智慧煤矿建设是煤炭工业高质量发展的核心路径，旨在通过新一代信息技术与采矿技术的深度融合，构建安全、高效、绿色的智能化生产体系。其建设内容涵盖目标规划、技术体系、系统架构、安全管理、人才培养及政策支持等多个维度，具体如下：
一、建设目标与阶段规划
智慧煤矿建设遵循 “三步走”战略，分阶段实现全流程智能化：
单系统无人化（点上的无人作业） ：实现采掘、运输等核心环节的单个系统自动化运行(如智能综采工作面)，减少高危岗位人工操作。
示例：黄陵煤矿示范矿井已实现采煤机自适应截割与液压支架自动跟机。
区域协同自动化（面上无人作业） ：通过多系统信息融合(如采掘与运输协同)，实现区域级智能决策与设备联动控制。
目标(2025年)：全国煤矿工效提升1倍以上，从业人员减半。
全矿井无人化：构建全生产要素数字化平台，实现开拓、洗选、安全保障等全链条智能协同，最终达到”一线无人化”。
终极目标：形成”科学绿色开发、智能高效运行”的全产业链新模式。
二、核心技术体系
智慧煤矿依托六大关键技术支撑：
物联网技术：部署传感器网络(瓦斯浓度、设备状态等)，实现环境与设备的实时感知与精准定位。
大数据分析：对海量生产数据(设备运行、地质信息等)进行清洗、挖掘，支撑安全预警与生产优化。
应用：基于煤量预测的带式输送机智能调速，节能率达15%。
人工智能：
机器学习用于故障诊断(如设备健康管理);
深度学习实现灾害预测(瓦斯突出、顶板压力);
计算机视觉驱动视频智能监管(人员行为识别、异常报警)。
云计算：提供弹性算力资源，支持多源异构数据高效处理。
5G与工业互联网：构建低延时、高可靠传输网络，保障远程操控与实时通信。
机器人技术：应用巡检机器人、无人驾驶矿卡等，替代高危环境作业。
技术融合价值：将数据转化为知识，驱动系统自学习、自优化与协同控制。
三、核心系统架构
智慧煤矿采用 “四层一体化”架构，实现全要素透明化管理：
| 层级 | 功能 | 典型系统 |
|---|---|---|
| 感知层 | 通过传感器、RFID等采集”人-机-环-管”数据 | 环境监测传感器、设备状态传感器、精确定位系统 |
| 传输层 | 工业环网+5G专网，保障数据高速稳定传输 | 多频段云网融合系统（如大海则煤矿） |
| 平台层 | 统一操作系统平台，实现数据融合、分析与决策支持 | 多源信息大数据平台（数据清洗、知识挖掘）；三维地质建模平台 |
| 应用层 | 业务子系统智能联动 | – 智能生产：综采/掘进/运输系统（如金凤煤矿透明化工作面） – 智能安防：灾害综合预警平台（如乌东煤矿） – 智能保障：供电/供风智能调控 |
平台核心能力：通过”一张图”管理，集成地质、生产、安全数据，实现跨系统智能联动。
四、智能安全管理体系
安全是智慧煤矿建设的首要任务，其体系包括：
风险智能预警：
实时监测水、火、瓦斯等危险源，构建多元融合预警模型(如冲击地压云平台);
AI视频分析自动识别违规行为(未戴安全帽、闯入禁区)。
应急响应机制：
内置应急预案库，事故时自动匹配处置方案并分配救援任务;
结合人员定位系统规划最优撤离路径，联动通风/排水设备控灾。
健康管理：
设备故障预测性维护(如骆驼山洗煤厂关键设备监测);
职业健康数据动态跟踪，改善作业环境。
案例：张双楼煤矿深井灾害防治平台，实现灾前30分钟预警。
五、人才培养与管理创新
人才转型要求：
从体力劳动向”技术+管理”复合型转变，需掌握编程、AI运维等技能;
提升创新能力，适应技术快速迭代。
培养路径：
多元培训：学徒制、技术竞赛、智能设备实操;
校企合作：共建实训基地(如准能集团与高校联合培养);
岗位革新：设立智能装备工程师、数据分析师等新岗位。
管理模式变革：
引入精益管理、数字化人力资源系统，优化薪酬与晋升机制;
推动”少数人现场管理”向”全员云控协同”转型。
六、政策支持与典型实践
国家政策驱动：
《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》(2020年)明确三阶段目标;
《煤矿智能化建设指南》(2021年)细化技术标准;
《智能化煤矿验收管理办法》规范建设成效评估。
标杆案例：
| 项目名称 | 创新点 | 成效 |
|---|---|---|
| 准能集团黑岱沟矿 | 5G+无人驾驶卡车编组、智能化装车系统 | 入选全球5G应用案例，效率提升40% |
| 老石旦煤矿 | 5G+AI分析平台，实现设备故障预测 | 入选全国典型案例，故障停机率降60% |
| 金鸡滩煤矿 | 世界首套8.2米超大采高智能综采 | 资源回收率超90% |
七、建设挑战与未来方向
现存难点：
技术标准不统一导致系统兼容性差;
老旧矿井改造成本高，高端人才短缺。
发展趋势：
技术深化：AI与大数据的精准灾害预测;
绿色融合：智能系统与光伏/储能结合，降低碳足迹;
全域协同：向”矿区智慧生态”延伸，整合物流、洗选、复垦等环节。
结语：智慧煤矿建设是系统性工程，需以技术为骨、安全为魂、人才为脉，在政策引领下分阶段推进，最终实现”无人化、高效化、清洁化”的煤炭工业新形态。