《煤礦智能化建設指南(2021年版)》正式發布!各產煤省、自治區、直轄市、新疆生產建設兵團發展改革委(能源局)、煤礦安全監管部門,有關中央企業: 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﹝2020﹞283號),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,國家能源局、國家礦山安全監察局研究制定了《煤礦智能化建設指南(2021年版)》,現印發你們,請按照執行。 國家能源局 國家礦山安全監察局 2021年6月5日 一、總體要求 (一)指導思想 (二)基本原則 (三)建設目標 二、煤礦智能化總體設計 (一)井工煤礦智能化總體設計 (二)露天煤礦智能化總體設計 (三)選煤廠智能化總體設計 (四)井工煤礦、露天煤礦和選煤廠建設要求 三、煤礦智能化建設內容 (一)井工煤礦智能化建設內容 (二)露天煤礦智能化建設內容 (三)選煤廠智能化建設內容 四、保障措施 (一)組織保障 (二)制度保障 (三)技術保障 (四)資金保障 (五)人才保障 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﹝2020﹞283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)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。 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。 圖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。 生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。 圖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。 (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。 智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
(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
(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、大采高工作面人—機—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
(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
(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
(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
(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
(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。 ①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。 ②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模化試驗和應用部署,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
(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
(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
(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
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
(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
(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
(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。基礎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。 ①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。 ②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。 ③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。 ①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。 ②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。 (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—學—研—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。 |