智能矿山实施方案

国家能源集团智能矿山建设实施方案（征求意见稿）煤炭产业运营管理中心2019年9月1目录第一章概述...............................................................................................................2第一节背景和意义.................................................................................................2第二节国内外现状分析..........................................................................................4第三节总体建设目标..............................................................................................8第二章总体规划......................................................................................................10第一节集团网信规划要求.....................................................................................10第二节智能矿山总体规划.....................................................................................12第三章标准体系建设...............................................................................................15第四章建设项目......................................................................................................18第一节智能矿山示范工程建设..............................................................................18第二节智能化工作面建设.....................................................................................20第三节智能掘进成套装备技术研究......................................................................22第四节矿用机器人研发与推广..............................................................................24第五节智能选煤厂建设........................................................................................26第六节国产智能矿用卡车研发..............................................................................30第七节智能矿山应用平台自主研发......................................................................322第五章保障措施......................................................................................................34第一节组织机构...................................................................................................34第二节保障措施...................................................................................................38第一章概述第一节背景和意义一、国家积极推进两化融合和数字中国建设一直以来，党和国家高度重视网络安全和信息化工作，大力推进信息化与工业化深度融合，促进传统产业转型升级。近三年党中央、国务院和国家相关部委出台了大量政策，如《国家信息化发展战略纲要》、《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》、《数字中国建设发展报告（2017年）》、《“十三五”国家信息化规划》、《促进大数据发展行动纲要》等，鼓励信息化发展，推动数字化转型。十九大报告明确提出加快建设创新型国家，以3创新为根本动力，不断提高技术水平、科研水平和信息化水平，为建设网络强国、数字强国提供有力支撑。推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合，在创新引领、绿色低碳、智能制造等领域培育新增长点、形成新动能。二、能源结构转型推动煤炭产业绿色智能化发展2014年6月，习近平总书记提出“四个革命、一个合作”能源安全新战略，为我国能源行业的转型发展指明了方向。《能源技术革命创新行动计划（2016—2030年）》（发改能源[2016]513号）明确提出了煤炭行业重点主攻方向，要求开发智能化工作面等技术，重点煤矿区基本实现工作面无人化。近年来，随着国家环境保护力度的加大和能源消费结构的转型，倒逼煤炭产业必须走绿色智能的清洁化生产之路，国内外煤炭企业、科研院所和装备厂商不断加大煤矿智能开采的研发投入和应用力度，推动煤炭生产向少人化、无人化发展。三、集团明确提出加快智慧企业建设的总体要求在2019年集团年中工作会上，王祥喜董事长提出了实现“三型五化、七个一流”，加快建设具有全球竞争力的世界一流能源集团的新战略，要求抓实科技创新，健全科技创新体系，统筹实施科研项目，持续加大科技攻关，加快智慧企业建设，大力建设与推广智能矿山、智能电站、智能运输、智能化工、智能调度，加强信息系统安全防护，引领能源行业智能升级。集团煤炭板块经过多年的数字矿山建设，取得了显著的经济4和社会效益，但距离生产智能化、无人化目标尚存较大差距，需要针对集团煤矿智能开采现状及存在的问题，在充分研究新技术应用现状和行业内外部先进经验基础上，进一步加大科技研发和应用投入，加快智能矿山建设。四、新技术发展为煤矿智能化提供动力当前，云计算、大数据、物联网、移动互联、虚拟现实、无人驾驶、人工智能等新一代信息技术发展日趋成熟，正在向更多领域渗透，不断推动传统行业的智慧化转型。集团需要结合应用需求进一步加大新技术引入力度，在智能工作面、快速掘进、矿用卡车无人驾驶、矿用机器人、智能一体化应用平台等方面加强科技研发投入，加快产业智能化进程，全面推动集团煤炭板块产业结构的优化升级和生产力水平的整体跃升。第二节国内外现状分析目前，国内外智能矿山建设聚焦于智能开采，实现少人、无人的智能化采矿是当前国际采矿界研究的热点。一、国外现状分析美国和澳大利亚煤炭企业在矿山智能化建设方面走在了前面。井工矿工作面通过采用大功率电牵引采煤机、电液控制的液压支架和具有软启动功能的刮板输送机,实现了工作面三机的自动化及井下环境安全信息实时监测；露天矿通过矿用卡车的智能化改造，实现了卡车无人驾驶。5（一）井工矿早在2001年，澳大利亚联邦科学与工业研究组织首次提出了长壁自动化控制(LASC)技术，其后综采长壁工作面自动控制委员会(LongwallAutomationSteeringCommittee,LASC)开展了煤矿综采自动化和智能化技术的研究，采用军用高精度光纤陀螺仪和定制的定位导航算法获知采煤机的三维坐标，实现工作面自动找直等智能化控制。国际主要煤机生产厂商美国久益公司（JOY，现属小松公司）和卡特彼勒公司（Caterpillar）融合先进技术，利用电液控制系统和工作面控制系统，实现了简单地质条件工作面的自动化开采。小松公司提出了“520”演进思路（即综采工作面5人采煤—2人采煤—无人化采煤），利用成套装备高可靠性和单机设备高度自动化的优势，可做到工作面内“设备自动运行、两人跟机干预”，工作面单班人员减少到3～5人。小松公司推出的智能开采服务中心(IntelligentMiningServiceCenter,IMSC)可实时监控煤矿设备运行，提交运行分析报告，指导矿井提高运行管理水平，合理安排设备检修。澳大利亚Anglo矿业公司采用IMSC系统，在布里斯班总部设置总调度室，对所管辖矿井进行实时监控，利用数据监测与分析系统分析生产过程设备运行参数，对矿井生产给予指导，取得了提高产能、减人提效的经济效益。总体而言，国外先进矿山企业和主要设备制造厂商在共同推6动矿山智能化开采，目前尚没有井工煤矿采煤工作面内无人操作的自动化采煤应用案例，对于复杂地质条件下的井下智能开采技术，仍需进一步研究。（二）露天矿由设备生产厂商主导，露天矿卡车无人驾驶技术和系统已经投入实际应用。澳大利亚所罗门(Solomon)露天铁矿利用卡特矿山之星（MineStar）系统，实现了卡车无人驾驶和矿山车辆管理、生产现场管理、安全避让、设备诊断、调度协同指挥等功能，大幅减少了现场人员，实现了安全高效生产。小松公司与力拓公司紧密协作，研发了自动运输系统（AutonomousHaulageSystem，AHS），并应用于澳大利亚皮尔巴拉（Pilbara）地区的矿山。系统将自动化卡车与推土机、装载机和铲有机配合，使得自卸车能在无人操作的情况下实现复杂的装载、运输和卸载循环的自动运行，有效提高了生产效率和安全性，延长了轮胎寿命，节省燃油并减少排放，降低了总体运行成本。小松公司正在研发没有驾驶室的无人驾驶矿用卡车，使用四轮驱动和四轮转向技术，保证车辆具备更好的控制和可操作性，利用无线网络和障碍物检测技术实现无人驾驶。二、国内现状分析我国煤炭以井工开采为主，近10年来，通过智能化开采技术与装备的创新研发，在薄和较薄煤层智能化综采，大采高和超7大采高智能化综采以及特厚煤层综放开采智能化技术与装备方面实现技术突破，全部装备实现了国产化。同时，创新开采理念和智能化生产模式，形成了“集控中心可视化远程控制割煤，工作面无人操作”、“无人跟机作业，有人安全值守”等开采理念，构建了“以工作面自动控制为主，集控中心远程干预为辅”的工作面智能化生产模式，实现了智能采煤技术的深刻变革，已建成一批现代化特大型安全高效煤矿，为全面推进智慧矿山建设和智能化开采发展奠定了基础。在露天智能开采方面，国内大型矿用卡车生产企业以及华为等IT和互联网技术公司正在开展无人驾驶技术与系统的研究，并已在露天煤矿投入现场验证，但距离商用化还尚待时日，需要多方协作，加大技术创新和研发力度，形成具有中国特色、技术自主可控的无人驾驶解决方案，实现露天煤矿的安全高效生产。目前中煤、陕煤、同煤、兖矿、平煤、山东能源、冀中能源等煤炭生产企业都在积极探索智能矿山建设，建成了一批高水平的智能化矿井。如陕煤黄陵矿业，实现“顺槽监控中心2人可视化远程干预控制，工作面内1人巡视”的常态化生产，工作面生产作业人员由11人递减至3人，生产效率提高25%。2016年9月，山东能源集团枣矿集团在滨湖煤矿16108工作面成功运行首套国产化薄煤层智能化采煤机组，对采高1.3米左右实现了“采高就是煤厚”，避免了割顶破底，混煤热值提高400大卡/千克以上，实现了远程控制、液压支架自动跟机移架、自