企业简介

      中煤华晋集团韩咀煤业有限公司是中煤华晋集团有限公司全资子公司，位于山西省临汾市乡宁县西坡镇，由原山西乡宁谭韩煤业有限公司、菩萨滩煤业有限公司、峰鑫煤业有限公司、宇田煤业有限公司（十关闭矿井）四座煤矿与部分新增资源（原王家岭井田）重组整合而成，整合后井田面积为25.2245km²，批准开采2#—10#煤层，目前主采2#煤层，设计可采储量为124.12Mt，设计生产能力120万吨/年，服务年限为73.9年。矿井于2011年11月30日正式开工建设，2015年9月15日开始联合试运转，2016年6月正式投产。

      近年来矿井依据《国家煤矿安全生产监督管理局关于推进煤矿企业智能化技术应用的通知》文件要求，立足行业转型发展契机，不断推进矿井智能化建设，2023年10月份建成省级中级智能化矿井。同时将前沿技术融入生产运营管理，推进生产安全管理模式创新，建设的智慧生产调度指挥中心、基于一张网多功能融合平台的辅助运输调度管理系统，入选《山西省煤矿智能化建设典型案例汇编(2023年)》，生产运营管理模式已位列地区行业前列。

      一、实施背景

      我国能源禀赋呈现“富煤、贫油、少气”的特点，以煤为主的能源结构短期内难以发生根本改变。过去10年，煤炭消费量占一次能源消费比重下降了12.5个百分点，2023年煤炭消费量仍占能源消费总量的54.1％。煤炭行业需要按照绿色低碳的发展方向，对标实现碳达峰、碳中和目标任 务，立足国情、控制总量、兜住底线，有序减量替代，推进产业转型升级。然而传统煤矿生产过程存在着诸多问题，如安全事故频发、生产效率低下、资源浪费严重等，严重制约了煤矿行业的发展。随着信息技术的发展和应用，智能化、信息化已经成为煤矿行业转型升级的重要方向。

      其旨在以“采、掘、机、运、通”为智能化、信息化建设主线，优化煤矿生产过程，实现生产流程的自动化和智能化。通过自动化设备、智能化系统的应用，实现生产过程的精准控制和调度，减少人为干预，提高生产效率；优化资源配置，通过实时监测和分析生产数据，合理安排设备、人力和物资，提高资源利用效率，降低生产成本。以“融合应用、协同共享”为智能辅助决策发展方向，打破矿井信息系统数据壁垒及“烟囱式”建设局面，促进系统功能融合应用信息共享，及时发现生产过程中的安全隐患和风险，预防事故发生，保障员工生命安全和生产设备的完整性。

      二、内涵

      以“融合、协同、高效、开放、绿色、智能”为智能矿山发展方向，打造综合管控平台层、工业互联网智慧中台层、基础设施层、设备感知平台四位一体、四大协同的智能矿山系统，通过引入先进的信息技术和物联网技术，建立智能化设备和系统，实现生产全过程一体化智能控制、经营全流程一体化协同管理。以智能决策为驱动，通过数据采集、存储、分析和应用，实现对生产过程的智能调度和优化管理；应用人工智能算法，对生产数据进行智能分析和挖掘，提供精准的决策支持；引入智能化安全监测设备和系统，实现对矿井环境、设备状态和人员安全的实时监测和预警；利用物联网技术实现设备之间的互联互通，实现设备的远程监控和控制，提高设备的运行效率和管理水平；推进数字化矿山建设，实现生产过程的全面可视化和精细化管理，提高生产效率和竞争力。

      三、主要做法

    （一）基础设施

      1.智慧生产调度指挥中心

      中煤华晋集团韩咀煤业有限公司原生产调度指挥中心功能单一，基础硬件设施老旧。作为矿井信息决策中枢，对外展示窗口，信息获取效率低下，未将日常生产运营及各专业领域业务人员进行统一集中式管理。信息传递，协同办公难度较高，未能实现快速、准确、高效地智能调度与管理。

      (1)智慧大屏

      实现智慧中心调度指挥中心大屏、副屏显示系统及集控中心坐席管理系统的有机融合。一是可直接解码网络内的坐席信号，通过分布式图形处理器内部拼接控制功能，实现图像的拼接和漫游操作。二是配备多媒体、多途径、可实时传送的高速通信数据及视频信息接口，提高公司智能化矿井可视化程度，促进矿井安全生产、安全发展。

      (2)业务分区集中管理

      通过对调度室进行土建改造，打造高效智能化办公环境。一是安装4套自动开/闭窗帘，集控人员可使用遥控器远程操控窗帘自动开/闭。二是采用中央式空调系统，室内布置10个出风口，独立控制区域温度，保障智慧大屏处于最佳运行环境，减低设备损坏风险。室内照明系统采用磁吸式智能灯带，独立控制坐席区域灯光环境。采用实木复合材料和吸音板进行内部装修，隔绝设备区与办公区，减低设备运行音量，进一步提升办公环境舒适度。打造高标准，多功能集控台。生产调度指挥中心配置10个直线工位、5个C型工位，4个弧形工位，根据系统业务划分智能采掘区、一通三防区、机电运输区、综合调度区四大功能区域，便于各部门之间沟通协调；配置智能PMMA导光系统与信息系统报警联动。采用运维和操作分离的建设模式，实现“人机分离”的运行环境；配备嵌入式多媒体盒，提供多款信息接口及数据接口，无需布线即插即用。

      (3)分布式坐席

      建设分布式坐席管理系统实现与调度指挥中心大屏显示系统完全融合。一是系统采用完全分布式架构，通过分布式节点实现一键多机、一机多屏、协同办公、信息共享、集中控制管理的使用需求。二是通过系统终端分配对应坐席使用权限，降低了网络安全、信息泄露、人员误操作等使用风险。

      2.模块化机房

      矿井原有信息机房分为操作间、主机房和配电室，配电室配有UPS及198块铅酸蓄电池，采用双回路供电。主机房采用传统硬件工控机作为数据处理终端设备，42U机柜作为承载体，同时布设一台精密空调、七氟丙烷灭火系统为硬件设备提供风冷及防灭火功能。信息机房虽满足供电、灭火、风冷功能，但在空间布局不够合理，尤其是精密空调、UPS及蓄电池占地面积较大，传统机柜空间利用率较低设备布置灵活性差，已不满足智能化矿山建设中越来越多的硬件设备的安装环境要求。

      为确保矿井数据处理中心高效、安全稳定运行，对信息机房进行重新规划设计。建设模块化信息机房，采用模块化设计，整合UPS系统、供配电系统、精密空调系统、服务器机柜承载系统、通道封闭系统、动环监控系统，将智能配电、温控、机柜、通道、布线、监控等集成在一个微模块内，对机房运行状态进行整体检测，当部件故障或参数异常时，采用颜色、E-mail、SMS和声音告警等多种报警方式，将报警信息以网络消息形式推送至移动客户端，及时提醒维护人员进行处理，极大的降低了硬件设备损坏风险，便于日常维护管理。

    （二）生产系统

      1.智能综采系统

      矿井现有综采设备功能单一，未融合应用物联网、人工智能等前沿技术应用。综采工作面采煤机、装载机、液压支架等设备由人工干预操作，涉及设备系统复杂多样协同操作较为困难。生产期间工作面环境恶劣，液压支架不能成组动作，工人工作强度较大，存在误操作风险。安全检测手段较为单一，综采系统缺乏完整的监测预警流程，未能实时反馈各子系统运行状态，全方位可视化呈现工作面生产过程。

      32105综采工作面引进全国首套BMX全数字液压支架电液控制系统，颠覆传统电液控制模拟系统架构，填补国内外采煤工作面全数字控制系统的行业技术空白，为井下控制系统成套产品提供了一种全新的设计理念，具有高速率、低时延、高可靠性等特点。系统采用多总线传输技术，端到端时延低于10ms；控制器采用热插拔设计，面板即插即用，互换面板或无面板均可正常操作，为煤矿生产大幅缩减了停机时间，降低了系统维护成本；系统所有接口自适应，自识别，降低安装难度，减少设备维护量；数字化传感器，全面解决零点漂移和电磁干扰，为智慧矿山提供海量详实数据；系统采用“去中心化”设计，每台控制器均可作为主机，取消了隔离耦合器，为煤矿智控，全面感知，全功能控制提供了更多可能；系统软件采用模块化设计，依据采煤工艺可自定义自动化流程，大幅提升系统部署效率和工作面适用性。

      综采工作面建设井下、地面集控中心，实现液压支架数字电液控制系统、采煤机监控子系统、皮带监控子系统、视频监控系统、供电子系统和供液子系统实时数据交互、数据显示和远程控制；建设采煤工作面集控系统，实现对综采工作面设备（采煤机、液压支架、泵站控制、刮板输送机、转载机、破碎机、带式输送机）的一键启停控制和远程干预操控；集成高端集成供液泵站系统数据，实现集中控制供液系统的自动启停控制和单台设备的远程手动启停控制；建设工作面视频监控系统，实现摄像机跟随支架动作进行自动画面切换控制。通过智能综采系统建设画面，实时获取供液、供电、电液控等系统检测数据。远程控制采煤机、泵站、皮带转载、支架等设备，实现工作面全作业流程可视化远程协同监控管理。

      2.智能掘进系统

      矿井现有掘进工作面共计5个，各工作面由掘进机司机人工操作掘进机开展掘进作业，工作强度高，掘进过程中产生大量粉尘，视线模糊，导致巷道一次成型率较低；矿井地理环境较为复杂，存在冒顶、煤与瓦斯突出等安全风险，且近年来行业领域共计发生10起掘进机致人死亡事件，工作面人员防护安全监测方案急需完善，安全隐患急需杜绝。

      建设智能掘进系统通过对EBZ-220H掘进机进行智能化改造，部署井上下远程集控台，采用4G无线通讯+有线组合方式，实现数据远程传输及远程视距操作；配备动态倾角传感器、角度传感器，实时监测掘进机姿态，实现自动截割等功能，极大降低了作业人员劳动强度；机油箱、装载部、运输部等关键位置加装压力传感器，及时反馈设备运行状态，显著提高设备可靠性和稳定性。  

      为确保掘进机作业过程人员安全，掘进机驾驶室一侧配备两台红外摄像仪，机头中部配备UWB基站、声光报警器，驾驶室配备监测显示器，划定“电子围栏”分为绿、黄、红三个预警区域，绿色区域（以定位基站为基准4m半径）设定为工作人员工作区，黄色区域（综掘机机头、机尾7m范围）设定为报警区、红色区域（综掘机机头、机尾3m范围）设定为停机区，当人员闯入综掘机危险区域时报警提醒，当人员闯入停机区域时掘进机停机，以实现非工作人员进入工作面，安全预警、保护停机功能，全面提高掘进作业安全。

    （三）运输系统

      1.智能主运输系统

      矿井主运输系统采用带式输送机作为提升设备，井上下主要皮带运输系统，由人工操作单独PLC进行启停控制，操作流程复杂，未能全部实现远程启停一键控制，不满足“减人、增效、保安”的智能化建设思想，且主运皮带沿线长，未建设完善的环境监测系统，由巡检工人每班进行巡检监测，未能实时获取主运输系统运行状态信息，将火灾、皮带撕裂、溃仓等风险问题进行早期预警与防治。  

     智能主运输基于工业环网体系，通过对各皮带机头布设KJ82-F监控分站，安装温度、振动等传感器设备，实现上仓、主斜井、西翼主运，二盘区一部、二盘区二部、二盘区三部皮带一键顺序控制、远程控制、异常状态监测等功能；皮带沿线配备AI识别摄像仪，具备异物监测、大块监测、水煤监测、皮带跑偏监测、温度监测、带面人员安全监测等功能，通过实时识别分析环境、人员、设备状态，对异常状态进行抓拍及声光预警，以确保主运输系统常态稳定运行，杜绝人员违章作业，皮带跑偏、撕裂及超温现象发生。

      2.无轨胶轮车智能辅助运输系统

      近年来，全国煤矿无轨胶轮车运输事故频发，安全形势异常严峻，中煤华晋集团韩咀煤业有限公司在用辅助运输车辆共计51台，平均单趟来回行驶20公里且井下巷道多弯道多弯道、陡坡，安全压力尤为突出，如何车辆主动预防、人员预警信息提醒，井下巷道安全设施配置等方面解决这一突出问题。同时作为矿井生产建设的重要保障系统，承载着人员、设备、材料输送的艰巨任务。传统票据派车模式虽可以满足井下日常配送需求，但由于运送物料管理和车辆管理信息反馈不畅，物流信息缺乏高效管理手段，辅助运输队组成员无法及时了解生产物流信息，难于进行生产物流的动态调配。为此如何建设“安全、高效”的智能辅助运输管理体系，成为了推动现代化转型成为矿井可持续发展迫切需求。

      基于上述问题，中煤华晋集团韩咀煤业有限公司提出一整套解决方案：以多功能融合基站为基础，集成了4G通讯模块、UWB精确定位模块、WIFI通讯模块、红绿灯控制模块以及千兆环网模块等，通过万兆工业以太环网，建立了基于胶轮车精确定位、井下交通管控、胶轮车智能调度的智能辅助运输系统。

      以高集成化、高可扩展为4G通信系统建设思路，经过多次选型验证，最终选用基于FDD-LTE通信技术的煤矿应用4G融合基站作为矿井无线通信“数据中枢”节点设备。在提供井上下4G高清音视频通话和高速数据传输功能的基础上，配备强大的融合功能。内置4G无线通信、UWB精确定位、红绿灯控制、千兆环网、WIFI传输共计5大模块，在不增加额外设备的前提下，实现车辆精确定位和井下红绿灯管控，同时基于基站内部千兆工业以太网模块，为其他网络系统接入（人员定位系统、辅助运输系统、应急扩播系统、视频监控系统）提供便利，极大的降低了设备购置成本、减轻了人员部署运维设备劳动强度，为系统融合应用，互联互通提供了可行性基础。

      井下辅助运输车辆利用UWB精确定位技术+热成像摄像仪，实时识别无轨胶轮车前后30米范围内人员，50米弯道区域车辆信息，配备防疲劳驾驶、防碰撞预警、路径偏离等预警功能，以语音播报形式进行提醒。协助驾驶员在无光及光照不足巷道条件下获取环境状态，精确识别判断位置距离信息，及时发现潜在的危险情况，直观的辅助驾驶员决策车辆操作行为，大大提升了驾驶员行车过程的安全操作能力，预防事故的发生。

      以互联网模式下的“网约车”为参考模型，运用大数据分析、人工智能技术，结合井下辅助运输配送实际情况打造具备车辆路线规划、车辆任务调配、车辆数据分析的智能辅助运输管理系统。根据用车人提交的用车申请，按照车辆的状态、驾驶员在岗状态，以及驾驶员驾驶的车辆类型等条件，自动筛选出符合条件的车辆及驾驶员；在紧急用车情况下，可由调度中心紧急调配人员、车辆，当车辆完成调度任务收车时，可通过移动客户端实现用车单线上验收。有效地减少了验收工作量，极大的提高车辆使用效率，提升调度智慧化管控能力。

      井下候车室 LED 显示屏定时刷新车辆到站距离，通过语音播报，提前提醒候车人员车辆到站信息，便于候车人员实时掌握井下车辆运输情况按序候车。规范井下乘车流程，规避潜在的碰撞风险，避免因车辆未到位慌乱走动而导致的安全隐患。融合联动行车报警装置，结合车辆精确定位位置信息，自动触发矿用本安型显示屏无源开关（DO 干节点），自动启/停行车报警系统，实现顺槽、斜坡等危险区域内声光语音报警，提示区域内人员，保障行车安全。

    （四）供电系统

     1.地面供电系统

     中煤华晋集团韩咀煤业有限公司35kV变电站变电站采用双回路电源供电，主变室安装SZ11-16000/35型有载调压电力变压器2台，35kV配电室安装KYN61-40.5型高压开关柜9台，10kV配电室安装KYN28A-12型高压开关柜45台。设备日常巡检工作采用人工现场巡视为主模式，对巡视人员专业水平要求高、巡视周期长、工作任务繁重，缺陷判别受人员主观因素影响，不利于设备缺陷快速发现，影响设备安全运行，人员现场巡视，存在较多风险。

      通过在35kV配电室安装智能巡检机器人、10kV配电室安装开关柜操作机器人，在各配电室、主变房、发电机房等场所安装高清摄像仪及各类传感器，部署全景感知系统，通过各类传感器、视频采集模块等充分感知配电室及电缆层的环境状态、设备健康状态、安全状态及现场图像等，并可通过下发指令，实现对变电站内主要设备的日常巡视及对10kV配电室开关柜的操作。并将巡视数据、采集文件等上传到巡视主机，巡视主机对采集的数据进行智能分析，形成巡视结果和巡视报告。将人工定期巡检逐步转变为由智能巡检系统进行常态化巡视，降低变电站运维工作强度和对人员专业能力的依赖程度，提高设备运维智能化水平。

     2.井下供电系统

     井下供电系统由中央变电所、一盘区变电所、二盘区变电所共计三个变电所组成。现有供电检测系统功能老旧，只能单独显示接入设备电流、电压等基础参数，无法满足井下供电系统远程实时在线监控的日常需求。同时井下停送电采用人工合分闸方式，操作安全风险高，误操作无相应的技术应对手段，当发生供电事故时，不能快速判断故障位置并及时切除，缩短停电时间，以避免大面积停电事故发生。

      针对上述问题对井下供电系统开展高低压智能改造。建设智能供电系统，实现对井下中央变电所、一盘区变电所电力系统的数据采集、运行状态监视、远程集中控制，实现远程监视设备运行情况、远程操作控制井下设备的运行和试验及故障预警；通过在35kV变电站内安装防越级高开综合保护器，将变电站内防越级高开综合保护器与井下中央变电所、一盘区变电所防越级高开综合保护器连接，实现变电站与井下变电所之间的防越级跳闸功能；将中央变电所、一盘区变电所高开综合保护器升级改造为防越级保护器并安装柜内视频监控和红外测温装置，同时为变电所干变、移变本体增加矿用本安型温度变送器，实现变电所当地集中监控和地面监控中心远程监测和保护等功能；对中央、一盘区变电所低压开关进行智能改造，配备7英寸显示屏，实现开关内视频监控、触头无线测温、电动隔离小车等智能化功能。全面提高井下供电安全管理，以达到无人值守的建设目标。井下变电所配备防爆计算机及大屏，增设云台摄像机、智能门禁控制系统，安装数字型温度和烟雾传感器，通过接入电力监控分站把数据上传至电力监控系统，实现与电力监控系统的联防告警功能，保证井下变电所无人值守安全管理。

    （五）智能无人销售系统

      矿井原煤运输采用汽运方式，设立两座磅房，以传统票据形式进行销售。在日常销煤过程中存在人工核验工作强度大，交通秩序混乱等诸多问题。装车管理系统采用人工验证并装车方式，在进行产品销售时，煤仓操作室无法自动获取任何车辆信息；现场拉运司机到达产品仓下时，需要下车上煤仓操作室提交装车单，放煤工核实车辆信息。因现场空间狭小，存在诸多安全隐患。

      为此弃用传统票据销售管理模式，升级完善销售信息管理系统，配备可视化对讲分析机、自助手卡打印终端机、车辆识别摄像仪等设备，客商可通过微信小程序提前预约，有序入厂装车。原磅房值守人员只需在智慧生产调度中心登陆系统，运用车辆定制装车、榜单票据管理、物流计划制定下发、视频监控等功能，即可实现原煤销售全过程管理，摆脱脏乱工作环境，缓解秩序维护压力，提高销售效率。同时在现有煤仓3个装车点进行系统改造，配备无人值守定值皮带秤装车系统。无人值守定值皮带秤装车系统配备车辆识别模块、车辆定位模块、车辆指挥模块、智能定值称重等系统完成无人值守定值装车业务。应用物联网、大数据、高精度称重、激光检测、自动控制等高新技术实现物料销售全过程的智能化，无人化运行。

    （六）智能决策系统

     矿井各子系统设备多样，数据接口不统一，数据采集整合较为困难；信息系统运行状态不稳定，数据准确性、完整性、实时性急需提升；系统“烟囱式”建立，存在数据壁垒，点位信息数据杂乱，集控人员难以筛选，急需建立各系统监测预警数据汇总平台，助力矿井决策调度管理。

     1.智能管控平台

     为打破矿井智能化、信息化系统数据壁垒，统一整合信息资源，建设智能管控平台运用数字孪生、大数据、物联网、云计算、人工智能、位置智能、三维视频融合等前沿技术，以统一数据标准对矿井应用系统、数据资源、业务资源进行统一整合，打破矿山独立子系统数据集成共享存在的“数据孤岛”、“信息烟囱”局面，形成全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测的智能生产管理模式。

   （1）GIS驾驶舱

     集生产、安全、重大设备为一体，通过可视化分析，以透视表、曲线、柱状图等形式对矿井多元化数据进行集中化可视化展现。自动化预警汇总安全监测、人员定位等多个系统预警信息联动音频、灯带系统提醒集控人员及时处理预警信息，从而实现安全生产全过程的实时监管和应急联动，将安全事故杜绝在源头。

   （2）GIS一张图

     以矿地理空间数据库为基础，对矿井空间位置进行坐标定位，实现生产、安全、地测、一通三防、机电专业信息综合展示和GIS协同在线编辑，同时将安全监测、产量监控、人员定位、水文监测等重大系统信息通过点位标注形式标注至一张图，将矿井过去分散、孤立的监测监控数据进行整合，便于管理人员快速定位，全面了解矿井信息。为提高矿井突发事件应急响应及处置能力，研制避灾研判功能模块，AI算法可自动计算最近逃生路线及对应的应急处置方案，为矿井应急救援提供辅助决策。在安全方面按照人、机、环、管、技五个方面进对煤矿安全动态诊断，统计煤矿安全状况、隐患排查治理、井下重大危险源预警情况以及同比与环比等指标。

    （3）GIS管理系统

      运用网络一体化管理技术，将生产调度、机电、一通三防、地测防治水、安全管理等各业务部门数据与文档进行集中存储、统一管理，提高业务人员办公效率。综合检测矿井人员定位、安全监控、产量监控、水文监测等接入子系统，对系统实时数据、历史数据、异常数据进行可视化展示及导入导出，便于系统管理人员分析系统运行状态，规范系统管理。

   （4）综合自动化

     采用轻量级的三维可视化技术，集主运输、主通风、压风、供电、排水等25个系统，361个设备为一体，构建虚拟仿真三维场景，实时获取子系统运行数据，模拟设备运行及报警状态，并在三维界面进行同步更新，将全矿井关键信息进行整合。公司管理岗位可通过终端实时调阅查看系统界面，了解现场实际安全生产运行情况，实现对煤矿业务的全覆盖及安全生产情况“看得见、管得了、控得住”的管理理念。

      2.一张网多网融合平台

      建设一张网多网融合平台，集自动化采集、软件信息、大数据分析前沿技术为一体，感知智能辅助运输系统、人员精确定位系统，人员状态、车辆状态、视频监控、位置信息、环境状态以及设备状态等各类信息，将多元化的异构数据统一进行数据格式转化、数据标准校验、数据梳理归纳，以直观界面显示至一张网多网融合平台。

      利用一张网多功能融合平台深度融合，集中展示人员、辅助运输车辆、采煤机、掘进机等重要机电设备的精确位置和运行情况，实时监测反馈人、车、主要设备位移、碰撞等风险，利用 AI 视频、应急广播、智能车载终端、人员单兵装备，智能预警报警、主动防护，实现对“三违”、风险隐患的早期识别和智能分析，提前防范化解重大安全风险，并进一步提升应急救援精准度和时效性。

    （七）智能机器人

     1.危险气体巡检机器人

     目前井下危险区域气体检测主要依赖人工，存在危险性高、效率低下等诸多问题。国内外现有轨道、轮式等气体巡检机器人存在控制范围受限、无法自主巡检、机身材料重、巡航时间短、检测功能单一，不具备满足矿井多元需求及应对突发状况的能力。为此急需研制一款多功能、长续航、自行走、全地形的矿用危险气体巡检机器人。

      矿井积极响应国家煤矿安全监察局要求,与科研企业共同研制了一款危险气体巡检机器人，在实践应用过程中不断完善。从“人、机、环、管”方面切入，将设备使用范围扩展至井下变电所巡检、主运输皮带巡检、视频反三违等领域，真正实现“一机多用、一机多能”，为行业安全高效发展提供助力。  

      慧眼识别、智脑分析。以双目深度摄像仪为基础，结合视觉分析技术，智能构建巷道三维模型，自主调节行走速度，主动避让障碍物，实现自动驾驶及自主巡检。通过深度学习和大数据训练，机器人可准确识别人、机、环等多种异常场景，并智能抓拍与预警，丰富矿井安全监管手段。

      复合型材料打造轻量化机身。首次采用碳纤维增强环氧树脂复合材料作为机身防爆外壳，满足GB3836.2-2010防爆标准的同时，使机器人外壳重量减轻80%，整机重量减轻90%，极大延长了工作时间，满电续航8h以上。复合型材料的应用，对井下设备的防爆外壳领域具有革命性意义，有望成为新的行业标准。

      多参合一、模块化设计。所有元器件均采用模块化设计，单个模块损害不影响整体设备运转，在提高设备稳定性的基础上便于升级迭代。其中危险气体检测传感器不仅可以对一氧化碳、硫化氢、甲烷等危险气体检测，还可对温度、湿度、压强、风速等环境状态进行检测，同时实时分析并将生成的预测、预警信息反馈至调度中心，为矿井安全生产提供智能决策。

      2.智能捡煤机器人

     矿井在资源回收高效利用方面存在缺陷，尤其是在煤矸石筛选回收利用方面。虽建有动筛车间，采用跳汰机进行筛选，但在筛选过程中仍然存在部分块煤无法回收，仍需依赖人工进行再次筛选，安全风险高、分拣效率低，急需改进以提高矿井生产效益。

     为提高煤矸石分拣回收利用效率，引进智能捡煤机器人。部署KR20-R1810-2六轴机器人配备三套机器抓手，配备图像识别摄像仪，采用AI卷积神经网络技术及目标检测算法（SSD）对煤和矸石进行智能识别并不断标记自主学习，实现了自动布料、智能判断、动态捡取、自动称重等功能。具备30-250mm拣取范围内矸石中块煤的识别率90%以上，识别后块煤分拣率90%以上及无人值守的能力，满足矿井动筛车间的正常排矸需求，实现煤与矸石智能化分选，优化了生产流程，提高了生产效益。

      四、实施效果

    （一）社会效益

      通过信息技术、工业技术和企业管理技术的深度融合，建立最有效的生产、经营、管理系统和模式，具备“自分析、自诊断、自趋优、自管理、自恢复、自学习、自适应、自组织、自提升”的能力，进一步提高效率，降低成本，实现管理最佳、效益最优、风险可控，使矿井生产流程更安全、更高效、更环保、更智能。

    （二）经济效益

     中煤华晋集团韩咀煤业有限公司现有安全、机电、采掘、通风、地测、开拓、生产准备、销售职工1099人，通过持续推进矿井智能化、信息化系统建设，引进前沿技术应用，优化生产环节，促进矿井可持续发展。

      一是实现排水、供电、压风、主运输、销售五大系统固定岗位无人值守，共减少岗位人员23人。按现岗位2023年人工成本核算，一年19.24万元人工成本计算，节省人工成本442.68万元。二是以“智能化矿井一体化设计”为智能化建设理念，加大井下基础设施拓展应用，减少各系统数据传输分站购置，提升设备利用率，节省投资（根据系统规模各有不同）最大节约50%的投资。三是发挥智能化、信息化系统及设备优势，从优化生产流程、降低设备故障发生率、减少配件损耗方面着手，每年减少成本投入237万元。四是以科创为驱，对高能耗装备进行升级改造。运用大数据分析技术手段，对矿井电力、油脂、用水进行动态调控。全年减少油脂消耗30.16吨，节电21万度，节水6.2万吨，助力矿井“绿色可持续发展”。

    （三）安全效益

     通过互联网+、大数据及人工智能等现代信息技术的赋能，将矿井智能化、信息化建设成果渗透到安全生产活动的全过程，融入到安全生产管理的各个环节。

      一是智能综采工作面智能综采率达76%，采煤机视频自动跟机、集控台（三机、主运皮带）协同控制，远程干预，使综采队生产班组成员远离高危作业环境，极大的预防破碎顶板伤人、采煤机及液压支架等设备伤人事故发生。二是智能掘进系统配备电子围栏防护系统，人员危险区域入侵停电闭锁率达100%，为恶劣视线下安全辨别提供技术支撑，有效的预防掘进机伤人事故发生。三是危险气体巡检机器人，累计替代人工进入危险区域17次，巡检里程25.8公里，极大的缓解了矿井危险气体监测压力。四是智能辅助运输系统常态化运行联动井下红绿灯及巷道声光报警装置，全年辅助矿井无轨胶轮车驾驶人员安全行驶376268公里。五是采用AI识别、人工智能技术助力矿井安全生产管理，井下部署AI识别摄像仪配备危险区域入侵（识别率100%）、人员脱岗（识别率100%）、主运皮带异物识别（识别率62%）、超温检测（识别率72%）等识别功能。通过语音报警方式，实时提醒作业人员按规按章进行程序化作业，震慑违章作业人员。六是设备、系统多元融合应用，以信息技术手段极大降低矿井三违事件发生率，据统计分析，2022年矿井共计发生574起三违事件，2023年智能化矿井建成后，全年发生三违事件472起，三违事件发生率同比往年降低21.5%，从根本上全面提升矿井本质安全管理水平。

    （四）管理效益

      矿井智能化、信息化建设前沿的信息技术、现代管理思想和方法，改变了传统经营管控模式，实现降本增效的建设目的。通过信息数据共享和业务按需服务化能力，从“人找数据、人找事”转变为“数据找人、事找人”，实现智能办公，大幅度提高工作效率。矿井管理模式的提档升级促使职工参与培训与学习，主动适应因系统应用带来的管理变革。极大的提高了职工的素质，适应现代化管理的需要，助力矿井可持续发展。