基于大数据的煤矿安全监测与预警系统优化研究 摘要：本文研究基于大数据的煤矿安全监测与预警系统优化方案，旨在提升煤矿安全管理的精准性和效率。随着 煤矿行业面临日益复杂的安全管理需求，传统的安全监测手段已经无法满足矿井环境中多变的安全挑战。基于大 数据技术的应用，通过多源数据的采集、处理和分析，为煤矿安全管理提供新的解决方案。文章深入探讨煤矿安 全监测技术的现状与发展趋势，分析大数据在煤矿安全监测和事故 的实证分析，验证该优化方案在预警准确性、响应速度 和事故预测能力方面的显著提升，显著降低误报和漏报率。研究表明，大数据技术的引入使煤矿安全管理从传统 的经验预测转向更加科学、智能的系统化管理，为煤矿生产的安全性和矿工生命安全提供更强有力的保障。 关键词：大数据；煤矿安全；监测系统；预警系统；智能化 1 中图分类号: TD 76 文献标识码:A Research on Optimization of Warning System; Intelligence 1 引言 传统的煤矿安全监测依赖于人工巡查、单一传感 器监控以及静态的安全管理模式，难以在复杂和动态 的煤矿环境中及时发现潜在的安全隐患。如何借助现 代科技手段提高煤矿安全监测和预警系统的智能化水 平，成为当前煤矿安全领域亟待解决的关键问题。陈 孝慈等提出大数据在煤矿安全领域的应用具备数据多 样性和复杂性的特点，因此需要建立一套完整的大数 据

技术等学科方向的研究及应用。  第五届国家安全生产专家组成员  第三届煤炭工业技术委员会信息化专业委员会副主任  新版《煤矿总工程师手册》煤矿信息化分册的主编  中国煤炭工业协会《煤矿安全高效现代化矿井技术标准》信息化专篇技术 标准起草召集人  国家高层次人才特殊支持计划（万人计划）科技创业领军人才奖  主持国家 863 科技计划等二十多项科研项目  获国家科技进步二等奖 集团级工业视频监管示范建设案例 • 飞行机器人应用案例 五、智慧煤矿总体建设路线 5.1 智慧煤矿建设目标与建设内容 5.2 网络传输与通信联络系统 5.3 一体化智能管控平台 5.4 煤矿安全生产大数据移动互联平台 5.5 数据中心、调度指挥中心、智能控制中心、 安全监测中心、生产运营管理中心 智慧煤矿建设目标：  在物联网技术基础上，实现矿山“人、机、环”数据智能化精准采 智能集成控制平台 一体化生产控制系统 一体化生产管理系统 1 个系统 煤矿大数据及云服务系统 煤矿安全生产数据网络传输体系 大数据煤矿重大灾害预警与专家决策平台 基于大数据的煤矿关键设备故障诊断与远程维护平台 基于专家系统的煤矿安全专家知识库 煤矿机电设备生产企业技术服务知识库 基于云计算的煤矿安全生产信息综合数据库 5.1 智慧煤矿建设目标与建设内容 含义 范围 具体建设内容 5 个中心

（六）深化示范带动与分类推进，构建协同格局 ............ 43 1 第一章 我国煤矿智能化发展政策环境日益优化 煤炭作为我国主体能源，在保障国家能源安全中发挥着不可替代 的作用。煤矿安全生产事关人民群众生命财产安全，事关经济发展和 社会稳定大局，是安全生产的重中之重。煤矿智能化代表着煤矿先进 生产力，建设智能化煤矿是推动煤矿提升本质安全水平、实现安全发 展的重要举措。当前， 策，全行业全社会形成了广泛共识，为加快推进煤矿智能化发展提供 了良好的政策环境。 （一）党和国家高度重视推进煤矿智能化建设 党的十八大以来，习近平总书记多次对煤矿安全生产作出重要指 示批示，为做好新时代煤矿安全生产提供了根本遵循。2023 年 9 月， 中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《关于进一步加强矿山安全生 产工作的意见》，在“严格矿山安全生产准入”“推进矿山转型升 级”“强化组织实施”三部分 远程掘进、远程综采、无人矿卡等场景规模推广，推动 5G 与矿山行 3 业系统融合，构建一体化数智矿山解决方案，建设一批 5G 矿山。 二是印发指导意见和标准规范。2020 年，国家发展改革委、国家 能源局、应急管理部、国家煤矿安全监察局、工业和信息化部、财政 部、科技部、教育部联合出台《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》， 明确了煤矿智能化发展的指导思想、原则和目标，部署了十项主要任 务和五条保障措施，成为国家部委层面第一份关于煤矿智能化建设的

号文件《关于进一步加强煤矿安全生 产 “ 工作的意见》的要求， 建设完善安全生产综合调度信息平台，做 到 ” 视频监视、实时监测、远程控制。 2)发改委《国家发展改革委办公厅关于组织开展 2014 年煤矿安 全 改 造 和 示 范 工 程 建 设 项 目 前 期 工 作 的 通 知 》 ( 发 改 办 能 源 [2013]2520 号)要求，需要建设煤矿安全信息化平台。 3)2014 2 月 21 日，省煤炭工作会议在太原召开。会议要 求 “要建立煤矿网络信息管理系统，煤矿企业建立安全生产综合调度 信 息平台，管理部门建立监督管理综合信息平台，全省统一联网， 实现 ” 煤矿安全生产自动化、信息化、智能化、现代化监督管理 。 4) “ ” 山西省煤炭工业厅《山西省煤炭工业信息化发展 十二五 规 划》的要求：构建全省煤炭行业电子政务信息网络，完善煤炭基础 网 络建 业省级高产高 效矿井，国家行业一级高效矿井，安全质量标准化国 标一级矿井，全 国煤炭系统文明煤矿，全国企业文化优秀单位等荣誉称号。 到目前为止，该矿完成的基本业务系统建设及应用情况如下： 1、煤矿安全监测监控系统。 2003 年 3 月份安装了常州三恒的 KJ70 型煤矿综合监测监控系 统。 2008 年 3 月对监测系统进行全面升级，现已完成 KJ70N 系统 的软、 硬件升级。目前

67 页 52 第 页 / 共 67 页 5-3 煤炭矿山行业分析 - 业务范围 •煤炭（泛指采煤和非煤有色金属非金属采矿 行业） • 煤矿 • 可升级管控系统的煤矿综自 • 煤矿安全生产管理 • 智慧矿山系统 • 非煤矿山 • 矿井车辆管理 • 综自 • 智慧矿山系统 53 第 页 / 共 67 页 53 第 页 / 共 67 页 5-4 国内主要智慧矿山集成商 煤炭矿山行业案例和特点 • 四通煤矿安全生产管理系统案例 1. 安全管理模块 1. 风险分级预控 2. 隐患排查 3. 重大隐患管理 • 价值点：降低隐患存在率 • 减少安全隐患 • 4. 巷道界面动态更新 • 价值点：解决巷道界面随采滞后问题， • 辅助了煤矿安全生产 • 5. 动态添加设备，动态打点 煤炭矿山行业探矿前的装备 1.有智慧矿山解决方案产品 DEMO 版 2.有智慧矿山解决方案 word 版 +ppt 3.有四通煤矿安全生产预警预防管理案例和方案 4.有陕西袁大滩、郭家湾等煤矿综自案例 5.有煤矿安全生产管理方案 demo 版 64 第 页 / 共 67 页 5-13-2 案例和解决方案资料 65 第 页 / 共 67 页

160 163 167 170 某集团以数据治理驱动多产业融合 黄陵矿业集团矿区零碳智慧园区建设 云锡华联锌铟数字化转型整体规划咨询实践 矿山AI大脑，助力陕煤集团柠条塔煤矿安全生产“少人化” 立足煤矿安全实际，提高安全监察手段，降低事故风险 03 洞蕴意，践行数字转型 157 04 附录 173 煤矿业务基础概述 非煤矿山业务知识概述 173 184 4 刊首语 4 将煤炭在更利 于捕捉二氧化碳的环境下生产，都可以进一步达到减碳的目标。 10 智能化对于煤炭的价值意义 煤矿智能化是煤炭生产力和生产方式变革的新方向，加快推进煤矿智能化建设，已成为实现 煤矿安全、高效生产的基础，是煤炭企业高质量发展的重要举措。 1、是国家政策的要求 2020年2月，国家发改委、能源局等八部委联合印发《关于加快煤矿智能化发展的指导意 见》，为我国煤矿智能化发展指明了 与现代煤炭开发利用深度融合，形成全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动 态预测、协同控制的智能系统，实现煤矿开拓、采掘（剥）、运输、通风、洗选、安 全保障、经营管理等过程的智能化运行，对于提升煤矿安全生产水平、保障煤炭稳定 供应具有重要意义。 《意见》注重当前，考虑长远，提出了三个阶段的不同发展目标。 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

告报自治区能源局、内蒙古煤矿安全监察局。 2.评估。自治区能源局、内蒙古煤矿安全监察局通知盟市煤 矿监管部门会同驻地煤矿安全监察分局（站）组织专家于 10 个 工作日内完成对验收结果的评估。 3.公示公告。评估合格的，由自治区能源局依据评估报告进 行公示，公示期为 5 个工作日。公示无异议的，由自治区能源局 进行公告，并抄送内蒙古煤矿安全监察局。 第八条 属地煤矿监管部门、驻地煤矿安全监察分局（站） 应当每年对智能化煤矿（包括智能化采煤工作面、掘进工作 面）开展一次检查，及时将检查结果上报自治区能源局、内蒙 古煤矿安全监察局，自治区能源局、内蒙古煤矿安全监察局进 行抽查，督促动态达标。 第九条 国家对智能化煤矿建设有明确规定的从其规定。 第十条 本办法由内蒙古自治区省能源局、内蒙古煤矿安全 监察局负责解释，自发布之日起执行。 附件 2 内蒙古自治区煤矿智能化建设基本 要求及评分方法（试行）

........................................................................................ 524 6.2 煤矿安全生产执行系统建设.........................................................................................525 ...............................................................................624 6.2.3 基于 GIS 的煤矿安全管理系统...........................................................................638 6.2.4 煤矿生产技术一张图管理信息系统 心专业技术无系统性的 实质突破 国内对煤矿安全生产信息化的研究已经走过了数十年的历程，但目前绝大 多数矿井仍以专业为界线（监测监控、地测、通风、运输、机电、调度、采矿 等等）分别研究、开发、配置软硬件系统，没有统一的信息化数据处理平台， 对相关事故的分析和研究考虑因素较为单一，造成信息无法共享交流、系统操 作复杂、信息孤岛严重。此外，与煤矿安全生产有关的数据具有共享的特征， 而且对很

(GB/T51272-2018) 开始实施。 《煤矿机器人重点研 发目录》国家煤矿安 监局发表“第1号公 告”，重点研发应用 掘进、采煤运输、安 控和救援5类，38种 煤矿机器人。 国家煤安局发布《关于 加快推进煤矿安全风险 监测预警系统建设的指 导意见》明确了监测预 警系统需采集煤矿企业 生产和安全相关数据， 要求企业要建设完善监 测、监控系统;开发生产 经营、安全管理信息系 统。意见制订了实施进 度和相关保障措施。1 算、大数据、机器人、智能装备等与现代煤炭开发利用深度融合，形成全面感知、实时互联、分析决策、自主学 习、动态预测、协同控制的智能系统，实现煤矿开拓、采掘（剥）、运输、通风、洗选、安全保障、经营管理等 过程的智能化运行，对于提升煤矿安全生产水平、保障煤炭稳定供应具有重要意义。 《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》 （发改能源〔2020〕283号） 其中提出，到 2035 年，各类煤矿基本实现智能化，构 建多产业链、多系统集成的煤矿智能化系统，建成智能感知、 期管理等服务和工具，实现一张图集成融合、一张图协同管理和一张图决策分析。 通过软件定义，实现井上下各业务系统的数据融合与智能联动，达到人、 机、环、管信息的强实时关联。 利用大数据与人工智能等技术，迭代升级煤矿安全、生产、经营的智能 分析与辅助决策。 02 总体设计 信息和数据孤立 系统缺乏协调 缺乏智能分析 被动灾害监测 多为子系统独立建设，系统缺乏 统一集成实施，数据和信息缺乏 关联和融合。