關(guān)于召開 2024 山西省煤炭學(xué)會(huì)煤礦智能化委員會(huì)年會(huì)暨千人智庫(kù)科創(chuàng)服務(wù)站工作會(huì)的通知

一、“云控礦山”技術(shù)

1.技術(shù)背景

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，煤礦管理的新方法、新技術(shù)、新工藝也不斷提出,礦山信息化、智能化程度也逐步提高，因此，利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云存儲(chǔ)云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、機(jī)器人等技術(shù)來(lái)改造提升煤礦管理，實(shí)現(xiàn)礦山的高效智能可靠管理成為必然趨勢(shì)。

從2015年開始，某礦業(yè)公司自主研發(fā)和創(chuàng)建了“移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)+煤礦管理”系統(tǒng)和“煤礦云”平臺(tái)，全員通過(guò)智能手機(jī)等移動(dòng)終端，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程移動(dòng)智能管理和控制煤礦，打造了“云控礦山”。

2.“云控礦山”概念

什么是“云控礦山”，顧名思義，就是通過(guò)礦井物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、煤礦云、礦井機(jī)器人、數(shù)字礦工、井上下智能手機(jī)等移動(dòng)智能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全礦全體員工都拿手機(jī)隨時(shí)隨地、遠(yuǎn)程移動(dòng)、高效快捷、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)、真實(shí)直觀、全面精準(zhǔn)、全員全過(guò)程地管理煤礦。它具有系統(tǒng)集成化、信息共享化、礦工數(shù)字化、操控移動(dòng)化、運(yùn)行智能化、管理全員化、特崗機(jī)器人化、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警化、局部無(wú)人化、礦井少人化等十化特點(diǎn)。

3.“云控礦山”系統(tǒng)

該系統(tǒng)涵蓋了煤礦日常管理的80%內(nèi)容，使煤礦管理進(jìn)入了全員全面、遠(yuǎn)程移動(dòng)、智能云控管理新時(shí)代，達(dá)到“一機(jī)在手，漫游全球，礦井管理，盡在掌中”的效果。實(shí)現(xiàn)了煤礦全員拿著手機(jī)管控煤礦，提高煤礦管理效率，降低了成本，并大幅度地減少現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員，提升了礦井安全度，將煤礦傳統(tǒng)的管理方式進(jìn)行改變與升級(jí)。

4.系統(tǒng)主要特點(diǎn)                                                                               

（1）將煤礦傳統(tǒng)的少數(shù)人單一管理，提升為全員全面參與管理。真正實(shí)現(xiàn)了人人都是通風(fēng)員、安監(jiān)員、瓦檢員、監(jiān)控員等；

（2）將煤礦傳統(tǒng)的傳遞滯后式管理，提升為直通即時(shí)式管理?？梢噪S時(shí)隨地直接掌控現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)情況，不再擔(dān)心有任何重要信息、時(shí)效信息被滯后、更改或錯(cuò)過(guò)；

（3）將煤礦傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)直面管理，提升為隨時(shí)隨地猶如身臨其境遠(yuǎn)程云控管理。能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)人值守、集中控制和遠(yuǎn)程移動(dòng)控制；

（4）將煤礦傳統(tǒng)的人工管理，提升為智能管理。通過(guò)云儲(chǔ)存云計(jì)算可以建立大數(shù)據(jù)智能管控中心，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程移動(dòng)智能控制，打造智能“云控礦山”，實(shí)現(xiàn)建設(shè)安全高效的新型現(xiàn)代化煤礦。

（5）將煤礦傳統(tǒng)分散的、各自獨(dú)立的安全生產(chǎn)等管理系統(tǒng)，高度融合到一個(gè)管理平臺(tái)上，解決了傳統(tǒng)的系統(tǒng)過(guò)于分散和單一，各個(gè)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)相對(duì)獨(dú)立，不能夠進(jìn)行互融互通，并且使用受到局限。解決了煤礦原設(shè)置系統(tǒng)只是在局部固定地點(diǎn)簡(jiǎn)單的對(duì)于信息進(jìn)行基礎(chǔ)的采集與存儲(chǔ)管理，只有個(gè)別人掌握，缺乏移動(dòng)性、精準(zhǔn)性、及時(shí)性、全面性和智能性，其他大多數(shù)員工根本不掌握安全生產(chǎn)動(dòng)態(tài)信息，更無(wú)法參與管理的不足。

二、主要模塊介紹 

“云控礦山”系統(tǒng)研發(fā)應(yīng)用規(guī)劃為四個(gè)階段：第一階段“移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)+煤礦管理”階段；第二階段“移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)+煤礦云”階段；第三階段“物聯(lián)網(wǎng)+人工智能”階段；第四階段“智慧云控礦山”階段。經(jīng)過(guò)三年多的優(yōu)化和完善，目前已步入了第三階段，即：3.0時(shí)代。主要是將礦井各種安全生產(chǎn)信息集中采集處理，利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和云儲(chǔ)存云計(jì)算大數(shù)據(jù)及人工智能技術(shù)，通過(guò)自主開發(fā)的手機(jī)APP，在智能手機(jī)等移動(dòng)終端上實(shí)時(shí)顯示，使井下現(xiàn)場(chǎng)與井上下人員直接實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)對(duì)接，并通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)將人工智能技術(shù)應(yīng)用于井下，對(duì)礦井進(jìn)行安全生產(chǎn)管理。

目前，該系統(tǒng)已開發(fā)應(yīng)用了8大類46個(gè)模塊，即：“8+46”移動(dòng)云控管理平臺(tái)。每個(gè)員工都有獨(dú)立賬號(hào)和密碼，都可以隨時(shí)隨地登錄系統(tǒng)，實(shí)時(shí)查看和控制礦井各種運(yùn)行狀況，并且全礦每個(gè)員工都可以互聯(lián)互通，及時(shí)交流信息，共同解決問(wèn)題。

1.“視頻監(jiān)控”模塊

采集了井上下主要地點(diǎn)實(shí)時(shí)影像，上傳到網(wǎng)絡(luò)。所有人員通過(guò)手機(jī)視頻時(shí)時(shí)監(jiān)控重要場(chǎng)所的情況，了解安全生產(chǎn)狀況和在崗員工工作狀態(tài)，便于管理人員發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并及時(shí)解決，解決了傳統(tǒng)傳遞式工作模式，信息達(dá)到精準(zhǔn)即時(shí)。

2.“礦壓監(jiān)控”模塊

采集綜采工作面液壓支架的在線壓力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，在手機(jī)上實(shí)時(shí)顯示液壓支架支撐力的變化，從而反映頂板礦壓的變化，當(dāng)出現(xiàn)壓力超限即可推送報(bào)警，同時(shí)進(jìn)行大數(shù)據(jù)積累，經(jīng)過(guò)計(jì)算分析，能夠判斷礦壓規(guī)律，提前預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)周期來(lái)壓。

3.“安全監(jiān)控”和“束管監(jiān)控”模塊

采集了礦井現(xiàn)有的安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)，采空區(qū)里面的氣體含量變化，上傳到所有人員的手機(jī)上，全員實(shí)時(shí)掌握井下各種氣體濃度、通風(fēng)數(shù)據(jù)、主扇和局扇開停、風(fēng)門的開閉等信息，當(dāng)出現(xiàn)異常，即時(shí)推送報(bào)警提醒。解決了過(guò)去只有當(dāng)班監(jiān)控員等少數(shù)人才掌握監(jiān)控信息的弊端，全員監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了人人都是監(jiān)控員、瓦檢員。

4.“工作面管理”模塊

將綜采工作面動(dòng)態(tài)示意圖實(shí)時(shí)上傳，通過(guò)手機(jī)終端能夠隨時(shí)隨地掌握采煤機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、刮板輸送機(jī)、順槽皮帶等設(shè)備運(yùn)行情況、電壓、電流實(shí)時(shí)數(shù)值和乳化泵、清水泵等壓力參數(shù)，并對(duì)設(shè)備運(yùn)行歷史曲線、操作運(yùn)行記錄等內(nèi)容進(jìn)行大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)、整理。

5.“遠(yuǎn)程指揮”和“實(shí)景上傳”模塊

通過(guò)移動(dòng)視頻攝像實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)管理的遠(yuǎn)程操控。使專家、領(lǐng)導(dǎo)、技術(shù)人員不在現(xiàn)場(chǎng)也可以通過(guò)手機(jī)終端，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程移動(dòng)指揮，實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)情況。廠家技術(shù)人員也可隨時(shí)隨地對(duì)設(shè)備檢修實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程指導(dǎo)，遠(yuǎn)程維護(hù)。    

6.“供電監(jiān)控”模塊

具有實(shí)時(shí)監(jiān)控、報(bào)警、事故記憶與故障錄波、整定值管理、電度計(jì)量、控制操作等功能，全員能夠通過(guò)手機(jī)遠(yuǎn)程移動(dòng)實(shí)時(shí)掌握井下供電情況，開關(guān)狀態(tài)，電流變化曲線；集實(shí)時(shí)監(jiān)控和運(yùn)行分析為一體，可以實(shí)現(xiàn)地面遠(yuǎn)程控制，無(wú)人值守。

7.“壓風(fēng)監(jiān)控”和“排水監(jiān)控”模塊

采集壓風(fēng)機(jī)和中央水泵各種運(yùn)行參數(shù)，上傳手機(jī)實(shí)時(shí)顯示，并可以控制管路，啟動(dòng)或停止壓風(fēng)機(jī)和水泵等，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集控，無(wú)人值守。  

“主扇監(jiān)控”模塊可以全員在手機(jī)上時(shí)時(shí)了解主扇各種性能參數(shù)，同時(shí)具備遠(yuǎn)程一鍵啟停風(fēng)機(jī)功能，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。

8.“皮帶集控”模塊

對(duì)皮帶電壓、電流、軸承溫度、定子溫度等運(yùn)行相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了主要設(shè)備遠(yuǎn)程控制功能；安設(shè)了煤倉(cāng)煤位傳感器與皮帶集控實(shí)現(xiàn)連鎖，一旦煤倉(cāng)滿倉(cāng)通過(guò)皮帶集控實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)皮帶的自動(dòng)閉鎖，保證了皮帶安全運(yùn)行。 

9.“入井車輛管理”模塊

實(shí)現(xiàn)了輔助運(yùn)輸?shù)闹悄芄芾?。所有輔助運(yùn)輸車輛每月都要進(jìn)行兩次集中全面檢查，由安檢科、機(jī)電科、膠輪車隊(duì)等部門進(jìn)行聯(lián)合檢查，對(duì)查出問(wèn)題車輛信息錄入系統(tǒng)，系統(tǒng)將自動(dòng)識(shí)別不合格車輛，并禁止其入井，直至整改合格銷號(hào)后方可入井，切實(shí)保障了輔助運(yùn)輸?shù)陌踩?

10.“安全風(fēng)險(xiǎn)管控”模塊

將全礦安全風(fēng)險(xiǎn)的分類、地點(diǎn)、等級(jí)、跟蹤管控、管控措施、管控人員、風(fēng)險(xiǎn)分析、評(píng)估等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾C(jī)上，便于全礦員工實(shí)時(shí)掌握礦井安全風(fēng)險(xiǎn)管控現(xiàn)狀。

11.“三違曝光”和“隱患排查治理”模塊

對(duì)“三違”處罰情況、隱患排查治理情況及時(shí)在井口房、聯(lián)建樓工業(yè)視頻及手機(jī)終端進(jìn)行通報(bào)公示，員工家屬可以通過(guò)瀏覽手機(jī)平臺(tái)及時(shí)了解員工違章情況，發(fā)揮親情管理作用，使員工家屬也參與到對(duì)違章人員的安全監(jiān)督中，同時(shí)，對(duì)于已整改隱患由責(zé)任部門通過(guò)信息平臺(tái)提出驗(yàn)收申請(qǐng)，經(jīng)驗(yàn)收合格后給予銷號(hào)，通過(guò)系統(tǒng)的應(yīng)用，減少了環(huán)節(jié)，提高了效率，實(shí)現(xiàn)了隱患跟蹤到位，整改到位。

12.“工資、工分管理”模塊

將員工工分、工資、分配辦法等及時(shí)上傳到平臺(tái)，使員工能隨時(shí)清楚了解自己的工分、工資等信息，真正實(shí)現(xiàn)“三公開、四上網(wǎng)”，全員可以隨時(shí)查看和監(jiān)督。

13.“班前學(xué)習(xí)”和“培訓(xùn)考試”模塊

每個(gè)員工利用手機(jī)選擇相應(yīng)工種自主學(xué)習(xí)、參加培訓(xùn)考試，每天班前必須用手機(jī)隨機(jī)選十道題進(jìn)行答卷，交卷后，系統(tǒng)自動(dòng)判分，并上傳到班組平臺(tái)上顯示，自動(dòng)與工分掛鉤，不答題或不及格將自動(dòng)扣罰工分。模塊中設(shè)有所有工種培訓(xùn)資料和模擬試題，員工可自主訓(xùn)練、錯(cuò)題練習(xí)、隨機(jī)練習(xí)、模擬考試等，豐富了員工培訓(xùn)手段，提高了員工學(xué)習(xí)效率。

14.“出勤管理”模塊

可以用手機(jī)查詢員工出勤、上下班和升入井時(shí)間、遲到早退等情況及實(shí)時(shí)顯示人員定位信息?？梢宰詣?dòng)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)當(dāng)前井下作業(yè)人數(shù)，顯示動(dòng)態(tài)井下人數(shù)變化曲線，到達(dá)隨時(shí)精準(zhǔn)管控入井人數(shù)。

15.“視頻教學(xué)”和“電子圖書”模塊

將各個(gè)專業(yè)多媒體教學(xué)資料、技術(shù)資料、工具類書籍等上傳至平臺(tái)，員工通過(guò)手機(jī)客戶端即可隨時(shí)隨地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)培訓(xùn)，為員工讀書學(xué)習(xí)、查找資料提供方便。      

16.“材料管理”和“設(shè)備管理”模塊

可通過(guò)手機(jī)查詢到全部材料設(shè)備庫(kù)存和出入庫(kù)情況?？蓪?duì)大型設(shè)備進(jìn)行全壽命管理，實(shí)時(shí)顯示設(shè)備性能參數(shù)、使用地點(diǎn)、目前狀況、保養(yǎng)維護(hù)大修情況。

17.“班組建設(shè)”模塊

各隊(duì)組根據(jù)自身實(shí)際特點(diǎn)，在“移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)+煤礦管理”系統(tǒng)上建立了自己的“班組建設(shè)”管理平臺(tái)，將班組的全部管理內(nèi)容上傳儲(chǔ)存到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化管理、移動(dòng)化管理、全員化管理，實(shí)現(xiàn)“三公開、四上網(wǎng)”。

18.“收付款管理”模塊

實(shí)現(xiàn)了員工在礦內(nèi)使用“電子貨幣”。為了提高員工的福利待遇，同時(shí)為員工解決購(gòu)買生活用品不便的難題，礦每月給員工存入1000元電子貨幣，員工每人有獨(dú)立的二維碼，通過(guò)手機(jī)掃碼可在食堂用餐或在超市購(gòu)買東西，超市實(shí)現(xiàn)定制化服務(wù)，極大地方便了員工的生活，同時(shí)為員工解除了后顧之憂。

19.“礦內(nèi)新聞”和“電視臺(tái)”模塊

使員工及時(shí)掌握我礦企業(yè)理念、發(fā)展方向、礦內(nèi)重大事件、活動(dòng)開展情況，并對(duì)生產(chǎn)建設(shè)過(guò)程中涌現(xiàn)出的模范人物、好人好事進(jìn)行宣傳報(bào)道，弘揚(yáng)正能量，鼓舞員工士氣，增強(qiáng)企業(yè)凝聚力與向心力。

20.“數(shù)字礦工”和“礦井AI機(jī)器人”模塊

目前，這兩個(gè)模塊已經(jīng)接入“云控平臺(tái)”系統(tǒng)，第一批“全息數(shù)字礦工”已經(jīng)上崗。

（1）“數(shù)字礦工”模塊實(shí)現(xiàn)了“數(shù)字礦工”之間與調(diào)度控制中心之間的實(shí)時(shí)互通，進(jìn)一步提升了礦井安全保障程度。它融合4G、WiFi、精確定位、視頻監(jiān)控、調(diào)度廣播、安全監(jiān)測(cè)及礦山井下照明系統(tǒng)。將井下作業(yè)人員通常用的通信、定位、巡查、傳感、調(diào)度、工作及周圍視頻照片高度集成，實(shí)現(xiàn)“人機(jī)一體化”，讓每一個(gè)礦工都納入云控礦山信息平臺(tái)中，形成“移動(dòng)監(jiān)控網(wǎng)”從基本上消除了監(jiān)測(cè)盲區(qū)，實(shí)現(xiàn)煤礦井下作業(yè)人員身邊重要信息移動(dòng)互聯(lián)互通，打造了煤礦“單兵作戰(zhàn)”系統(tǒng)，提高了信息傳遞、安全管控的現(xiàn)代化水平，極大的提高了礦工應(yīng)急反應(yīng)能力、工作能力和安全生產(chǎn)管理效率。

（2）“礦井AI機(jī)器人”能夠視覺(jué)智能識(shí)別、深度學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)分析、精準(zhǔn)導(dǎo)航定位、智能避障、自動(dòng)本安充電、自動(dòng)標(biāo)定、場(chǎng)景記憶、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、危險(xiǎn)預(yù)警、安全聯(lián)動(dòng)、熱成像等，代替人在危險(xiǎn)區(qū)域作業(yè)。通過(guò)搭載到已建立的“云控礦山”系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了皮帶機(jī)巡檢、井筒安全智能巡檢、巷道巡檢、工作面監(jiān)測(cè)、通風(fēng)檢測(cè)、危險(xiǎn)氣體監(jiān)測(cè)、入井檢身等工作目標(biāo)區(qū)域及設(shè)備24小時(shí)不間斷監(jiān)測(cè)，代替了工人在危險(xiǎn)區(qū)域作業(yè)，保障了安全生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了管理變革和創(chuàng)新。

三、應(yīng)用效果

近年來(lái)，該煤業(yè)公司通過(guò)創(chuàng)建“1573”管理模式，打造智能“云控礦山”，實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，使礦井實(shí)際原煤產(chǎn)量比原設(shè)計(jì)能力翻了一番，國(guó)家將礦井由原設(shè)計(jì)能力240萬(wàn)噸/年核增為450萬(wàn)噸/年；實(shí)際全員工效比原設(shè)計(jì)提高7倍；實(shí)際原煤完全成本比計(jì)劃降低一倍，實(shí)現(xiàn)“用人少、效率高、安全好、效益大”的目標(biāo)，被命名為國(guó)家一級(jí)安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化礦井和特級(jí)安全高效礦井。投產(chǎn)兩年，就收回企業(yè)建設(shè)投資，并實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)增值保值，成為當(dāng)?shù)丶{稅大戶和集團(tuán)效益大礦。

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