2020 智能化无人开采技术手册
矿山开采的人工智能应用
智能排土和运输系统
排土设备自动化控制
利用人工智能技术实现排土设 备的自动化控制，提高排土效 率，降低人工成本。
运输设备自动化控制
通过人工智能技术实现运输设 备的自动化控制，提高运输效 率，减少人工操作。
智能调度系统
矿山开采的人工智能应用
汇报人:可编辑
2023-12-31
目
CONTENCT
录
• 人工智能在矿山开采中的应用概述 • 人工智能在矿山开采中的具体应用 • 人工智能在矿山开采中的优势和挑
战 • 未来矿山开采的人工智能发展趋势 • 结论
01
人工智能在矿山开采中的应用概述
人工智能的定义和特点
定义
人工智能（AI）是一门研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智 能的理论、方法、技术及应用系统的新技术科学，它是计算机科 学的一个分支，旨在生产出一种能以人类智能相似的方式做出反 应的智能机器。
矿山设计
利用人工智能技术进行矿山设 计，包括矿山的布局、采矿方 法的选择、采掘设备的配置等 ，提高矿山设计的效率和精度 。
生产调度
利用人工智能技术进行生产调 度，根据矿山的实际情况和生 产需求，制定合理的生产计划 和调度方案，提高生产效率。
安全监控
利用人工智能技术对矿山进行 安全监控，通过实时监测矿山 的各种数据，及时发现安全隐 患并采取相应的措施，保障矿 山的安全生产。
特点
人工智能具有学习、推理、感知、理解、解释、产生语言、规划 、决策等多种能力，其核心在于对人类智能的模拟，具有自适应 性、自学习性、并行性、通用性等优势。
人工智能在矿山开采中的应用范围
有色金属行业智能矿山建设指南2020版
有色金属行业智能矿山建设指南（试行）目录一、建设目标 (3)二、建设原则 (3)三、总体设计 (4)（一）总体架构 (4)1. 技术架构 (5)2. 智能应用 (5)（二）建设路径 (5)1. 现有矿山 (6)2. 新建矿山 (6)（三）关键要素 (7)1. 本质安全 (7)2. 资源集约 (8)3. 绿色高效 (8)四、建设内容 (8)（一）基础设施的数字化改造与建设 (8)1. 智能感知 (8)2. 智能装备 (10)3. 网络建设 (10)4. 信息安全 (11)（二）基于业务驱动的智能生产系统建设 (12)1. 矿山地质资源数字化 (12)2. 采矿生产过程智能控制 (13)3. 选矿生产过程智能控制 (17)4. 本质安全管理 (18)5. 生态环境管理 (19)6. 生产运营管理 (20)7. 矿山虚拟仿真 (21)（三）基于服务型制造的智能服务应用建设 (23)（四）基于工业互联网大数据的协同创新平台建设 (23)1. 规范数据治理 (24)2. 数据应用创新 (24)五、基础支撑 (25)（一）资金投入 (25)（二）组织规划 (25)（三）人才队伍 (26)（四）运营维护 (26)（五）信息资源 (26)（六）标准体系 (26)为贯彻落实国务院《关于深化“互联网+先进制造业” 发展工业互联网的指导意见》《新一代人工智能发展规划》等国家相关政策，按照《国家智能制造标准体系建设指南》的总体要求，切实推进有色金属矿山智能升级，特编制本指南。
本指南是促进行业技术进步和规范发展的引导性文件，不具有行政审批的前置性和强制性。
一、建设目标结合我国有色金属矿山开采环境复杂、安全管理压力大、多元素资源共生等特点，在矿山已有自动化、信息化建设基础上，推进物联网、大数据、人工智能、5G、边缘计算、虚拟现实等前沿技术在有色金属矿山的应用，建成集资源的数字化管理、面向“矿石流”的智能生产管控、全流程的少人无人化生产、集成化的本质安全管理、基于工业大数据的智能决策于一体的本质安全、资源集约、绿色高效的有色金属智能矿山，促进企业转型升级、高质量发展，全面提升企业的综合竞争力和可持续发展能力。
智能装备推广应用实施方案
智能化无人开采工作面实施方案项目名称:智能化无人开采工作面主研单位：川南煤业泸州古叙煤电有限公司参研单位：项目负责人：李祥久、周仕华、游长远、黎兴强、刘健、李崇起止年限：2019年1月—2020年12月目录一、矿井基本情况 (4)二、项目来源及立项意义 (6)三、项目研究基本思路 (6)四、项目主要研究内容及目标 (6)（一）项目研究目标 (6)项目主要研究内容 (7)（三）项目关键技术 (7)（四）创新点 (8)五、项目研究人员组成 (9)六、项目实施技术方案 (9)（一）项目实施地点的选择及其概况 (9)1、工作面位置和开采范围 (9)2、煤层情况 (10)3、顶底板情况 (10)4、工作面储量 (11)5、工作面水文地质 (11)6、瓦斯、煤尘及自燃 (11)（二）实施方案 (12)1、巷道布置 (12)2、生产系统 (12)（1）供电系统 (12)（2）运输系统 (15)（3）供水系统 (16)（4）排水系统 (16)（5）通风系统 (17)（6）回采工艺 (17)（7）主要技术参数 (18)3、工作面装备配套 (18)（1）工作面液压支架 (18)（2）工作面过渡支架 (18)（3）电液控制系统参数及功能 (18)4、智能装备控制系统 (20)（1）智能装备控制技术方案 (20)（2）智能装备工作面集成供液系统及管理 (30)5、工作面照明、语音通讯与闭锁系统 (30)6、智能装备工作面设备安装 (31)（1）智能装备综采设备主体布置 (31)（2）智能装备综采设备列车布置 (33)（3）管缆线布置 (33)7、智能装备采煤工艺 (33)8、智能装备综采操作流程 (39)七、项目进度与阶段考核目标 (40)（一）分阶段进度目标计划 (40)（二）分月形象进度、分月工作任务分解及考核 (40)八、项目研究经费预算 (41)（一）项目费用................................................ 错误！未定义书签。
矿山开采的智能矿山制造技术与机器人
矿山救援机器人
矿山救援机器人是一种能够在矿山事 故发生后进行救援的智能机器人。这 种机器人通常配备有生命探测器、破 拆工具、运输设备等，能够快速、准 确地找到被困人员并进行救援。
VS
矿山救援机器人的优点包括快速响应 、提高救援效率、减少救援人员风险 等。同时，它还可以在极端环境下进 行救援作业，如地震、塌方等事故发 生后，为矿山救援行业的发展提供了 新的可能性。
矿物运输机器人
矿物运输机器人是一种能够自动完成矿物运输任务的智能 机器人。这种机器人通常配备有自动装载、运输和卸载设 备，能够实现高效、准确的矿物运输作业。
矿物运输机器人的优点包括提高运输效率、降低人工成本 、减少运输事故等。同时，它还可以在极端环境下进行运 输作业，如高山、沙漠等地区，为矿物运输行业的发展提 供了新的可能性。
特点
自动化、信息化、智能化、安全环保 、高效开采。
智能矿山的发展历程
初级阶段
20世纪80年代以前，主要依靠人力开采 ，生产效率低下。
发展阶段
20世纪80年代至21世纪初，信息技术和 自动化技术的应用，提高了生产效率。
成熟阶段
21世纪初至今，人工智能技术的发展， 推动智能矿山进入全面应用阶段。
智能矿山的应用价值
05
智能矿山案例分析
案例一：某大型露天矿山的智能化改造
总Байду номын сангаас词
技术先进、全面覆盖、高效生产
详细描述
该露天矿山采用了先进的智能采矿设备，包括无人驾驶的矿用卡车、智能钻机和遥控铲斗等，实现了从采矿到运 输的全流程自动化。通过实时数据采集和分析，优化了采矿计划和生产调度，显著提高了生产效率和安全性。
案例二：某地下矿山的机器人应用实践
浅谈地下金属矿山采掘机械化及智能化无人开采技术
浅谈地下金属矿山采掘机械化及智能化无人开采技术摘要：一个国家的发展取决于资源的可得性，但有限的资源与国家发展之间的矛盾促使人们探索如何最好地平衡发展与资源开发，并最大限度地发挥效益。
开采地下矿山的金属资源是我国的一项重要举措。
然而，金属资源匮乏和传统采矿方法使采矿变得困难。
随着时代的发展，地下金属矿山的开采也应该顺应智能时代的潮流，发展创新。
关键词：地下金属矿山；智能化开采；技术研究；前言工业是一个国家的基础。
中国作为一个工业大国尤其如此有色金属在中国工业中起着非常重要的作用，许多有色金属不仅直接熔入工业，而且在精密工业产品中也是重要的添加剂和催化剂，因此不可避免地要更加重视有色金属的开采。
一、开采技术1.开采结构智能采矿技术是适应时代发展的产物。
该项目改善了传统地下金属采矿的挑战，将新时代的计算机技术和自动化系统与地下金属采矿技术相结合，加强了采矿过程的安全性和可靠性，优化了采矿过程，并提高了经济、工业能力为了解决传统的地下金属开采问题，已将信息收集、交互式管理和智能系统管理技术纳入现代和智能的地下金属开采技术。
在信息采集过程中，采用新技术的虚拟平台接受智能数字控制，设备收集的综合信息使用数字元数据进行集中管理。
利用虚拟平台使技术人员能够更好地在线估计和模拟地下金属采矿；同时，智能挖掘技术利用海量数据库系统建立信息分析和管理综合平台，整理设备收集的信息，促进信息在施工中的应用，提高挖掘效率；在信息系统方面，为各种设备建立功能系统和相关管理系统有助于精简和改进提取过程；为应用相关人员的定位技术，采集信息并对矿物学模型进行虚拟建模，实现仪器阵列提取自动化过程，实时传输监控设备信息等。
它们在采矿中的综合应用，大大改善了采矿中的技术监测和信息整合，确保了建筑安全，提高了建筑的科学合理性，并提高了建筑效率。
2.影响实施因素首先，智能勘探技术在计算机技术中的应用是智能的基础平台。
虚拟技术的应用有助于有效地模拟仪器检测信息，从数字化向模拟转变，促进工作人员的理解和分析，并促进采矿活动的综合规划和有效管理。
人工智能在煤矿生产中的应用
人工智能在煤矿生产中的应用目录一、内容描述 (2)1.1 煤矿安全生产的重要性 (3)1.2 人工智能技术的发展趋势 (4)二、人工智能在煤矿生产中的应用现状 (5)2.1 智能化矿山的建设 (6)2.1.1 信息采集与传输智能化 (7)2.1.2 生产过程自动化 (8)2.1.3 效益评估与决策支持系统 (9)2.2 机器学习在煤矿安全管理中的应用 (11)2.2.1 煤矿事故预测与预警 (12)2.2.2 设备故障诊断与维护 (13)2.3 计算机视觉技术在煤矿监控中的应用 (14)2.3.1 煤矿环境监测 (15)2.3.2 人员行为分析 (17)三、人工智能在煤矿生产中的具体应用案例 (18)3.1 智能化综采工作面应用 (19)3.2 基于大数据的煤矿安全生产管理 (20)3.3 煤矿机器人及无人机技术在煤矿中的应用 (21)四、人工智能在煤矿生产中面临的挑战与对策 (22)4.1 技术挑战 (24)4.1.1 数据安全与隐私保护 (25)4.1.2 技术成熟度与可靠性 (26)4.2 管理挑战 (27)4.2.1 人才培养与引进 (28)4.2.2 行业监管与政策支持 (29)4.3 经济挑战 (30)4.3.1 投资成本与回报周期 (31)4.3.2 技术推广与应用范围 (33)五、未来展望 (34)5.1 人工智能与煤矿生产的深度融合 (36)5.2 新型智能矿山的构建 (37)5.3 煤矿安全生产的智能化发展路径 (38)一、内容描述智能安全监控系统：通过部署在矿区的摄像头、传感器等设备，实时采集矿区内的安全信息，利用人工智能技术对图像进行识别和分析，实现对矿工生命安全的实时监控，预防和减少事故的发生。
智能矿山管理系统：通过整合各类数据资源，构建智能化的矿山管理系统，实现对矿井生产的全面监控和管理。
通过对生产数据的实时分析，为企业决策提供有力支持，提高生产效率和安全性。
智能设备维护与故障诊断：利用人工智能技术对矿用设备的运行状态进行实时监测，预测设备的故障风险，提前进行维护和保养，降低设备故障率，延长设备使用寿命。
有色金属行业智能矿山建设指南2020年
附件1有色金属行业智能矿山建设指南（试行）为贯彻落实国务院《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》《新一代人工智能发展规划》等国家相关政策，按照《国家智能制造标准体系建设指南》的总体要求，切实推进有色金属矿山智能升级，特编制本指南。
本指南是促进行业技术进步和规范发展的引导性文件，不具有行政审批的前置性和强制性。
一、建设目标结合我国有色金属矿山开采环境复杂、安全管理压力大、多元素资源共生等特点，在矿山已有自动化、信息化建设基础上，推进物联网、大数据、人工智能、5G、边缘计算、虚拟现实等前沿技术在有色金属矿山的应用，建成集资源的数字化管理、面向“矿石流”的智能生产管控、全流程的少人无人化生产、集成化的本质安全管理、基于工业大数据的智能决策于一体的本质安全、资源集约、绿色高效的有色金属智能矿山，促进企业转型升级、高质量发展，全面提升企业的综合竞争力和可持续发展能力。
二、建设原则坚持因企制宜，注重实效。
根据企业发展战略和实际生产经营情况，充分考虑矿山资源禀赋条件、矿山所处生命周期阶段、工艺装备水平以及信息化建设基础，明确企业智能化建设重点，新建矿山直接进行智能化规划与设计，在产矿山有序推进智能化改造。
坚持整体规划，分步实施。
把握智能制造发展方向和重点，从全局、整体层面进行顶层设计，围绕有色金属智能矿山建设主要环节和重点领域，结合矿山自身能力和业务需求等特点，分步实施，有序推进智能矿山建设。
坚持创新引领，数据驱动。
积极探索5G等新型基础设施在企业生产中的应用，推动新技术与有色矿山的融合创新；基于数据和机理融合驱动的理念，应用大数据、人工智能、边缘计算等技术提升信息系统学习与认知的能力，利用AR/VR（增强现实/虚拟现实）等技术形成人机混合增强智能，充分发挥工艺技术人员的智慧与机器智能的各自优势，推动工艺与管理知识的沉淀与复用，支撑企业持续进行技术创新。
三、总体设计（一）总体架构鼓励有色金属智能矿山采用基于工业互联网平台的云、边、端架构，建立面向“矿石流”的全流程智能生产管控系统，将矿山大量基于传统IT架构的信息系统作为工业互联网平台的数据源，继续发挥系统剩余价值，同时逐步推进传统信息化业务云化部署，实现矿山全流程的少人无人化生产。
薄煤层无人工作面开采技术与应用
在监测采煤 机位 置时 ，采 用 防爆 脉Байду номын сангаас冲式 编码 器 ，根 据 单位时 问内输 出的脉 冲个数 、测 速轴 最大 转数 、及 采煤 机 最大运行速度 三者从 而计算 出采煤机所处 的相对 位置 。
３ ）综采工作 面可视化 监视 技术 。采用超低 照度摄像 技
摘 要 ：薄煤层在开采时 ，由于作业场所狭 小，开采难度 大， 机械化程度及经济效益低 ，安
全 效益 差等 原 因 ，造 成 了资源 的极 大浪 费 。文章 通过 对采 煤机 智 能控 制技 术 、液 压 支架 电液控 制
技 术、综采工作 面可视化监视技术、综采设备集中协调控制技术的研 究，实现 了薄煤层综采的无
术 、多 画面 分 割 、跟 机 视 频 切 换 技 术 ，实 现 综 采 设 备 运 行 状 况 和 工 作 面煤 岩 界 面监 视 。
引 采 煤 机 。该 机 是 目前 国 内无 链 电 牵 引 最 矮 的 机 型 之 一 ，
也是 国内薄煤 层多 电机横 向布置 采煤机 的最矮 、最 小机型 。
其最 大 特 点 是 装 机 功 率 大 ，机 身 短、矮 ，对 薄 煤 层 适 应
性强 。
图１ 综 采工 作 面 控 制 系统 示意 图
人化 ，为 薄煤层 的安 全 、 高效 生产提 供 了保 障 。
关键 词 ：薄煤层 ；无人 工作 面 ；综 采 自动化 ；设备 选型 ； 系统设 计
中图分 类号 ：Ｔ Ｄ ３ ５ ３ 文 献标 识码 ：Ｂ 文 章编 号 ：１ ６ ７ １— ０ ９ ５ ９ （ ２ ０ １ ３ ） １ １ － ０ ０ ０ ７ － ０ ３
智能精准开采结课作业
智能精准开采现状及展望一、我国能源结构及煤炭生产现状自1978年改革开放以来，我国对能源的需求日渐增加，在2012年时一次性能源的消费已位居世界第一。
但我国能源供给结构具有较大的安全问题，天然气三分之一需要进口，石油以及在科学技术领域和工农业生产中有广泛的用途的铀资源都过度依赖于进口，我国煤炭资源相对于油、气来说相对较为丰富。
在可持续发展战略和能源消费结构不断优化下，新能源能够代替部分化石能源，但是在我国目前的能源消费的结构中，煤炭资源占据大部分，因此煤炭能源的生产和消费中还是占主要地位，在这种少油、少气、缺铀、富煤的情况下，应当继续合理调整能源结构，不断开发新的清洁能源代替化石燃料。
在2019年的上半年，我国的原煤产量达17.6亿吨，同比增加了2.6个百分点，然中国工程院预测在2020年对煤炭需求在39到44亿吨，表层的煤早已经开采完了，面对如此大的煤炭能源需求，就不得不继续向更深层开采，可有些重点煤矿地质结构非常复杂，多种灾害互相作用，危险性更高，这就用意味着需要更高端的技术保证深层开采的安全性，因此必然要实现智能精准开采，实行自动化，高效化，信息化，无人，安全的开采方式。
二、对智能精准开采的理解及现状煤炭开采从最早的开采表层煤炭由人力开采运输，到后来对煤炭的需求增加开始用车拉，随着科技发展逐渐进入机械化，半自动化的开采模式，最终目标是全面实现能源安全的智能精准开采。
目前我国已取得煤炭智能精准开采的关键突破。
我理解的智能精准开采是以智能的精准感知和控制，同时利用大数据云端计算以及互联网等信息技术为基础和支撑，不需要大量的人力下井作业，对于采场，选场及灾变只需在地面进行远程监控，而且具备自我判断，自我调整的能力，面对突发事件能够预判并及时的做出应对，实现在各方位上精确安全的无人智能精准开采。
传统的采矿是根据经验定性的开采，但是面对更为复杂的地质构造情况，以往的经验和技术是不足以支撑深矿井开采，需要进行理论与技术的革新与突破，通过新技术，新设备实现定量安全智能的科学开采。
煤矿智能无人采煤工作面开采关键技术分析
煤矿智能无人采煤工作面开采关键技术分析摘要：目前我国经济发展迅速，煤矿企业为我国发展做出了很大贡献。
我国不仅是煤炭生产大国，而且也是煤炭消费大国，煤炭在我国的经济发展中占据非常重要的地位，一直以来都是我国的主体能源，而且这种地位在今后的很长一段时间内也很难改变。
所以，创新煤炭开采技术，确保煤炭的高效安全生产依然是今后的工作重点。
与此同时，煤矿的智能化无人开采受到了人们的广泛关注，这一技术创新，不仅是历代煤炭人的梦想，更是煤炭企业实现安全高产高效现代化生产的必由之路。
下面笔者结合自己的工作实践，对智能化无人开采技术的研发探索与实践进行探讨，以供参考。
关键词：煤矿；智能无人采煤；工作面开采；关键技术引言在高新技术的不断创新下，为了更好的节省煤矿开采的成本，提高煤矿开采的工作质量与效率，无人化开采方案逐渐开始推行，在无人化开采技术方案的实施下，很好的提高了煤矿开采的质量，合理的控制了煤矿开采的能耗，保障了煤矿开采的安全性与可靠性。
1智能化无人开采的必要性煤炭作为我国的重要基础能源，在我国的能源结构中具有非常重要的地位，不仅是工业发展的重要能源基础，而且对整个国民经济的增长也有非常重要的影响。
2014年，我国的煤炭产量为38.7亿吨，约占以此能源生产总量的70%，我国煤炭消费占一次能源消费的比重为65%。
这些数据更加显示出我国能源结构中，煤炭的重要地位。
煤矿开采主要采用井下作业为主要方式，矿工在生产作业过程中，始终面临着：水、火、瓦斯、煤尘、顶板等五大自然灾害的严重威胁，如何将矿工从终年不见天日、黑暗潮湿的井下解放出来，达到矿井“少人则安、无人则安”的目的。
同时，我国的煤层赋存条件比较复杂，特别是一些薄煤层，占我国煤炭总储量的20%左右，这些煤层具有开采难度大，工作面狭小，操作设备困难，效率低下等特点，而且存在明显的丢弃现象，造成大量的资源浪费。
而智能化无人开采技术，是解决此类煤层的有效途径和必由之路，也是现代化煤矿企业发展的必然规律。
基于智能矿山的煤矿机电设备管理创新
基于智能矿山的煤矿机电设备管理创新发布时间：2021-03-26T14:22:46.427Z 来源：《科学与技术》2021年1月作者：高阳[导读] 智能矿山是将物联网、云计算、大数据、人工智能、自动控制、高阳陕西小保当矿业有限公司陕西榆林719300摘要：智能矿山是将物联网、云计算、大数据、人工智能、自动控制、移动互联网技术，机器人、智能化装备等与现代煤矿开发技术深度融合，形成矿井全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的完整智能系统，实现矿井开拓、采掘、运通、洗选、安全保障、生态保护、生产管理等全过程智能化运行的体系。
关键词：智能矿山；煤矿机电设备；管理创新1智能矿山概述1.1智能矿山内涵智能矿山是采用人工智能、工业互联网、新一代通信技术、大数据、区块链、边缘计算、精确定位与导航、虚拟现实等智能技术和信息化技术，深化改造并重塑矿山采、选、冶等核心生产环节，实现矿山全链条的智能化与协同化，从而达到矿山经营处于高效、安全、绿色、和谐及经济效益最优的目标。
智能矿山以基础信息化设施、矿山资源数字化系统、安全管理信息化系统为支撑，以矿山大数据与运营决策系统为决策核心，通过固定设施自动化系统、无轨装备智能化系统、有轨装备智能化系统、智能选厂等智能化作业系统完成矿山各作业环节的实际执行和闭环反馈，形成透明化、一体化和规范化的生产、运营、决策体系。
1.2智能矿山架构根据上述定义，本文提出了设备层、智能层、应用层的智能矿山三层构架。
设备层：处于智能矿山的最底层，由矿山中各种传感器和执行机构等组成，完成数据的采集、指令的执行。
智能层：是智能矿山的中间层，也是最核心层。
该层由一个个智能体组成。
每个智能体是融智能通信、智能控制、智能计算于一体的信息物理系统的实体。
智能体也可理解为传统矿山子系统的智能化。
应用层：处于智能矿山的最高层。
该层是各种应用逻辑的组合及数据的显示，由3个子层组成，其中数字孪生矿山子层相当于“数字大脑”，实现矿山最高层次的智能控制；数据展示子层为报表、显示、业务逻辑等，在该层可实现业务的条块分割。
煤矿智能无人采煤工作面开采关键技术
175对于矿井作业而言，采煤工作面是重要施工场所，采煤人员在开采煤炭的过程中也会受到一些因素的影响进而遇到瓦斯、火灾等一系列问题，而这对于采煤人员的生命及财产安全也会造成极大的威胁。
通过对采煤工艺进行综合利用，采煤工作的质量及效率不仅可以得到提高，同时开采煤矿的安全性也会增强，因此这在很大程度上也会带动煤矿采煤工作向智能化及机械化方向发展。
然而当下的采煤工作面仍有很多危险因素存在，要想保证采煤工作可以顺利开展，我国还需加大对无人采煤工作面开采关键技术的研究力度。
1 采煤工作面经常出现的灾害问题分析1.1 顶板灾害随着我国煤矿事业的不断发展，顶板灾害问题随之出现，而其在煤矿灾害中也占有极大的比重。
随着国家科技及研究力度的不断增强，支护理论以及矿山压力等也得到了完善，工作面及巷道等支护技术也得到了提高，这也使得大规模的冒顶事故得以避免，当下仅有局部的冒顶事故会经常发生。
截止目前，采煤工作面经常出现局部冒顶事故，比如支架前探梁以及工作面端头出现的冒顶事故。
随着顶板灾害的出现，顶板大范围来压和冲击地压会对煤矿的生产带来极大的打击。
针对顶板大范围来压，相关部门可以利用高压注水技术或者松动爆破技术将其解决，至于冲击地压目前并没有根治方法，相关部门只能对该灾害进行一定的预防。
1.2 瓦斯灾害瓦斯灾害包括瓦斯爆炸以及瓦斯突出两种问题。
对于瓦斯爆炸灾害而言，其经常在采煤工作面发生，通过采煤机割煤工作的不断开展，瓦斯会从煤层中游离出来，随着瓦斯的不断聚集，其也会导致瓦斯爆炸的问题出现。
而瓦斯突出灾害则经常出现在巷道掘进工作中。
随着时代的不断发展，针对采煤工作面，虽然已有很多技术措施对瓦斯爆炸问题进行预防，但采煤人员仍是在较为危险的环境中进行作业，这对于他们的生命及财产安全也会造成极大的威胁。
1.3 矿井火灾及水灾矿井火灾问题包含了很多，比如电气设备火灾、煤自燃以及人为火灾等，在此期间，煤出现的自燃问题会对采煤工作面的安全生产产生极大的影响，针对容易出现自燃发火的煤层，如果采煤人员没有对技术进行合理使用，那么便会致使整个采煤工作面均出现较大的火灾问题。
煤矿综采工作面无人化开采的内涵与实现_张良
事故后被动的人员救险转变为主动减少井下工人数 量已在业内形成了共识，即无人则安。然而，综采工 作面无人化开采成功案例很少，因此对综采工作面 无人化开采存在许多争议，主要体现在以下 4 个方 面： ①综采工作面的界定存在分歧，工作面是否包括 运输巷和回风巷； ②对无人化的定义有不同的理解， 有的认为工作面内没有人即无人化，有的认为工作 面内不需要人操作，但需要有人巡检，也可以叫无人 化； ③对实现综采工作面无人化开采的路线存在争 议，有的认为，要实现工作面无人化，必须先解决采 煤机、液压支架等主要设备的智能化自适应技术难
0引 言
目前，我国煤矿安全形势依旧严峻，综采工作面 事故高发。2013 年全国煤矿顶板事故 274 起、死亡 325 人，分别占总事故起数和死亡人数的 45. 4% 和 30. 5% ，较大顶板事故 8 起，其中采煤 工 作 面 占 4 起； 全国煤矿瓦斯事故死亡 348 人，占煤矿事故总死 亡人数的 32. 6% ，重大以上瓦斯事故 10 起，其中采 煤工作面占 7 起。在环境危险、恶劣的综采工作面， 实现少人或无人开采，直接减少采煤工作面的人员 数量是减少人员伤亡、保障安全的重要手段，由发生
收稿日期： 2014 － 07 － 02； 责任编辑： 赵 瑞 DOI： 10． 13199 / j． cnki． cst． 2014． 09． 006 基金项目： 国 家 高 技 术 研 究 发 展 计 划 （ 863 计 划 ） 资 助 项 目 （ 2013AA06A410 ） ； 北 京 市 科 技 计 划 重 大 科 技 成 果 转 化 落 地 培 育 资 助 项 目 （ Z141100003514025） ； 中国煤炭科工集团重点资助项目（ 2012ZD001） 作者简介： 张 良（ 1964—） ，男，山东威海人，研究员，现任北京天地玛珂电液控制系统有限公司董事长。E － mail： zhl@ tdmarco． com 引用格式： 张 良，李首滨，黄曾华，等． 煤矿综采工作面无人化开采的内涵与实现［J］． 煤炭科学技术，2014，42（ 9） ： 26 － 29，51．
国家安全监管总局办公厅、国家煤矿安监局办公室关于印发陕煤化集
国家安全监管总局办公厅、国家煤矿安监局办公室关于印发陕煤化集团黄陵公司一号煤矿智能化无人开采技术经验材料的通知【法规类别】煤炭开采【发文字号】安监总厅煤行函[2014]191号【发布部门】国家安全生产监督管理总局(原国家安全生产监督管理局)国家煤矿安全监察局【发布日期】2014.12.11【实施日期】2014.12.11【时效性】现行有效【效力级别】部门规范性文件国家安全监管总局办公厅、国家煤矿安监局办公室关于印发陕煤化集团黄陵公司一号煤矿智能化无人开采技术经验材料的通知（安监总厅煤行函〔2014〕191号）各产煤省、自治区、直辖市及新疆生产建设兵团安全监管局、煤炭行业管理部门、煤矿安全监管部门，各省级煤矿安全监察局，司法部直属煤矿管理局，有关中央企业：现将《坚持科技引领推进安全健康发展--陕煤化集团黄陵矿业公司一号煤矿智能化无人开采技术经验总结》材料印发给你们，请结合实际认真学习借鉴，举一反三，进一步指导推动企业提升机械化、自动化、信息化和智能化水平，以先进科技装备支撑保障煤矿安全生产能力。
国家安全监管总局国家煤矿安监局2014年12月11日坚持科技引领推进安全健康发展--陕煤化集团黄陵矿业公司一号煤矿智能化无人开采技术经验总结（国家煤矿安监局行管司、陕西省安全监管局、陕西煤矿安监局2014年11月28日）黄陵矿业公司隶属于陕西煤业化工集团，始建于1989年9月，一号煤矿、二号煤矿为主力矿井，生产能力分别为600万吨/年、800万吨/年，已形成煤、化、电、路等产业多元互补的循环经济发展模式。
该矿区煤炭储量丰富，煤田总面积549平方公里，地质储量13.4亿吨，可采储量9.6亿吨。
矿区煤层赋存稳定、厚度变化较大，煤、油、气共生，开采技术条件较复杂。
煤质优良，为低磷、低灰、低硫、中高挥发分、高发热量的二分之一中粘煤、弱粘煤和气煤，是优质的煤化工原料和动力煤。
多年来，黄陵矿业公司坚持科学技术是第一生产力，实施科技创新驱动战略，不断提升安全科技装备水平，在综采、大采高综采的基础上，以一号煤矿为试点，成功完成国产综采装备智能化无人开采技术研究与应用，在国内率先实现了地面远程操控采煤，填补了我国煤矿综采工作面智能化无人开采的空白，达到了国际领先水平，是我国煤炭工业开采史上的重大创举，是能源生产领域的技术革新，为建设本质安全型矿井、现代化煤矿企业探索出一条新路子、迈出一大步，具有重要的里程碑式意义。
智能化综采技术设备应用知识
山阳煤矿2019年5月份已开始筹备建设第一个智能化综采工作面。
2020年国家发展改革委、国家能源局、应急部、国家煤矿安监局、工业 和信息化部、财政部、科技部、教育部研究制定了《关于加快煤矿智能化发 展的指导意见》
到2021年，建成多种类型、不同模式的智能化示范煤矿，初步形成煤矿 开拓设计、地质保障、生产、安全等主要环节的信息化传输、自动化运行技 术体系，基本实现掘进工作面减人提效、综采工作面内少人或无人操作、井 下和露天煤矿固定岗位的无人值守与远程监控。
到2025年，大型煤矿和灾害严重煤矿基本实现智能化，形成煤矿智能化 建设技术规范与标准体系，实现开拓设计、地质保障、采掘（剥）、运输、 通风、洗选物流等系统的智能化决策和自动化协同运行，井下重点岗位机器 人作业，露天煤矿实现智能连续作业和无人化运输。
到2035年，各类煤矿基本实现智能化，构建多产业链、多系统集成的煤
阳泉煤业集团新元矿自动化工作面 新元矿310205工作面走向长度2105m，工作面长度240m，平均煤厚2.85m，倾 角3°，煤炭可采储量2.1Mt。310205工作面煤层软，瓦斯大，构造多，底板软 ，顶板压力大。
工作面综采设备采用平顶山煤矿机械公司的ZY 6800/18/37D型液压支架，配 套SAC电液控制系统；上海创立股份公司的MG400/930型采煤机，配套远程控制 操作终端和采煤机自动记忆截割系统； SZZ 1000/400型转载机，加装ZQS127-Z 监控系统；SGZ1000/1400型刮板输送机，加装 ZQS127-Z 监控系统： BRW400/31.5型乳化液泵，远距离集成供液。
采煤机从刮板输送机机尾到机头时，采煤机司机控制顶滚筒、底滚筒随动 割煤。而从机头到机尾时，采煤机根据上一刀信息自动记忆割煤，重载速度 8~14 m/min。支架采用自动拉架人工干预方式 （顶板破碎，人工超前拉架）， 立柱安装2个压力传感器，一用一备。工作面矫直系统在割煤过程中实时记录采 煤机三维位置、横向和纵向倾角，采煤机每截割4刀时，矫直系统根据记录的信 息，控制每台支架的推移量，调节工作面的直线度。
煤矿智能化开采技术的创新与管理_4
煤矿智能化开采技术的创新与管理发布时间：2021-09-06T03:46:57.520Z 来源：《科学与技术》2021年第13期5月作者：朱鹏[导读] 随着现代信息科技的发展和移动互联网等信息技术的进步，我国部分传统产品工业也结合先进朱鹏盘州市应急管理局贵州六盘水 552524摘要：随着现代信息科技的发展和移动互联网等信息技术的进步，我国部分传统产品工业也结合先进的技术进行了改造，我国的新兴工业产品等发展方向也进行了改革。
同时，煤炭开采工业往往需要耗费大量的时间和人力，长期在黑暗的环境下工作，不仅昼夜难分，还面临着随时都会塌方等严重危害，工人在恶劣的环境下工作，不利于身体健康。
同时，人力的工作效率已经难以满足当代社会的发展需求。
为了有效保护企业和工人的生命安全和身体健康，也为了在恶劣的环境下，能快速科学地进行煤炭综合开采技术工作，让专业技术人员将智能化逐步融入煤炭综合开采技术工作的各个方面，实现无人煤炭开采的技术发展目标，促进煤炭综合开采技术工作的深入开展，推动煤炭综采工作面智能化开采技术的创新和发展。
关键词：煤矿；智能化开采技术；创新管理1导言现如今，随着社会节能环保工作状况的不断改善，应该尽可能的在使用能源方面进行节省，注重对清洁能源的使用。
如今，煤炭依旧是最为重要的一种能源，并且最适合社会经济的发展需要。
传统的煤矿技术在发展的时候应该尽可能的借鉴一些先进的科学技术，好比计算机电子信息技术，通过智能化的操控能够很好的改善和提升智能化采煤水平，并且在一定程度上提高整个生产体系的建设效率，从而充分保障煤矿采煤智能化可以得到安全的发展。
2智能开采技术的主要优势第一，提高处理相关信息数据的效率。
在煤矿产业中运用智能开采技术，可以快速处理信息。
据相关资料可知，传统信息处理技术对人力的依赖性较大，要求人员具备较高的操作水平，此外需要处理的信息较多，工作人员承担的工作量较大，工作难度较大。
而通过把智能开采技术应用于煤矿产业中，则能够很好地改善以上问题，智能开采技术的应用，对降低工作难度以及提升信息处理效率极为有利，应用人工智能开采技术，可以快速处理诸多信息，促进煤矿产业良好发展。
煤炭智能化无人开采的现状与展望
煤炭智能化无人开采的现状与展望李首滨【摘要】介绍了国外煤炭智能化无人开采技术发展现状和国内煤炭智能化无人开采技术进展,阐述了智能化无人开采的目标、技术模式与关键技术路径,提出了一种基于智能自适应开采技术模式的层次控制模型,并介绍了相关的关键技术.结合我国在煤炭智能化无人开采领域的实践探索经验,对煤炭智能化无人开采技术进行了展望.分析表明,我国目前正处于综采自动化结合远程可视化干预的智能化无人开采阶段,未来会朝智能自适应开采模式逐步发展演变,以最终实现真正的工作面智能化无人开采.【期刊名称】《中国煤炭》【年(卷),期】2019(045)004【总页数】8页(P5-12)【关键词】智能化无人开采;可视化远程干预;智能自适应开采;智能化煤机【作者】李首滨【作者单位】北京天地玛珂电液控制系统有限公司,北京市朝阳区,100013【正文语种】中文【中图分类】TD671 引言进入21世纪后，我国煤炭开采技术及装备发展迅速，综采工作面生产先后经历了机械化和自动化这2个阶段，目前正处于朝智能化开采转型时期。
技术与装备的发展为开采效率与产量带来了巨大提升，同时创造了良好的社会与经济效益。
但近年来，随着经济与社会的发展，人们对绿色、清洁能源的呼声日益提高，结合长期以来对煤矿安全生产的迫切需求，研究安全智能、绿色高效的开采技术势在必行，煤炭开采必须由劳动密集型升级为技术密集型产业，发展智能、无人、安全的煤炭开采道路。
如何将智能化的技术与装备应用到煤炭开采中以实现生产过程的智能化、无人化与高效化，已经成为摆在每位煤炭科技从业者面前的一项重要课题。
国际上对煤炭智能化开采技术的研究始于20世纪90年代，德国、美国、澳大利亚等都先后提出了自己的技术方案，其思路均是依赖工业自动化基础，结合远程可视化监控，实现对煤机、支架等装备的控制。
1990年，德国推出综采电液控制自动化系统，其特点是装备程序化控制。
2000年之后，随着计算机与网络技术的进步，澳大利亚联邦科学与工业组织(CSIRO)开发了以设备定位技术为核心的LASC长壁自动化系统，美国JOY公司推出了以实现地面远程监控为目标的虚拟采矿方案，而德国艾柯夫公司着力于智能化煤机的研发，聚焦于提供具有防碰撞、智能控制、截割模版等高级功能的智能煤机装备以及相关行业方案。
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受控标识：Q/HLKY-YKJD编号：Q/HLKY-YKJDFSC-01-2020XXXXXXXXX矿业有限公司机电管理标准智能化无人开采技术分手册依据GB50215-2005/AQ 1049-2008（A/0版）审核：批准：2020-3-1 发布 2020-3-1 实施XXXXXXXXX矿业有限公司发布智能化无人开采技术分手册目录1 范围 (6)2 规范性引用文件 (7)3 术语及缩略语 (9)4 智能化无人综采工作面的设计标准 (12)5 智能化无人综采工作面自动化功能标准 (87)6 智能化工作面安装、验收及回撤标准 (95)7 智能化工作面操作流程标准 (121)8 智能化工作面管理标准 (144)9 智能化工作面日常维护管理标准 (159)01 发布令机电管理智能化无人开采技术分手册根据GB50215-2005/AQ 1049-2008《安全生产标准》，结合XXXXXXXXX矿业有限公司一号煤矿机电管理工作实际编制。
经管理者代表审核，公司组织相关技术管理部门评审，现予批准发布，于2020年3月1日发布，2020年3月1日起实施。
本手册描述了XXX矿业公司一号煤矿智能化无人开采技术管理方面的基本目标、要求，以及在项目建设和使用过程中的执行标准，目的在于全面提升智能化无人开采技术的实际应用效果，降低职工劳动强度，并将职工从危险的作业场所解放出来。
公司矿井所有职能部门、基层单位和作业人员必须认真学习，切实贯彻执行，保证XXX矿业公司一号煤矿智能化无人开采技术再上新台阶。
本手册自发布之日起生效。
矿长：批准日期：2020年3月1日02 授权书为加强XXX矿业公司一号煤矿智能化无人开采技术管理体系的领导，确保智能化无人开采技术管理体系的有效运行，规范公司智能化无人开采技术的内部管理，根据GB50215-2005/AQ 1049-2008《安全生产标准》的相关要求，特作以下授权：XXX矿业公司一号煤矿机电矿长同志为公司智能化无人开采技术管理体系管理者代表，其原有工作职责不变，同时全面行驶有关智能化无人开采技术管理的以下职权：1、确保智能化无人开采技术管理体系所需过程得到建立、实施和保持；2、向公司及最高管理者报告智能化无人开采技术管理体系的业绩及改进的需求；3、提高智能化无人开采技术管理体系对使用单位需求重要性的认识；4、负责智能化无人开采技术管理体系有关事宜的对外联络。
同时，授权XXX矿业公司一号煤矿机电部为智能化无人开采技术管理体系的主管部门，协助管理者代表做好体系的的建立、实施及日常管理工作。
特此授权机电矿长：批准日期：2020年3月1日03 智能化无人开采技术管理工作简介XXX一号煤矿隶属XXXXXXXXX矿业有限公司。
矿井1991年12月开工建设，2001年11月阶段性投产，投产时生产能力100万吨/年。
2005年11月，矿井一期300万吨/年及配套工程建设项目竣工验收。
后面又通过对主运输系统、辅助运输系统、通风系统和供电系统的不断改造，矿井生产能力稳步提高。
目前矿井核定生产能力600万吨/a。
近年来，一号煤矿始终坚持文化铸魂，创新管理，以打造全国精细化管理示范矿井为己任，积极实施科技兴安、人才强企战略，大力推进岗位管理文化。
2008年以来，一号煤矿累计安全生产煤炭3825万吨，实现利润48.24亿元，先后获得全国五一劳动奖状、国家级绿色矿山、中国最美矿山等荣誉称号，连年被评为国家安全高效矿井，已经成为XXX化集团一张靓丽的名片。
在科技创新方面，“较薄煤层（1.4～2.2米）国产综采装备无人化技术研究与应用”项目达到国际领先水平，综掘围岩支护技术先后获得XXX省科技进步三等奖、中国煤炭协会科技二等奖，有力地推动了行业核心技术进步。
为了更好的完成对智能化无人开采技术的推广，全面提升矿井智能化管理水平，XXX矿业公司一号煤矿在GB50215-2005/AQ 1049-2008安全标准的基础上，围绕“打造全国一号煤矿”的目标，认真详实的制订了智能化无人开采技术管理标准，为矿井智能化综采工作面的建设、使用提供强有力的技术支持。
1 范围1.1 总则本标准根据国家安监总厅煤行函〔2014〕191号文件关于在全国范围内推广智能化无人开采技术的要求，依据GB50215-2005/AQ 1049-2008安全标准和综采智能化所达到的技术水平及未来发展的趋势，并充分考虑本公司工作实际，编写了公司智能化无人开采技术分手册。
其目的是：a）规范智能化无人综采工作面的设计标准。
b）制定智能化无人综采工作面安装建设技术标准，指导使用单位规范应用。
c）制定智能化无人综采工作面操作技术标准，指导作业人员规范操作。
d）制定智能化无人综采工作面自动化功能完成标准，确保各项功能的应用效果。
1.2 应用1.2.1 智能化无人开采技术分手册适用于XXX矿业公司智能化无人开采技术管理的全过程，包括：工作面的设计、设备选型配套、实地操作、维护保养和日常管理等。
1.2.2 智能化无人开采技术分手册是智能化无人开采管理的基础，为公司使用单位提供了应用的标准。
2 规范性引用文件下列文件对于本手册的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本手册。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本手册。
GB50215-2005 煤炭工业设计规范AQ 1049-2008 煤矿建设项目安全核准基本要求GB 3836.1—2010 爆炸性环境第1部分：设备通用要求（IEC 60079-0:2007，MOD）GB 3836.2—2010 爆炸性环境第2部分：由隔爆外壳“d”保护的设备（IEC 60079-1:2007，MOD）GB 3836.4—2010 爆炸性环境第4部分：由本质安全型“i”保护的设备（IEC 60079-11:2006，MOD）GB/T 2423.1—2008 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温（IEC 60068-2-1:2007，IDT）GB/T 2423.2—2008 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B：高温（IEC 60068-2-2:2007，IDT）GB/T 2423.4—2008 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Db：交变湿热（12h＋12h循环）（IEC 60068-2-30:2005，IDT）GB/T 14048.1—2008 低压开关设备和控制设备总则GB 4208—2008 外壳防护等级（IP代码）（IEC 60529:2001，IDT）GB/T 191 包装储运图示标志（GB/T 191—2008，ISO 780:1997，MOD）GB/T 17626.3-2006 电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验（IEC 61000-4-3:2002，IDT）GB/T 17626.4-2008 电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验（IEC 61000-4-4:2004，IDT）GB/T 17626.5-2008 电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验（IEC 61000-4-5:2005，IDT）MT/T 1008—2006 煤矿安全生产监控系统软件通用技术要求MT/T 1116—2011 煤矿安全生产监控系统联网技术要求MT/T 661—2011 煤矿井下用电器设备通用技术条件MT/T 1130—2011 矿用现场总线MT/T 1112—2011 煤矿图像监视系统通用技术条件MT/T 1127—2011 煤矿工作面生产监控系统通用技术条件MT 209—1990 煤矿通信、检测、控制用电子电工产品通用技术要求MT 210—1990 煤矿通信、检测、控制用电子电工产品基本试验方法MT/T661-2011 煤矿井下用电器设备通用技术条件MT/T 899-2000 煤矿用信息传输装置MT/T 772-1998 煤矿监控系统主要性能测试方法3 术语及缩略语根据国家GB50215-2005煤炭工业设计规范、AQ 1049-2008煤矿建设项目安全核准基本要求、2011年2月第一版《煤矿安全规程》及目前智能化行业内有关术语和定义，规定了XXXXXXXXX 矿业有限公司的智能化无人开采管理体系的有关主要术语，并列出了智能化无人开采管理体系文件中使用的缩略语。
3.1 术语3.1.1 智能化无人综采工作面在采煤期间，采煤工作面内的设备自动运行，人工远程干预控制。
3.1.2 三机综采工作面刮板运输机、转载机、破碎机。
3.1.3 选型配套综采工作面液压支架、三机、采煤机的设备选型配套。
3.1.4 远程控制通过数据通信的方式实现对在远端设备的控制。
3.1.5 远程控制响应时间从控制设备发出指令到远端设备动作开始的时间。
3.1.6 自动记忆截割采煤机通过程序及参数设定，按照记忆好的采煤工艺和轨迹进行自动割煤的方式。
3.1.7 一键启停通过按下一台设备的一个或一组按键实现在一台设备或多台设备的顺序启动或停止功能。
3.1.8 跟机自动化控制液压支架根据采煤机位置，按照采煤工艺自动完成液压支架动作的一种控制方式。
3.1.9 急停急停控制将立即停止设备正在执行的自动功能动作，并禁止全工作面自动功能的运行。
3.1.10 急停响应时间从按下急停按钮到停止动作的时间。
3.1.11 闭锁在按下闭锁按钮后对被闭锁设备实施硬件保护或软件保护。
3.1.12 声光报警器能发出声光报警信号的装置。
3.1.13 故障报警在工作面实施无人化操作生产期间出现故障危险状态（如设备物理空间干涉、相互配合参数达到危险的报警参数值）时，自动将故障信息以声音播报或文字图像显示等方式进行故障报警。
3.1.14 报警记录查询显示根据需要将某一时间内报警信息的报警时刻和解除报警时刻、累计报警次数、累计报警时间等记录调出显示。
3.2 缩略语根据XXXXXXXXX矿业有限公司实际，在智能化无人开采技术管理体系文件中，使用了如下缩略语：3.2.1 智能化无人综采工作面智能化工作面。
3.2.2 XXXXXXXXX矿业公司一号煤矿XXX矿业公司一号煤矿或一号煤矿。
3.2.3 技术管理部门一号煤矿机电部、信息部、生产部、通风部、安监部、人力资源部等。
3.2.4 基层单位一号煤矿综采队、机电队、通风队、皮带队、运输队、抽放队。
3.2.5 一号煤矿总工程师总工程师3.2.6 XXX矿业公司一号煤矿机电部、机电矿长、机电副总工程师机电部、机电矿长、机电副总4 智能化无人综采工作面的设计标准4.1 设计程序4.1.1 回采工作面设计由矿生产设计部门按回采工作面衔接安排，确定工作面设计及项目设计负责人。
4.1.2 由矿总工程师组织有关科室根据采区设计研究确定回采工作面设计的具体原则。