采工艺进行深度融合，建设智能化露天矿综合管控平台，将露天矿生产系统、安全系统、管理系统等相关数据作为基础数据源，进行露天矿生产、经营、管理全链数据集成；逐步推进露天矿智能化应用系统的建设，实现露天矿全流程的少人化、无人化生产；逐步推进核心装备控制系统国产化安全可信、自主可控。可参考图2所示的技术架构。 图2 智能化露天煤矿参考技术架构 2.生产露天矿智能化建设技术路径 根据露天煤矿实际业务特点和支撑配套条件，结合矿山智能化现状、实际需求、基础条件等因素制定煤矿智能化建设方案，明确任务目标、预期成果及详细规划内容，分期、分批开展建设。 开展露天煤矿信息化标准化建设工作，制定数据标准、流程标准、操作标准；对设备、系统进行升级改造，实现全矿区网络覆盖；开展露天煤矿智能生产系统建设，实现现场集中操控、固定岗位无人值守、远程监控运维、生产过程自动控制等；建设露天煤矿智能综合管控平台，进行系统整体集成，实现基于智能综合管控平台的一体化智能协同管控。 3.新建露天矿智能化建设技术路径 根据新建煤矿建设条件，编制露天煤矿智能化建设总体规划，优先采用先进工艺、装备、信息技术，制定高标准、高起点、高水平的智能化建设方案。 （1）基建阶段完成网络、信息化基础设施等建设，构建露天矿信息传输、处理、存储平台和集中管控体系。 （2）基建后期到投产期内，同步开展露天矿智能生产系统建设，实现露天矿资源数字化、采选生产过程智能控制、智能生产管理与执行等，实现矿山全流程的少人化、无人化生产。 （3）投产后，逐步建设工业大数据分析平台，充分挖掘数据潜在价值，实现过程参数优化、生产流程优化、数字仿真优化、设备故障智能诊断、经营决策优化等。 （三）智能化选煤厂总体设计 1.总体技术架构要求 智能化选煤厂可参考图3所示技术架构，划分为设备层、控制层、执行层、决策层四层。设备层主要包括机电设备及检测仪表、保护装置等；控制层主要包括生产集中控制系统、设备状态监测系统、视频监控系统、调度通讯系统、安全监测系统等；管理层主要包括生产管理、机电管理、安全管理、经营管理、节能与环保管理、安全与职业健康管理等；决策层主要包括：智能控制、智能管理、智能分析、辅助决策等。 图3 智能化选煤厂参考技术架构 2.智能化选煤厂建设技术路径 第一阶段：重点开展智能化选煤厂标准建设、关键技术攻关、基础装备完善工作，适时进行成熟技术推广，开展示范工程建设。 第二阶段：强化大数据技术与选煤专业知识的深度结合与应用，建设选煤专家知识库，推进重点单元的智能化研究，建成完善的选煤厂生产执行系统，实现生产过程控制和管理智能化。 第三阶段：全面实现智能化，对主要工艺环节、主要管理岗位及重要设备实现智能感知、智能决策、自动执行的智能化体系；全面建成安全、高效、节能、环保的智能化选煤厂。 （1）新建选煤厂智能化建设 新建选煤厂的智能化建设应与选煤厂主体工程同时策划、同时设计、同时施工。对于条件成熟度不足的新建选煤厂，可先行策划，分期实施，预留后期建设接口。 鼓励新建选煤厂采用BIM等先进的数字化设计、施工管理技术，资料交付形式逐步由二维图纸向数字信息模型转变。鼓励数字孪生技术在项目策划、设计、施工、运维、改造、拆除的全生命周期管理中发挥作用，鼓励大数据、物联网、云平台、5G技术和机器人技术与选煤厂生产、运维的深度融合，为选煤厂的建设与管理增值。 （2）已有选煤厂智能化改造 已有选煤厂应完善智能化改造基础，通过分选工艺及装备技术调研，制定合理的工艺改造实施方案，确保分选工艺及技术装备先进合理。优先以主要工艺环节、重要装备、安全防护为升级改造对象。鼓励数字孪生、大数据、物联网、云平台、5G技术与现有选煤厂生产、运维的逐步融合，实现节能降耗、生产过程优化、改善作业条件等。 （四）井工、露天煤矿和选煤厂的设计要求 1.数据格式 针对煤矿井上下复杂、异质、异构、时变、随机、多态数据，智能化煤矿应规范数据索引格式、元数据格式、数据表结构、布局方式、存放格式、精度要求、时效设置和编码方案等，其中元数据和数据索引主要包括各类数据概述、用途、存放路由、数据库、访问引擎和索引结构等，体现数据的层次结构。 2.通讯接口